地层注液增能与暂堵转向协同压裂方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及地层注液增能与暂堵转向协同压裂方法、装置及存储介质，应用于石油天然气工程开采技术领域，包括：通过向地层深部注入压裂液形成主裂缝后，再将增能流体注入深部地层，利用注液诱使地应力发生变化，更易沟通大量的弱面裂缝系统，最后注入暂堵转向液桥堵裂缝迫使裂缝转向形成多分支裂缝；相较于现有技术中的单独通过暂堵材料在缝内产生桥堵作用，提升裂缝内净压力来产生人工裂缝，本申请一方面利用增能流体诱使地应力场重新定向作用，大范围沟通深地储层内天然裂缝系统，同时提高地层压力，降低破裂压力，另一方面，利用暂堵材料在缝内产生桥堵作用，提升裂缝内净压力，逼迫裂缝转向，二者协同作用，可以促进高导流多裂缝的形成。缝的形成。缝的形成。

【技术实现步骤摘要】
地层注液增能与暂堵转向协同压裂方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及石油天然气工程开采
，具体涉及地层注液增能与暂堵转向协同压裂方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]通过水力压裂形成复杂裂缝网络，实现体积改造是深地储层压裂的终极目标，然而，相对于美国海相沉积储层，我国深地储层类型多、构造复杂、储层横向变化大、非均质性更强，地应力差大，形成缝网难度更大，往往需要人工裂缝控制技术实现缝网改造；暂堵转向压裂技术作为一种最重要的增强人工缝网复杂性的水力压裂技术，主要指通过注入暂堵剂临时封堵裂缝以提升缝内净压力，逼迫裂缝转向，然而，在暂堵剂可封堵位置处，水力裂缝能否转向受局部地应力状态和封堵承压强度等因素影响，当暂堵引起的流体净压力提升幅度难以克服地层某部位水平地应差时，新裂缝难以开启和转向，同时由于干热岩地层温度较高，暂堵承压能力相对减弱，因此，现有的深部地层暂堵转向压裂技术有时难以取得预期效果。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供地层注液增能与暂堵转向协同压裂方法、装置及存储介质，以解决现有技术中，当暂堵引起的流体净压力提升幅度难以克服地层某部位水平地应差时，新裂缝难以开启和转向，深部地层暂堵转向压裂技术有时难以取得预期效果的问题。
[0004]根据本专利技术实施例的第一方面，提供地层注液增能与暂堵转向协同压裂方法，所述方法包括：选择深部地层开发区域，向所述开发区域以第二预设排量注入第二预设体积的压裂液，用于在开发区域地层中形成主裂缝；获取主裂缝形成过程的施工参数，根据所述施工参数计算主裂缝的缝长；根据主裂缝的缝长确定主裂缝一定区域内最大主应力场反转区的半径；定义无因次时间，根据无因次时间与最大主应力场反转区的半径与主裂缝的缝长比值的变化关系确定最佳无因次时间；通过最佳无因次时间计算出最佳注入时间，以第三预设排量向所述开发区域的深部地层中注入注液，注入时间为最佳无因次时间；以第四预设排量向所述开发区域的深部地层中注入第四预设体积的暂堵转向液，以第五预设排量向所述开发区域的深部地层中注入第五预设体积的压裂液，从而在主裂缝上形成多条人工裂缝。
[0005]优选地，所述根据主裂缝的缝长确定主裂缝一定区域内最大主应力场反转区的半径包括：以所述开发区域中含有一条缝长确定的主裂缝建立物理模型，在所述物理模型中
获取以向主裂缝中以第三预设排量注入注液作为条件下的最大主应力方向分布图，所述最大主应力方向分布图的获取包括获取最大主应力方向以及最大主应力大小；所述最大主应力方向计算公式：，所述最大主应力大小计算公式为：，上式中，θ表示最大主应力方向，τ
xy
表示剪切应力，σ
xx
表示x方向正应力，σ
yy
表示y方向正应力，σ
p
表示最大主应力；根据最大主应力方向分布图确定主裂缝一定区域内最大主应力场反转区的半径。
[0006]优选地，所述根据无因次时间与最大主应力场反转区的半径与主裂缝的缝长比值的变化关系确定最佳无因次时间包括：根据不同的注入时间计算对应的无因次时间，以无因次时间为横坐标，最大主应力场反转区的半径与主裂缝的缝长比值为纵坐标建立关系曲线，从关系曲线中获取纵坐标最大时的无因次时间，该无因次时间即为最佳无因次时间。
[0007]优选地，所述向所述开发区域以第二预设排量注入第二预设体积的压裂液前，还包括：向所述开发区域以第一预设排量注入第一预设体积的酸液。
[0008]优选地，所述获取主裂缝形成过程的施工参数，根据所述施工参数计算主裂缝的缝长包括：所述施工参数包括：第二预设排量以及注入压裂液的时间；主裂缝的缝长计算公式为：，其中，上式中，L
f
表示主裂缝的缝长，υ为泊松比，G为剪切模量，q0为第二预设排量，t为注入压裂液的时间，μ为压裂液粘度。
[0009]优选地，所述在主裂缝上形成多条人工裂缝后，还包括：以第六预设排量向所述开发区域的深部地层中注入第六预设体积的携砂液；向施工管柱或井筒中注入顶替液，用于将施工管柱或井筒中残留的携砂液挤压到所述开发区域的深部地层中。
[0010]优选地，所述无因次时间的计算公式为：
式中，τ为无因次时间，t为注入时间，α
B
为Biot常数，k为地层渗透率，E为岩石弹性模量，υ为泊松比，c
f
为注液流体压缩系数，为孔隙度，μ为注液液体黏度。
