一种确定水力压裂支撑裂缝导流能力的方法技术

本发明专利技术属于水力压裂开发油藏压裂优化技术领域，公开了一种确定水力压裂支撑裂缝导流能力的方法，沿着裂缝，任意裂缝位置处的裂缝宽度计算；楔形裂缝的离散；在裂缝宽度截面上，裂缝元中支撑剂铺置层数确定；裂缝元的孔隙体积确定；裂缝元孔隙度确定，裂缝元的孔隙半径类型及各孔隙类型的等效半径；裂缝元孔隙的等效半径，裂缝元渗透率确定，裂缝元的导流能力确定。对于支撑剂填充的离散裂缝元，孔隙可以分为不与裂缝接触的孔隙、与裂缝接触的孔隙。本发明专利技术能够准确确定楔形支撑裂缝导流能力具有一定的技术难度，同时准确确定楔形支撑裂缝导流能力是评价水力压裂改造效果、进行水力压裂井产能评价的关键。裂井产能评价的关键。裂井产能评价的关键。

【技术实现步骤摘要】
一种确定水力压裂支撑裂缝导流能力的方法


[0001]本专利技术属于水力压裂开发油藏压裂优化
，尤其涉及一种确定水力压裂支撑裂缝导流能力的方法。

技术介绍

[0002]目前，我国致密油气、页岩油气等非常规资源分布广、储量大，具有高效开发的物质基础。致密油气、页岩油气储层具有低孔、低渗特征，通常无自然产能，需采用水力压裂储层改造技术实现非常规资源的经济高效开发。水力压裂技术进行储层改造时，支撑剂将被注入裂缝；储层改造结束后，受地层应力影响，裂缝将闭合并被注入的支撑剂支撑，最终形成支撑裂缝。支撑裂缝的导流能力大小直接影响水力压裂储层改造效果，支撑裂缝导流能力大，裂缝内流体流动能力强，水力压裂储层改造效果好；反之，则改造效果不好。水力压裂改造后形成楔形支撑裂缝，即支撑裂缝趾端窄、跟端宽，且支撑剂填充裂缝空隙。如何准确确定楔形支撑裂缝导流能力具有一定的技术难度，同时准确确定楔形支撑裂缝导流能力是评价水力压裂改造效果、进行水力压裂井产能评价的关键。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术无法准确确定楔形支撑裂缝导流能力。
[0004]解决以上问题及缺陷的难度为：不仅需获得任意裂缝位置宽度、支撑剂在裂缝中的铺置特征，而且还需确定各种孔隙类型的孔隙半径大小。
[0005]解决以上问题及缺陷的意义为：准确预测支撑裂缝导流能力，为非常规储层压裂优化设计、经济评价等提供有力支撑。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种确定水力压裂支撑裂缝导流能力的方法。
[0007]本专利技术是这样实现的，一种确定水力压裂支撑裂缝导流能力的方法，所述确定水力压裂支撑裂缝导流能力的方法，包括：
[0008]步骤一，沿着裂缝，任意裂缝位置处的裂缝宽度计算；
[0009]步骤二，楔形裂缝的离散，将裂缝离散成N段，当离散段数足够多时，可以将楔形裂缝等效为N个宽度不同的离散裂缝元，每个离散裂缝元内裂缝宽度不变，且每个离散裂缝元的宽度可以运用S101中的方法获取；
[0010]步骤三，在裂缝宽度截面上，进行裂缝元中支撑剂铺置层数确定，裂缝元的孔隙体积确定，裂缝元孔隙度确定；
[0011]步骤四，裂缝元的孔隙半径类型及各孔隙类型的等效半径，对于支撑剂填充的裂缝跟端的离散裂缝元，孔隙可以分为不与裂缝接触的孔隙、与裂缝接触的孔隙；不与裂缝接触的孔隙是由支撑剂围绕而成的孔隙；与裂缝接触孔隙是由裂缝壁面、支撑剂围绕而成的孔隙；
