一种基于体积压裂后地层能量抬升的水平井产能预测方法技术

本发明专利技术提供了一种基于体积压裂后地层能量抬升的水平井产能预测方法，根据入地液(压裂液)量大小与地层压力升高值之间的物质平衡关系，紧密围绕水平井压裂改造前后地层压力分布特征，将不稳定渗流机理和压裂滤失原理相结合，准确计算出压后地层压力抬升水平；有效解决了地层压力难以预测的难题，特别对水平井压后产能的评估提供了依据。

A productivity prediction method for horizontal wells based on energy uplift after volume fracturing

The invention provides a horizontal well productivity prediction method based on the uplift of the formation energy after the volume fracturing. According to the material balance relation between the amount of the ground fluid (fracturing fluid) and the rising value of the formation pressure, it closely surrounds the characteristics of the formation pressure distribution before and after the fracturing of the horizontal well, and makes the unstable percolation mechanism and the fracturing filtration principle. It can accurately calculate the uplift level of formation pressure after pressure, and effectively solve the difficult problem of prediction of formation pressure, and provide a basis for evaluating the productivity of horizontal wells after pressure.

【技术实现步骤摘要】
一种基于体积压裂后地层能量抬升的水平井产能预测方法
本专利技术属于油藏驱替动力研究
，具体涉及一种基于体积压裂后地层能量抬升的水平井产能预测方法。
技术介绍
在超低渗透油藏开发中，水平井主要采用体积压裂进行地层改造。由于体积压裂过程中滤失进入地层的压裂液液量非常大，有效的抬升了地层压力，而地层压力水平高低直接影响着压后的水平井有效初期产能评估，因此亟需一种可以快速、准确地确定目前地层压力水平的计算方法。目前对于平均地层压力的评估，主要根据井网面积大小采用物质平衡方法进行估算，然而真实的滤失过程中，水平井压裂后的入地液抬升压力需要通过很长时间的传播才能到达井网边界，同时实际生产中在较短的压后停井时间内压力并未传播到边界就开始开井生产，因此估算方法不准确，该压力水平难以准确反映油层真实的产能。因此，要准确的确定地层压力水平，必须确定出在某一时刻的入地液的滤失距离及波及面积。目前对于压裂液滤失入地液量的分析，主要分三个滤失区域进行分析预测，即滤失带、侵入带和油藏压缩区。三个独立的滤失区具有不同的滤失系数，然而三种滤失系数目前还没有系统的确定方法，因此难以准确的得出各个区域的大小和位置。因而造成了无法对入地液波及前缘位置及面积大小进行确定。压裂水平井初期产能的确定，范子菲.(裂缝性油藏水平井稳态解产能公式研究.石油勘探与开发，1996，23(3)：52-57)给出了稳产产能计算公式。由于体积压裂大规模的入地液使得地层压力抬升，该公式中的地层压力大小的确定不能再采用原始地层压力，而需采用压后准确的地层平均压力值。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的上述问题，通过计算压裂后地层压力水平来预测水平井产能。本专利技术提供的技术方案如下：一种基于体积压裂后地层能量抬升的水平井产能预测方法，包括以下步骤：步骤1)获取压裂过程中压裂液的总滤失系数C总和地层闭合应力pcl；步骤2)通过压裂液室内岩心滤失试验确定滤失带的滤失系数C3；步骤3)确定水平井压裂缝的缝长Lf；步骤4)运用滤失方程和不稳定渗流方程组，建立压裂液滤失传播模型，求解不同时刻单段压裂侵入带和压缩区的距离及压力分布；步骤5)采用面积积分对各段压力分布进行积分，求得各压裂段压裂结束时间点裂缝周围平均地层压力pL，并计算出对应时刻压力波及面积SD。步骤6)采用建立的压裂液滤失传播模型，计算关井条件下水平井各条压裂裂缝的压缩区压力波及前缘位置，根据压缩区压力波及前缘位置计算出裂缝周围地层压力升高区域的面积SD′；步骤7)通过步骤5)中的压裂结束时间点裂缝周围平均地层压力pL和步骤6)中的裂缝周围地层压力升高区域的面积SD，计算施工结束后某时刻水平井各压裂段的平均地层压力pL′大小，其表达式为：pL'＝p0+SD×(pL-p0)/SD'；式中，p0表示原始地层压力，SD′表示施工结束后某时刻裂缝周围地层压力升高区域的面积；步骤8)根据水平井的多个压裂段周围的平均地层压力和压力波及面积，通过加权平均计算出压裂后平均地层压力pav大小，其表达式为：式中n表示水平井压裂段数；p′Li表示压裂施工结束时水平井第i段在该时刻的平均压力，单位MPa；表示施工结束时第i段裂缝周围地层压力升高区域的面积，单位m2；步骤9)将压裂后平均地层压力pav代入范子菲水平井产能计算公式，得到水平井的产能。