用于分析水平井多级分段压裂施工摩阻的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于分析水平井多级分段压裂施工摩阻的方法，包括：收集和统计压裂施工数据，基于此，记录在注入前置液排量和/或携砂液砂比变化作用下的井口施工压力随不同水平段压裂阶段变化的数据，并绘制相应曲线；根据管汇结构数据，确定压裂液到达目标井段滑套开启位置时所经过的前段滑套对应的节流总压降，并根据节流总压降对当前变化曲线进行修正；对井口压力修正曲线进行回归分析，利用分析结果，由待分析携砂液砂比数据和/或待分析前置液排量得到相应条件下的水平井压裂施工沿程摩阻压降梯度。本发明专利技术可简便、快速、精确地计算出不同地层条件下水平井在不同砂比和不同排量下的压裂施工摩阻压降，可在压裂现场应用。

【技术实现步骤摘要】
用于分析水平井多级分段压裂施工摩阻的方法及系统
本专利技术涉及油气田开发
，具体地说，是涉及一种用于分析水平井多级分段压裂施工摩阻的方法及系统。
技术介绍
在压裂施工过程中，由于压裂液在压裂管汇中高速流动，粘弹性液体质点之间、携砂液中支撑剂固体颗粒相互的碰撞、支撑剂颗粒单体因重力作用发生的沉降以及液体与管柱内壁之间摩擦等均消耗一定的能量，产生管道压力损失，增加动力设备能耗，影响整体压裂系统施工的稳定性，体现在施工数据中就是压力的沿程摩阻压降。影响沿程摩阻压降的因素众多，包括压裂液本身热力学不稳定性和复杂的流变性能，使其在井筒内的流动性能不同于常规的假塑性流体，液体的相对速度、流体特征参数、流态、混砂比、局部温度及管汇特殊结构特征等，这些因素本身是一个动态变化的过程，无法用单一参数进行描述和预测。水平井分段压裂的摩阻压降分析是水平井压裂工艺参数优化的一个重要输入参数，是压裂液性能评价、压裂设备及管柱优选的一项重要指标，对压裂施工的破裂压力和施工压力计算有着重要影响。现有技术中，虽然针对施工摩阻计算的研究越来越受到重视，但针对水平井多级分段压裂施工摩阻的计算方法还存在如下缺陷：(1)计算过程只考虑单一影响因素，使得计算结果与实际情况偏差较大，难以计算出与现场生产实际相符的水平段分段压裂摩阻压降；(2)计算方法过于复杂，难以全面反映水平井多级分段压裂施工过程中影响摩阻压降的因素，在实际压裂施工现场的应用受到制约；(3)仅限于水平井钻井摩阻计算，并未涉及多级分段压裂施工过程中的摩阻压降。因此，现有的压裂施工中压裂液沿程摩阻压降计算及分析方法，尚无成熟、可靠、能够满足现场应用需要的简单的计算方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是需要针对现场开发和储层改造需求，提供一种简便、可靠且能反映现场压裂施工实际的摩阻压降计算方法，为油田现场压裂施工方案的制定和工艺方案的调整提供指导性建议。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于分析水平井多级分段压裂施工摩阻的方法，包括：步骤一、收集和统计压裂施工数据，基于此，记录在注入前置液排量和/或携砂液砂比变化作用下的井口施工压力数据，并绘制相应的井口施工压力随不同水平段压裂阶段变化的曲线；步骤二、根据管汇结构数据，确定压裂液到达目标井段滑套开启位置时所经过的前段滑套对应的节流总压降，并根据所述节流总压降对井口施工压力变化曲线进行修正；步骤三、对井口压力修正曲线进行回归分析，利用分析结果，由待分析携砂液砂比数据和/或待分析前置液排量得到相应条件下的水平井压裂施工沿程摩阻压降梯度。优选地，在所述步骤二中，确定当前井段压裂施工中的井段位置到水平井起始位置的距离；从所述施工数据中筛选出压裂液到达目标井段滑套开启位置时所经过的每个球座的内径、以及经过每个球座时对应的滑套节流压降，并根据所述距离，计算基于所述当前井段压裂施工的所述节流总压降。