水力压裂裂缝高度关键控制因素的优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种水力压裂裂缝高度关键控制因素的优化设计方法，该方法通过选取水力压裂施工中涉及的产层和隔层中的物性参数、初始地应力及压裂液的性质作为裂缝高度控制因素，通过对裂缝高度控制因素做飓风分析，有效地判定裂缝高度关键控制因素。利用响应面分析法结合Box‑Behnken实验设计方法，显著地减少了计算工作量，厘清各裂缝高度关键控制因素变化趋势对裂缝高度的影响，实现目标地层的理想裂缝高度所对应的关键控制因素组合的高效预测。

【技术实现步骤摘要】
水力压裂裂缝高度关键控制因素的优化设计方法
本专利技术属于岩石力学和水力压裂力学领域，涉及水力压裂裂缝高度关键控制因素的不确定性估计方法，尤其涉及水力裂缝高度关键控制因素判定及关键控制因素的最优化设计方法。
技术介绍
水力压裂是低渗油藏增产的重要手段，自20世纪40年代诞生以来，在工程中有着广泛的应用。水力压裂裂缝扩展几何形态是水力压裂设计中需要考虑的一个重要因素，对裂缝延伸范围的正确预测可以合理选择压裂施工参数，并对产能进行准确评估。缝高控制是层状油气藏水力压裂质量和成败的关键指标，裂缝的高度以及在地层中的穿层情况，直接影响压裂效果。理想缝高等于目标产层的厚度。裂缝高度不充分扩展影响压裂效果，造成压裂后产量低、递减快、增产有效期短。裂缝穿层则可能产生过度压裂和压裂液流失，甚至连通含水层，造成压裂施工的失败。为此必须控制裂缝的高度，最大限度地实现裂缝纵深发展，提高油气井产能。目前，缝高控制的研究主要集中在油气领域，由于它是孔隙压裂流体渗流与岩石变形及裂缝形态相互耦合的问题，受储层特性、压裂液流变性、岩石力学物理特性、压裂液排量、储层盖层应力差等多种因素的影响。因此，需要在水力压裂领域本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水力压裂裂缝高度关键控制因素的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤，S1：根据产层和隔层的初始地应力、物性参数及压裂液性质，建立裂缝高度控制因素体系；所述裂缝高度控制因素体系包括：隔层最小水平侧应力系数、产层最小水平侧应力系数、隔层弹性模量、产层弹性模量、隔层泊松比、产层泊松比、隔层渗透系数、产层渗透系数和压裂液粘度；S2：根据水力压裂段测井数据，利用数值模拟软件，建立目标地层包含所述裂缝高度控制因素体系实测数据的数值模型；S3：将所述数值模型作为基准模型，并对所述裂缝高度控制因素体系进行飓风分析，进而确定裂缝高度关键控制因素；S4：结合响应面分析法结合Box‑Behnken实验设计方法...

【技术特征摘要】
1.一种水力压裂裂缝高度关键控制因素的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤，S1：根据产层和隔层的初始地应力、物性参数及压裂液性质，建立裂缝高度控制因素体系；所述裂缝高度控制因素体系包括：隔层最小水平侧应力系数、产层最小水平侧应力系数、隔层弹性模量、产层弹性模量、隔层泊松比、产层泊松比、隔层渗透系数、产层渗透系数和压裂液粘度；S2：根据水力压裂段测井数据，利用数值模拟软件，建立目标地层包含所述裂缝高度控制因素体系实测数据的数值模型；S3：将所述数值模型作为基准模型，并对所述裂缝高度控制因素体系进行飓风分析，进而确定裂缝高度关键控制因素；S4：结合响应面分析法结合Box-Behnken实验设计方法，对所确定的裂缝高度关键控制因素进行全因子实验，提取表征裂缝高度与裂缝高度关键控制因素相关性的二次多项式回归方程，以及确定裂缝高度关键控制因素及裂缝高度关键控制因素间交互作用的显著性；并根据裂缝高度关键控制因素及裂缝高度关键控制因素间交互作用的显著性，优化所述二次多项式回归方程；S5：根据优化后的二次多项式回归方程，预测目标地层的理想裂缝高度所对应的关键控制因素组合。2.如权利要求1所述的水力压裂裂缝高度关键控制因素的优化设计方法，其特征在于，所述S2包括以下步骤，S21：根据水力压裂段测井数据，设定所述数值模型的初始条件和边界条件；S22：根据水力压裂的起裂位置和压裂方向，在所述数值模型中预设表征裂缝的零厚度粘性单元；其中，粘性单元的起裂和扩展服从牵引分离准则。3.如权利要求1所述的水力压裂裂缝高度关键控制因素的优化设计方法，其特征在于，所述S3包括以下步骤，S31：分别取所述裂缝高度控制因素体系实测数据的80％，90％，100％，110％和120％，而建立裂缝高度控制因素的5水平模型；S32：将5水平模型导入所述基准模型，并计算出相应的裂缝高度；S33：对5水平模型的裂缝高度做飓风分...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏晓琛，刘向君，梁利喜，熊健，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51