所述滤失方程表达式为：1/C总＝1/C1+1/C2+1/C3式中，C总表示总滤失系数，单位C1表示油藏压缩区滤失系数，单位C2表示侵入带滤失系数，单位C3表示滤失带滤失系数，单位所述不稳定渗流方程组表达式为：其中：η1＝k/(c1tμa),η2＝k/(c2tμr),c1t＝cf1+φcm,c2t＝cf2+φcm，η1为侵入带导压系数；η2为油藏区导压系数；xc(t)为t时刻侵入带边缘距裂缝的距离，单位m；k为地层渗透率，单位为mD；c1t为侵入带综合压缩系数，单位为1/MPa；c2t为油藏区综合压缩系数，单位为1/MPa；cf1为侵入带压裂液流体压缩系数，单位为1/MPa；cf2为油藏原油压缩系数，单位为1/MPa；cm为地层岩石压缩系数，单位为1/MPa；φ为地层孔隙度，小数；μa为压裂液粘度，单位为mPa·s；μr为地层原油粘度，单位为mPa·s；p1，p2分别为不同时间t不同位置x处压力，单位为MPa。所述各压裂段压裂结束时间点裂缝周围平均地层压力pL的表达式为：式中，Lf表示水平井压裂缝的缝长，单位m；p(x)表示T时刻离裂缝x米处的压力值，单位MPa；LD表示T时刻压缩区边缘位置，单位m；SD表示裂缝周围地层压力升高区域的面积，单位m2。所述水平井压裂缝的缝长Lf通过压裂施工过程中人工裂缝长度监测获得，或通过裂缝施工参数进行拟合计算确定。在获得地层压裂高度h情况下，所述压裂后平均地层压力pav还可以通过得到，式中n表示水平井压裂段数；△V表示水平井入地液量，单位m3；Lfi表示第i段裂缝长度，单位m；Di表示第i段裂缝段间距，单位m；p0表示原始地层压力，单位MPa；Ct表示地层综合压缩系数，单位为1/MPa；pav表示平均地层压力，单位MPa；h表示地层厚度，单位m。所述滤失方程其中：Δpw＝pw-pv，Δpv＝pv-pc，Δpc＝pc-p0，k表示地层渗透率，单位是mD；φ表示地层孔隙度，小数；μa表示压裂液粘度，单位是mPa·s；μr表示地层原油粘度，单位是mPa·s；pw表示裂缝缝内压力，单位是MPa；pv表示滤失带与侵入带接触面压力，单位是MPa；pc表示侵入区与油藏流体压缩区接触面压力，单位是MPa；ps表示油藏原始地层压力，单位是MPa；C3m表示压裂液侵入实验滤失系数，单位是Δpm表示压裂液侵入实验滤失压差，单位是MPa。所述裂缝缝内压力pw＝pcl+pf＝psuf+pH-pfri-pperf，式中：pcl表示地层闭合应力，单位是MPa；pf表示裂缝缝内净压力，单位是MPa；psuf表示泵注时地面泵注压力，单位是MPa；pH表示井筒内静液柱压力，单位是MPa；pfri表示井筒内沿程摩阻，单位是MPa；pperf表示井筒孔眼摩阻，单位是MPa。本专利技术的有益效果是：本专利技术紧密围绕水平井压裂改造前后地层压力分布特征，将不稳定渗流机理和压裂滤失原理相结合，准确计算出了平均地层压力水平，有效解决了地层压力难以预测的难题，特别对水平井压后产能的评估提供了依据。下面将结合附图做进一步详细说明。附图说明图1压裂入地液滤失分布示意图；图2水平井压裂入地液波及示意图；图3合水地区三叠系油藏GP1-2井第4段入地液滤失前缘变化曲线；图4合水地区三叠系油藏GP1-2井第4段裂缝周围压力分布图；图5合水地区三叠系油藏GP1-2井第4段裂缝周围压力分布对数图；图6合水地区三叠系油藏压裂水平井产能对比图。具体实施方式实施例1：本实施例提供了一种基于体积压裂后地层能量抬升的水平井产能预测方法，包括以下步骤：步骤1)获取压裂过程中压裂液的总滤失系数C总和地层闭合应力pcl；步骤2)通过压裂液室内岩心滤失试验确定滤失带的滤失系数C3；步骤3)确定水平井压裂缝的缝长Lf；步骤4)运用滤失方程和不稳定渗流方程组，建立压裂液滤失传播模型，求解不同时刻单段压裂侵入带和压缩区的距离及压力分布；步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于体积压裂后地层能量抬升的水平井产能预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)获取压裂过程中压裂液的总滤失系数C总和地层闭合应力pcl；步骤2)通过压裂液室内岩心滤失试验确定滤失带的滤失系数C3；步骤3)确定水平井压裂缝的缝长Lf；步骤4)运用滤失方程和不稳定渗流方程组，建立压裂液滤失传播模型，求解不同时刻单段压裂侵入带和压缩区的距离及压力分布；步骤5)采用面积积分对各段压力分布进行积分，求得各压裂段压裂结束时间点裂缝周围平均地层压力pL；步骤6)采用建立的压裂液滤失传播模型，计算关井条件下水平井各条压裂裂缝的压缩区压力波及前缘位置，根据压缩区压力波及前缘位置计算出裂缝周围地层压力升高区域的面积SD；步骤7)通过步骤5)中的压裂结束时间点裂缝周围平均地层压力pL和步骤6)中的裂缝周围地层压力升高区域的面积SD，计算施工结束后某时刻水平井各压裂段的平均地层压力pL′大小，其表达式为：pL'＝p0+SD×(pL‑p0)/SD'；式中，p0表示原始地层压力，SD′表示施工结束后某时刻裂缝周围地层压力升高区域的面积；步骤8)根据水平井的多个压裂段周围的平均地层压力和压力波及面积，通过加权平均计算出压裂后平均地层压力pav大小，其表达式为：...

