一种砾岩储层大规模水力压裂等效模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种砾岩储层大规模水力压裂等效模拟方法，包括以下步骤：S1：判断目标工区水力裂缝的基本形态；S2：随机设置一组天然裂缝参数，并将其嵌入到目标工区的地质模型中；S3：开展水力压裂模拟，获得水力压裂模拟压力曲线以及模拟缝长；S4：根据水力压裂模拟压力曲线结果，调整天然裂缝参数中的天然裂缝长度和天然裂缝与人工裂缝交角；S5：根据有无微地震监测结果，根据缝长差异大小或缝长预测模型，调整天然裂缝参数中的天然裂缝密度；S6：以调整后的天然裂缝参数为基础，对其他压裂段或压裂井进行大规模水力压裂等效模拟。本发明专利技术能够实现砾岩储层水平井宏观大尺度水力压裂模拟，对砾岩致密油气藏的压裂设计及增产提效具有重要意义。有重要意义。有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种砾岩储层大规模水力压裂等效模拟方法


[0001]本专利技术涉及石油工程水力压裂
，特别涉及一种砾岩储层大规模水力压裂等效模拟方法。

技术介绍

[0002]水力压裂技术作为非常规储层改造的有效技术方法，目前已经在油气藏的生产开发过程中得到广泛的应用。基于这一现状，水力压裂后的裂缝形态，成为了直接影响储层改造效果，增产提效的关键，也是目前关注的重点。砾岩储层受砾石颗粒的影响，水力裂缝形态复杂。受制于砾岩地质特征的特殊性，砾岩储层的水力裂缝形态研究无论是数值模拟或者实验研究，均只局限于岩心尺度（几厘米）的，难以满足当前工业上油藏尺度（上百米）水平井大规模水力压裂的需求，指导效果有限。从压裂条件实际出发，基于现场施工的角度，寻找有效的水力压裂模拟方法，实现砾岩储层宏观的水力压裂要求，在保证工业要求的基础上，准确刻画砾岩储层的水力裂缝形态，对砾岩油气藏的生产指导及商业化开发具有重要意义。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术旨在提供一种砾岩储层大规模水力压裂等效模拟方法。
[0004]本专利技术的技术方案如下：一种砾岩储层大规模水力压裂等效模拟方法，包括以下步骤：S1：根据目标工区已有压裂井的压裂施工曲线特征，判断目标工区水力裂缝的基本形态；S2：随机设置一组天然裂缝参数，所述天然裂缝参数包括天然裂缝长度、天然裂缝与人工裂缝交角、天然裂缝密度，将所述天然裂缝参数嵌入到目标工区的地质模型中，以此等效地质中的砾石颗粒；S3：以已压裂井的压裂施工数据为基础，利用大尺度边界元模型对嵌入所述天然裂缝参数的地质模型开展水力压裂模拟，获得水力压裂模拟压力曲线以及模拟缝长；S4：将所述水力压裂模拟压力曲线与所述已压裂井的实际压裂施工曲线进行对比；若模拟压力与实际压裂压力差异大于差异阈值一，则调整所述天然裂缝长度和所述天然裂缝与人工裂缝交角，重复步骤S2
‑
S4；若模拟压力与实际压裂压力差异在所述差异阈值一以内，则进入步骤S5；S5：根据目标工区已有压裂井的实际施工现状，明确已压裂井是否具有压裂缝长监测结果；若有压裂缝长监测结果，则进入步骤S7；若没有压裂缝长监测结果，则进入步骤S6；S6：建立砾岩储层的缝长预测数学模型，根据所述缝长预测数学模型获得预测裂
缝长度；S7：将所述模拟缝长与步骤S5的压裂缝长监测结果或步骤S6的预测裂缝长度进行对比；若所述模拟缝长与所述压裂缝长监测结果或预测裂缝长度的裂缝长度差异大于差异阈值二，则调整所述天然裂缝密度，重复步骤S2
‑