优选地，所述步骤二包括：从所述井口施工压力变化曲线中筛选出整个压裂施工过程中相同排量和/或砂比条件下对应的井口施工压力数据，基于此，绘制针对当前排量和/或砂比组合条件下的施工压力待修正曲线，进一步得到不同排量和/或砂比组合条件下的多条施工压力待修正曲线；根据所述节流总压降，将每种组合条件下的所述施工压力待修正曲线中的每个井口施工压力数据进行修正，并根据修正后的井口施工压力数据，绘制针对每种组合条件下的所述井口压力修正曲线。优选地，进一步，将所述每个井口施工压力数据，与相应井段压裂施工下的所述节流总压降进行差值运算，得到相应的井口施工压力修正数据，基于此，绘制所述井口压力修正曲线。优选地，在所述步骤三中，基于所述井口压力修正曲线中的位置及修正后的井口施工压力数据，采用最小二乘法对所述井口压力修正曲线进行线性拟合分析，得到相应的线性回归结果；确定符合当前压裂施工需求中的待分析砂比数据或待分析前置液排量，基于此，根据所述线性回归结果，确定相应的回归系数，以表示满足待分析条件的所述水平井压裂施工沿程摩阻压降梯度。另一发面，本专利技术还提出了一种用于分析水平井多级分段压裂施工摩阻的系统，包括：施工压力曲线绘制模块，其收集和统计压裂施工数据，基于此，记录在注入前置液排量和/或携砂液砂比变化作用下的井口施工压力数据，并绘制相应的井口施工压力随不同水平段压裂阶段变化的曲线；施工压力曲线修正模块，其根据管汇结构数据，确定压裂液到达目标井段滑套开启位置时所经过的前段滑套对应的节流总压降，并根据所述节流总压降对井口施工压力变化曲线进行修正；沿程摩阻压降确定模块，其对井口压力修正曲线进行回归分析，利用分析结果，由待分析携砂液砂比数据和/或待分析前置液排量得到相应条件下的水平井压裂施工沿程摩阻压降梯度。优选地，所述施工压力曲线修正模块包括：施工距离确定单元，其确定当前井段压裂施工中的井段位置到水平井起始位置的距离；总节流压降生成单元，其从所述施工数据中筛选出压裂液到达目标井段滑套开启位置时所经过的每个球座的内径、以及经过每个球座时对应的滑套节流压降，并根据所述距离，计算基于所述当前井段压裂施工的所述节流总压降。优选地，所述施工压力曲线修正模块，还包括：待修正曲线生成单元，其从所述井口施工压力变化曲线中筛选出整个压裂施工过程中相同排量和/或砂比条件下对应的井口施工压力数据，基于此，绘制针对当前排量和/或砂比组合条件下的施工压力待修正曲线，进一步得到不同排量和/或砂比组合条件下的多条施工压力待修正曲线；修正结果生成单元，其根据所述节流总压降，将每种组合条件下的所述施工压力待修正曲线中的每个井口施工压力数据进行修正，并根据修正后的井口施工压力数据，绘制针对每种组合条件下的所述井口压力修正曲线。优选地，所述修正结果生成单元，其进一步将所述每个井口施工压力数据，与相应井段压裂施工下的所述节流总压降进行差值运算，得到相应的井口施工压力修正数据，基于此，绘制所述井口压力修正曲线。优选地，所述沿程摩阻压降确定模块，包括：分析结果生成单元，其基于所述井口压力修正曲线中的位置及修正后的井口施工压力数据，采用最小二乘法对所述井口压力修正曲线进行线性拟合分析，得到相应的线性回归结果；沿程摩阻压降梯度生成单元，其确定符合当前压裂施工需求中的待分析砂比数据或待分析前置液排量，基于此，根据所述线性回归结果，确定相应的回归系数，以表示满足待分析条件的所述水平井压裂施工沿程摩阻压降梯度。与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：本专利技术提出了一种用于分析水平井多级分段压裂施工摩阻的方法及系统。该方法包括：收集统计现场施工数据、绘制施工压力变化曲线、施工曲线修正、摩阻压降数据回归分析等过程。本专利技术可简便、快速、精确地计算出不同地层条件下水平井在不同砂比、不同排量下的压裂施工摩阻压降，可在压裂现场推广应用，为现场压裂施工压力、破裂压力的计算、以及压裂施工方案的指定和工艺方案的优化调整提供指导性建议。