【技术特征摘要】
1.一种基于体积压裂后地层能量抬升的水平井产能预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)获取压裂过程中压裂液的总滤失系数C总和地层闭合应力pcl；步骤2)通过压裂液室内岩心滤失试验确定滤失带的滤失系数C3；步骤3)确定水平井压裂缝的缝长Lf；步骤4)运用滤失方程和不稳定渗流方程组，建立压裂液滤失传播模型，求解不同时刻单段压裂侵入带和压缩区的距离及压力分布；步骤5)采用面积积分对各段压力分布进行积分，求得各压裂段压裂结束时间点裂缝周围平均地层压力pL；步骤6)采用建立的压裂液滤失传播模型，计算关井条件下水平井各条压裂裂缝的压缩区压力波及前缘位置，根据压缩区压力波及前缘位置计算出裂缝周围地层压力升高区域的面积SD；步骤7)通过步骤5)中的压裂结束时间点裂缝周围平均地层压力pL和步骤6)中的裂缝周围地层压力升高区域的面积SD，计算施工结束后某时刻水平井各压裂段的平均地层压力pL′大小，其表达式为：pL'＝p0+SD×(pL-p0)/SD'；式中，p0表示原始地层压力，SD′表示施工结束后某时刻裂缝周围地层压力升高区域的面积；步骤8)根据水平井的多个压裂段周围的平均地层压力和压力波及面积，通过加权平均计算出压裂后平均地层压力pav大小，其表达式为：式中n表示水平井压裂段数；p′Li表示施工结束后水平井第i段在该时刻的平均压力，单位MPa；表示施工结束后第i段裂缝周围地层压力升高区域的面积，单位m2；步骤9)将压裂后平均地层压力pav代入范子菲水平井产能计算公式，得到水平井的产能。2.根据权利要求1所述的一种基于体积压裂后地层能量抬升的水平井产能预测方法，其特征在于：所述滤失方程表达式为：1/C总＝1/C1+1/C2+1/C3式中，C总表示总滤失系数，单位C1表示油藏压缩区滤失系数，单位C2表示侵入带滤失系数，单位C3表示滤失带滤失系数，单位3.根据权利要求1所述的一种基于体积压裂后地层能量抬升的水平井产能预测方法，其特征在于：所述不稳定渗流方程组表达式为：其中：η1＝k/(c1tμa),η2＝k/(c2tμr),c1t＝cf1+φcm,c2t＝cf2+φcm，η1为侵入带导压系数；η2为油藏区导压系数；xc(t)为t时刻侵入带边缘距裂缝的距离，单位m；k为地层渗透率，单位为mD；c1t为侵入带综合压缩系数，单位为1/MPa；c2t为油藏区综合压缩系数，单位为1/MPa；cf1为侵入带压裂液流体压缩系数，单位为1/MPa；cf2为油藏原油压缩系数，单位为1/MPa；cm为地层岩石压缩系数，单位为1/MPa；φ为地层孔隙度，小数；μa为压裂液...

【专利技术属性】
技术研发人员：高武彬，赵继勇，屈雪峰，樊建明，刘万涛，王进，王博，刘建，饶欣久，赵国玺，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11