S3，步骤S3结束后直接进入步骤S7；若所述模拟缝长与所述压裂缝长监测结果或预测裂缝长度的裂缝长度差异在所述差异阈值二以内，则此时所采用的天然裂缝参数即为优选天然裂缝参数；S8：以所述优选天然裂缝参数为基础，对模拟井的其他压裂段或所述目标工区其他压裂井进行大规模水力压裂等效模拟。
[0005]作为优选，步骤S4中，所述模拟压力与实际压裂压力差异大于差异阈值一是指所述模拟压力与所述实际压裂压力的均方根误差大于0.8；所述模拟压力与实际压裂压力差异在所述差异阈值一以内是指所述模拟压力与所述实际压裂压力的均方根误差在0.8以内。
[0006]作为优选，步骤S4中，调整所述天然裂缝长度和所述天然裂缝与人工裂缝交角具体为：若所述水力压裂模拟压力曲线的停泵压力大于实际施工压力，则增大所述天然裂缝长度；反之，则减小天然裂缝长度；若所述水力压裂模拟压力曲线的停泵压力等于实际施工压力，则判断所述水力压裂模拟压力曲线的延伸压力与所述实际施工压力是否一致；若所述延伸压力大于所述实际施工压力，则减小所述天然裂缝与人工裂缝交角；反之，则增大所述天然裂缝与人工裂缝交角。
[0007]作为优选，调整所述天然裂缝长度时，以2m的步长进行调整；调整所述天然裂缝与人工裂缝交角时，以10
°
的步长进行调整。
[0008]作为优选，步骤S6中，建立砾岩储层的缝长预测数学模型具体包括以下子步骤：基于区块砾石颗粒粒径特征，构建实验室小尺度砾岩裂缝扩展机理模型，在分别设置砾石及基质的不同属性特征下，结合有限元方法与内聚力单元开展水力压裂模拟，通过平均不同位置下模拟得到的砾岩缝长的增长趋势，通过修正传统PKN裂缝缝长预测模型的系数，使之预测缝长与模拟结果一致，进而建立所述砾岩储层的缝长预测数学模型。
[0009]作为优选，步骤S6中，所述砾岩储层的缝长预测数学模型为：式中：L为模型预测裂缝缝长，m；a为修正系数，无量纲；q为注液速率，m3/s；E'为平面应变杨氏模量，GPa；μ为流体粘度，pa
·
s；h为裂缝高度，m；t为注液时间，s。
[0010]作为优选，S7中，所述模拟缝长与所述压裂缝长监测结果或预测裂缝长度的裂缝长度差异大于差异阈值二是指所述模拟缝长与所述压裂缝长监测结果或预测裂缝长度的裂缝长度差值大于所述压裂缝长监测结果或预测裂缝长度的20%；所述模拟缝长与所述压裂缝长监测结果或预测裂缝长度的裂缝长度差异在所述差异阈值二以内是指所述模拟缝
长与所述压裂缝长监测结果或预测裂缝长度的裂缝长度差值在所述压裂缝长监测结果或预测裂缝长度的20%以内。
[0011]作为优选，S7中，调整所述天然裂缝密度具体为：若所述模拟缝长大于所述压裂缝长监测结果或预测裂缝长度，则增大所述天然裂缝密度；反之，则减小所述天然裂缝密度。
[0012]作为优选，调整所述天然裂缝密度时，以2m的步长进行调整。
[0013]本专利技术的有益效果是：本专利技术以现场压裂施工获得的压裂施工曲线为依据，在考虑了砾石与水力裂缝相交特征、天然裂缝与水力裂缝相交特征相近的基础上，以天然裂缝等效砾石颗粒的效果，结合压裂施工曲线的形态，寻找准确的等效天然裂缝参数，实现在使模拟压裂施工曲线走势与实际压裂施工曲线接近的同时，既实现模拟缝长与压裂监测缝长相近的目的，又能同时满足工业上宏观尺度的大规模水力压裂设计的需求，为后续的砾岩储层的压裂施工方案设计及产能优化提供指导。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本专利技术砾岩储层大规模水力压裂等效模拟方法的流程示意图；图2为一个具体实施例中已压裂井的压裂施工曲线示意图；图3为一个具体实施例中调整前初始模拟压力与实际施工压力对比示意图；图4为一个具体实施例中调整前初始模拟缝长与微地震监测裂缝长度对比示意图；图5为一个具体实施例中最终调整后的天然裂缝参数所对应的天然裂缝形态示意图。