本专利技术的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分析水平井多级分段压裂施工摩阻的方法，其特征在于，包括：/n步骤一、收集和统计压裂施工数据，基于此，记录在注入前置液排量和/或携砂液砂比变化作用下的井口施工压力数据，并绘制相应的井口施工压力随不同水平段压裂阶段变化的曲线；/n步骤二、根据管汇结构数据，确定压裂液到达目标井段滑套开启位置时所经过的前段滑套对应的节流总压降，并根据所述节流总压降对井口施工压力变化曲线进行修正；/n步骤三、对井口压力修正曲线进行回归分析，利用分析结果，由待分析携砂液砂比数据和/或待分析前置液排量得到相应条件下的水平井压裂施工沿程摩阻压降梯度。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于分析水平井多级分段压裂施工摩阻的方法，其特征在于，包括：
步骤一、收集和统计压裂施工数据，基于此，记录在注入前置液排量和/或携砂液砂比变化作用下的井口施工压力数据，并绘制相应的井口施工压力随不同水平段压裂阶段变化的曲线；
步骤二、根据管汇结构数据，确定压裂液到达目标井段滑套开启位置时所经过的前段滑套对应的节流总压降，并根据所述节流总压降对井口施工压力变化曲线进行修正；
步骤三、对井口压力修正曲线进行回归分析，利用分析结果，由待分析携砂液砂比数据和/或待分析前置液排量得到相应条件下的水平井压裂施工沿程摩阻压降梯度。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，
确定当前井段压裂施工中的井段位置到水平井起始位置的距离；
从所述施工数据中筛选出压裂液到达目标井段滑套开启位置时所经过的每个球座的内径、以及经过每个球座时对应的滑套节流压降，并根据所述距离，计算基于所述当前井段压裂施工的所述节流总压降。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤二包括：
从所述井口施工压力变化曲线中筛选出整个压裂施工过程中相同排量和/或砂比条件下对应的井口施工压力数据，基于此，绘制针对当前排量和/或砂比组合条件下的施工压力待修正曲线，进一步得到不同排量和/或砂比组合条件下的多条施工压力待修正曲线；
根据所述节流总压降，将每种组合条件下的所述施工压力待修正曲线中的每个井口施工压力数据进行修正，并根据修正后的井口施工压力数据，绘制针对每种组合条件下的所述井口压力修正曲线。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步，
将所述每个井口施工压力数据，与相应井段压裂施工下的所述节流总压降进行差值运算，得到相应的井口施工压力修正数据，基于此，绘制所述井口压力修正曲线。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤三中，
基于所述井口压力修正曲线中的位置及修正后的井口施工压力数据，采用最小二乘法对所述井口压力修正曲线进行线性拟合分析，得到相应的线性回归结果；
确定符合当前压裂施工需求中的待分析砂比数据或待分析前置液排量，基于此，根据所述线性回归结果，确定相应的回归系数，以表示满足待分析条件的所述水平井压裂施工沿程摩阻压降梯度。


6.一种用于分析水平井多级分段压裂施工摩阻的系统，其特征在于，包括：
施工压力曲线绘制模块，其收集和统计压裂...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志文，李国锋，刘长印，胡艾国，李凤霞，王越，范鑫，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11