[0012]步骤五，裂缝元孔隙的等效半径，裂缝元渗透率，裂缝元的导流能力确定。
[0013]进一步，所述步骤一中，裂缝宽度计算具体过程为：
[0014]假设裂缝宽度沿裂缝远离裂缝跟端呈线性降低，在已知裂缝长为L米，裂缝跟端宽度为wf米的基础上，获得裂缝宽度与距裂缝跟端长度的关系：
[0015][0016]其中，L
x
沿着裂缝距离裂缝跟端的长度，米；w
x
为L
x
处裂缝宽度，米。
[0017]进一步，所述步骤二中，契形支撑裂缝的导流能力求解可以等效为求解N个离散裂缝元的导流能力，每个离散裂缝元的导流能力求解方法相同，接下来以裂缝跟端的离散裂缝元为例介绍支撑裂缝导流能力确定方法。
[0018]进一步，所述步骤三中，裂缝元中支撑剂铺置层数确定过程为：
[0019]裂缝跟端的离散裂缝元宽度与长度分别为w
i
米与米，支撑剂在裂缝中交错填充裂缝；
[0020]依据裂缝宽度等于支撑剂填充宽度得裂缝宽度截面上的层数与裂缝宽度、支撑剂半径的关系
[0021]其中，n为支撑剂在裂缝宽度截面上的层数；R为支撑剂半径，米。
[0022]进一步，所述步骤三中，裂缝元的孔隙体积确定过程为：
[0023]对于裂缝跟端的离散裂缝元，依据裂缝元孔隙体积等于裂缝元外表体积与裂缝元内的总支撑剂体积之差，可得裂缝元孔隙体积：
[0024]其中，φ
i
为裂缝跟端孔隙度；h为储层厚度，米；l
fΔ
为沿着裂缝方向上的长度，计算中取1，米；为在储层厚度方向上支撑剂的层数，其中下标int表示向下取整，因为支撑剂层数均为整数。
[0025]进一步，所述步骤三中，裂缝元孔隙度确定过程为：
[0026]对于裂缝跟端的离散裂缝元，依据孔隙度定义，孔隙体积与外表体积之比可得，
[0027]其中，φ
i
为裂缝跟端孔隙度。
[0028]进一步，所述步骤四中，裂缝元的孔隙半径类型及各孔隙类型的等效半径具体过程为：
[0029]对于不与裂缝接触的孔隙，运用高度为2R、边长为2R的三菱柱去截孔隙，截取获得的孔隙体积等效为半径为r
ff1
、高度为2R的圆柱；
[0030]依据截取获得的孔隙体积等于半径为r
ff1
、长度为2R的圆柱，可以获得等效圆柱半
径计算公式
[0031]对于与裂缝接触的孔隙，运用高度为2R、长边为2R、短边为R的立方柱去截孔隙，截取获得的孔隙体积等效为半径为rff2、高度为2R的圆柱；
[0032]依据截取获得的孔隙体积等于半径为r
ff2
、高度为2R的圆柱，可以获得等效圆柱半径计算公式
[0033]进一步，所述步骤五中，裂缝元孔隙的等效半径具体过程为：
[0034]依据支撑剂分布的几何形状，可得支撑剂层数N与总孔隙数N1具有两倍关系N1＝2N，且两种孔隙；
[0035]分别为：与裂缝接触的孔隙为2、不与裂缝接触的孔隙为(2N-2)之和等于总孔隙数2N；
[0036]依据孔隙数进行平均，可以获得平均后的孔隙半径：
[0037]进一步，所述步骤五中，裂缝元渗透率确定具体过程为：
[0038]依据Kozeny-Carman公式
[0039]其中，φ为孔隙度；r为孔隙半径；τ为孔隙迂曲度，取值为1.2，可以获得支撑剂填充的裂缝跟端的离散裂缝元渗透率
[0040]其中，k
i
为裂缝跟端渗透率，μm2；ψ1为单位转换系数，取值为10
12
。
[0041]进一步，所述步骤五中，裂缝元的导流能力确定过程为：