[0016]图6为一个具体实施例中小尺度砾岩不同起裂点裂缝扩展模拟结果示意图；图7为一个具体实施例中修正的PKN模型的缝长预测结果与小尺度模拟结果及调整天然裂缝密度后宏观缝长模拟结果对比图。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种砾岩储层大规模水力压裂等效模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据目标工区已有压裂井的压裂施工曲线特征，判断目标工区水力裂缝的基本形态；S2：随机设置一组天然裂缝参数，所述天然裂缝参数包括天然裂缝长度、天然裂缝与人工裂缝交角、天然裂缝密度，将所述天然裂缝参数嵌入到目标工区的地质模型中，以此等效地质中的砾石颗粒；S3：以已压裂井的压裂施工数据为基础，利用大尺度边界元模型对嵌入所述天然裂缝参数的地质模型开展水力压裂模拟，获得水力压裂模拟压力曲线以及模拟缝长；S4：将所述水力压裂模拟压力曲线与所述已压裂井的实际压裂施工曲线进行对比；若模拟压力与实际压裂压力差异大于差异阈值一，则调整所述天然裂缝长度和所述天然裂缝与人工裂缝交角，重复步骤S2
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S4；若模拟压力与实际压裂压力差异在所述差异阈值一以内，则进入步骤S5；S5：根据目标工区已有压裂井的实际施工现状，明确已压裂井是否具有压裂缝长监测结果；若有压裂缝长监测结果，则进入步骤S7；若没有压裂缝长监测结果，则进入步骤S6；S6：建立砾岩储层的缝长预测数学模型，根据所述缝长预测数学模型获得预测裂缝长度；S7：将所述模拟缝长与步骤S5的压裂缝长监测结果或步骤S6的预测裂缝长度进行对比；若所述模拟缝长与所述压裂缝长监测结果或预测裂缝长度的裂缝长度差异大于差异阈值二，则调整所述天然裂缝密度，重复步骤S2
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S3，步骤S3结束后直接进入步骤S7；若所述模拟缝长与所述压裂缝长监测结果或预测裂缝长度的裂缝长度差异在所述差异阈值二以内，则此时所采用的天然裂缝参数即为优选天然裂缝参数；S8：以所述优选天然裂缝参数为基础，对模拟井的其他压裂段或所述目标工区其他压裂井进行大规模水力压裂等效模拟。2.根据权利要求1所述的砾岩储层大规模水力压裂等效模拟方法，其特征在于，步骤S4中，所述模拟压力与实际压裂压力差异大于差异阈值一是指所述模拟压力与所述实际压裂压力的均方根误差大于0.8；所述模拟压力与实际压裂压力差异在所述差异阈值一以内是指所述模拟压力与所述实际压裂压力的均方根误差在0.8以内。3.根据权利要求1所述的砾岩储层大规模水力压裂等效模拟方法，其特征在于，步骤S4中，调整所述天然裂缝长度和所述天然裂缝与人工裂缝交角具体为：若所述水力压裂模拟压力曲线的停泵压力大于实际施工压力，则增大所述天然裂缝长度；反之，则减小天然裂...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林生，石国新，覃建华，邹正银，张景，李晓山，唐慧莹，王英伟，梁海鹏，董岩，丁艺，伍顺伟，冯月丽，邓玉森，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：