[0011]优选地，还包括：所述在主裂缝上形成多条人工裂缝后，以新形成的人工裂缝网络为基础再次建立物理模型；在新建的物理模型中获取以向主裂缝中以第三预设排量注入注液作为条件下的最大主应力方向分布图，根据最大主应力方向分布图重新确定主裂缝一定区域内最大主应力场反转区的半径；并根据无因次时间与重新确立的最大主应力场反转区的半径与主裂缝的缝长比值的变化关系确定新的最佳无因次时间，根据新的最佳无因次时间确定新的注入时间，按照新的注入时间向所述深部地层中注入注液，并向所述深部地层中注入暂堵转向液，最后向所述深部地层中注入压裂液，从而在上一次形成的裂缝网络上形成新的人工裂缝网络，重复上述步骤X次，获取到最终的人工裂缝网络。
[0012]根据本专利技术实施例的第二方面，提供地层注液增能与暂堵转向协同压裂装置，所述装置包括：主裂缝形成模块：用于选择深部地层开发区域，向所述开发区域以第二预设排量注入第二预设体积的压裂液，用于在开发区域地层中形成主裂缝；缝长计算模块：用于获取所述开发区域的地质参数以及施工参数，根据所述地质参数以及施工参数计算主裂缝的缝长；半径确定模块：用于根据主裂缝的缝长确定主裂缝一定区域内最大主应力场反转区的半径；最佳无因次时间计算模块：用于定义无因次时间，根据无因次时间与最大主应力场反转区的半径与主裂缝的缝长比值的变化关系确定最佳无因次时间；最佳注入时间计算模块：用于通过最佳无因次时间计算出最佳注入时间，以第三预设排量向所述开发区域的深部地层中注入注液，注入时间为最佳无因次时间；裂缝网络生成模块：用于以第四预设排量向所述开发区域的深部地层中注入第四预设体积的暂堵转向液，以第五预设排量向所述开发区域的深部地层中注入第五预设体积的压裂液，从而在主裂缝上形成多条人工裂缝。
[0013]根据本专利技术实施例的第三方面，提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被主控器执行时，实现所述的上述方法中的各个步骤。
[0014]本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请通过向地层深部注入压裂液以形成主裂缝，主裂缝形成后，通过将增能流体也就是注液注入深部地层，利用注液诱使地应力发生变化，更易沟通大量的弱面裂缝系统，最后注入暂堵转向液桥堵裂缝迫使裂缝转向形成多分支裂缝；相较于现有技术中的单独通过暂堵材料在缝内产生桥堵作用，提升裂缝内净压力来产生人工裂缝，本申请一方面
利用增能流体诱使地应力场重新定向作用，大范围沟通深地储层内天然裂缝系统，同时提高地层压力，降低破裂压力，另一方面，利用暂堵材料在缝内产生桥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.地层注液增能与暂堵转向协同压裂方法，其特征在于，所述方法包括：选择深部地层开发区域，向所述开发区域以第二预设排量注入第二预设体积的压裂液，用于在开发区域地层中形成主裂缝；获取主裂缝形成过程的施工参数，根据所述施工参数计算主裂缝的缝长；根据主裂缝的缝长确定主裂缝一定区域内最大主应力场反转区的半径；定义无因次时间，根据无因次时间与最大主应力场反转区的半径与主裂缝的缝长比值的变化关系确定最佳无因次时间；通过最佳无因次时间计算出最佳注入时间，以第三预设排量向所述开发区域的深部地层中注入注液，注入时间为最佳无因次时间；以第四预设排量向所述开发区域的深部地层中注入第四预设体积的暂堵转向液，以第五预设排量向所述开发区域的深部地层中注入第五预设体积的压裂液，从而在主裂缝上形成多条人工裂缝。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据主裂缝的缝长确定主裂缝一定区域内最大主应力场反转区的半径包括：以所述开发区域中含有一条缝长确定的主裂缝建立物理模型，在所述物理模型中获取以向主裂缝中以第三预设排量注入注液作为条件下的最大主应力方向分布图，所述最大主应力方向分布图的获取包括获取最大主应力方向以及最大主应力大小；所述最大主应力方向计算公式：，所述最大主应力大小计算公式为：，上式中，θ表示最大主应力方向，τ
xy
表示剪切应力，σ
xx
表示x方向正应力，σ
yy
表示y方向正应力，σ
p
表示最大主应力；根据最大主应力方向分布图确定主裂缝一定区域内最大主应力场反转区的半径。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据无因次时间与最大主应力场反转区的半径与主裂缝的缝长比值的变化关系确定最佳无因次时间包括：根据不同的注入时间计算对应的无因次时间，以无因次时间为横坐标，最大主应力场反转区的半径与主裂缝的缝长比值为纵坐标建立关系曲线，从关系曲线中获取纵坐标最大时的无因次时间，该无因次时间即为最佳无因次时间。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向所述开发区域以第二预设排量注入第二预设体积的压裂液前，还包括：向所述开发区域以第一预设排量注入第一预设体积的酸液。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取主裂缝形成过程的施工参数，根据所述施工参数计算主裂缝的缝长包括：所述施工参数包括：第二预设排量以及注入压裂液的时间；
主裂缝的缝长计算公式为：，其中，上式中，L
f
表示主裂缝的缝长，υ为泊松比，G为剪切模量，q0为第二预设排量，t为注入压裂液的时间，μ为压裂液粘度。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪道兵，王秋艳，宇波，孙东亮，朱海燕，周福建，刘雄飞，葛洪魁，索彧，李秀辉，石阳，郭天魁，时贤，刘庆，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：