[0042]依据裂缝导流能力定义，导流能力等于裂缝渗透率与裂缝宽度的乘积，可以获得裂缝导流能力FCD
i
＝ψ2k
i
w
i
；
[0043]其中，FCD
i
为跟端裂缝元的导流能力，μm2·
cm；ψ2为单位转换系数，取值为10-2
；
[0044]依据以上步骤可以求取所有离散裂缝元导流能力，从而获得水力压裂支撑裂缝导流能力。
[0045]结合上述的所有技术方案，本专利技术所具备的优点及积极效果为：本专利技术能够准确确定楔形支撑裂缝导流能力具有一定的技术难度，同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定水力压裂支撑裂缝导流能力的方法，其特征在于，所述确定水力压裂支撑裂缝导流能力的方法包括：沿着裂缝，任意裂缝位置处的裂缝宽度计算；楔形裂缝的离散，将裂缝离散成N段，当离散段数足够多时，可以将楔形裂缝等效为N个宽度不同的离散裂缝元，每个离散裂缝元内裂缝宽度不变，且每个离散裂缝元的宽度可以运用沿着裂缝，任意裂缝位置处的裂缝宽度计算的方法获取；在裂缝宽度截面上，进行裂缝元中支撑剂铺置层数确定，裂缝元的孔隙体积确定，裂缝元孔隙度确定；裂缝元的孔隙半径类型及各孔隙类型的等效半径，对于支撑剂填充的裂缝跟端的离散裂缝元，孔隙分为不与裂缝接触的孔隙、与裂缝接触的孔隙；不与裂缝接触的孔隙是由支撑剂围绕而成的孔隙；与裂缝接触孔隙是由裂缝壁面、支撑剂围绕而成的孔隙；裂缝元孔隙的等效半径，裂缝元渗透率，裂缝元的导流能力确定。2.如权利要求1所述确定水力压裂支撑裂缝导流能力的方法，其特征在于，所述裂缝宽度计算具体过程为：裂缝宽度沿裂缝远离裂缝跟端呈线性降低，在已知裂缝长为L米，裂缝跟端宽度为w
f
米的基础上，获得裂缝宽度与距裂缝跟端长度的关系：其中，L
x
沿着裂缝距离裂缝跟端的长度，单位为米；w
x
为L
x
处裂缝宽度，单位为米。3.如权利要求1所述确定水力压裂支撑裂缝导流能力的方法，其特征在于，所述契形支撑裂缝的导流能力求解等效为求解N个离散裂缝元的导流能力，每个离散裂缝元的导流能力求解方法相同，接下来以裂缝跟端的离散裂缝元为例介绍支撑裂缝导流能力确定方法。4.如权利要求1所述确定水力压裂支撑裂缝导流能力的方法，其特征在于，所述裂缝元中支撑剂铺置层数确定过程为：裂缝跟端的离散裂缝元宽度与长度分别为w
i
米与米，支撑剂在裂缝中交错填充裂缝；依据裂缝宽度等于支撑剂填充宽度得裂缝宽度截面上的层数与裂缝宽度、支撑剂半径的关系其中，n为支撑剂在裂缝宽度截面上的层数；R为支撑剂半径，米。5.如权利要求1所述确定水力压裂支撑裂缝导流能力的方法，其特征在于，所述裂缝元的孔隙体积确定过程为：对于裂缝跟端的离散裂缝元，依据裂缝元孔隙体积等于裂缝元外表体积与裂缝元内的总支撑剂体积差，可得裂缝元孔隙体积：其中，φ
i
为裂缝跟端孔隙度；h为储层厚度，米；l
fΔ
为沿着裂缝方向上的长度，计算中取1，米；为在储层厚度方向上支撑剂的层数，其中下标int表示向下取整，因为支撑剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴忠维，崔传智，韩兴源，张团，李怀亮，杨永超，苏鑫坤，王国彪，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：