一种优化暂堵剂参数组合的方法技术

本发明专利技术公开了一种优化暂堵剂参数组合的方法，涉及暂堵剂参数的优化技术领域，用于解决现有技术中暂堵材料对裂缝封堵的封堵能力不高，封堵效果不佳的问题，本发明专利技术包括收集各种参数；构建暂堵剂封堵渗透率模型：构建暂堵剂封堵强度模型：包括构建暂堵剂封堵剪切强度模型、构建暂堵剂封堵力学模型和构建闭合应力等效阻力模型，通过暂堵剂封堵剪切强度模型、暂堵剂封堵力学模型和构建闭合应力等效阻力模型构建暂堵剂封堵强度模型；构建暂堵剂颗粒尺寸分布优选模型。本发明专利技术中可以优化暂堵剂参数组合，并确定该暂堵参数组合下的封堵强度与封堵渗透率，从而制定不同缝宽下暂堵剂复配方案，提高暂堵剂封堵的效果和成功率。提高暂堵剂封堵的效果和成功率。提高暂堵剂封堵的效果和成功率。

【技术实现步骤摘要】
一种优化暂堵剂参数组合的方法


[0001]本专利技术涉及暂堵剂参数的优化
，更具体的是涉及一种优化暂堵剂参数组合的方法。

技术介绍

[0002]暂堵压裂是低渗油气藏常用的增产技术之一，可以提高缝网的复杂程度，增大泄油面积，由于低渗透储层非均质性严重、层间渗透率非均质性强，常规水力压裂施只能改善高渗透储层的物性，而低渗透储层物性仍然较差，为使压裂液实现定向流动，暂堵转向压裂技术是比较有效的方法，暂堵转向压裂技术是油气藏比较新起的增产、增注措施，通过向地层内注入和裂缝宽度相匹配的封堵材料，当封堵材料随着压裂液进入到裂缝中，根据颗粒封堵规律原则，在储层段裂缝中快速形成封堵层，能够暂时封堵高渗层，迫使工作液转向压裂低渗层，实现储层的均匀改造。
[0003]现有技术中通过暂堵材料对裂缝进行封堵，但是通过暂堵材料对裂缝封堵主要有以下难点：
①
暂堵剂封堵层存在微小通道，暂堵材料容易随工作液漏入深部地层，在裂缝入口处沉积困难；
②
大尺寸暂堵材料形成的封堵层不够致密，渗透率过高，封堵后的裂缝仍存在较小尺寸的孔隙，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种优化暂堵剂参数组合的方法，其特征在于：包括以下步骤：收集各种参数；构建暂堵剂封堵渗透率模型：包括计算暂堵剂封堵层孔隙参数，所述暂堵剂封堵层孔隙参数包括单模态孔隙度、双模态孔隙度和复模态孔隙度，通过单模态孔隙度、双模态孔隙度和复模态孔隙度构建暂堵剂封堵渗透率模型；构建暂堵剂封堵强度模型：包括构建暂堵剂封堵剪切强度模型、构建暂堵剂封堵力学模型和构建闭合应力等效阻力模型，通过暂堵剂封堵剪切强度模型、暂堵剂封堵力学模型和构建闭合应力等效阻力模型构建暂堵剂封堵强度模型；构建暂堵剂颗粒尺寸分布优选模型。2.根据权利要求1所述的一种优化暂堵剂参数组合的方法，其特征在于：所述各种参数包括储层地应力、最大水平主应力、最小水平主应力、剪切模量、裂缝闭合应力、裂缝宽度、暂堵剂粒度分布、封堵层孔隙度、界面张力、暂堵剂颗粒直径、不同粒径暂堵剂组合。3.根据权利要求1所述的一种优化暂堵剂参数组合的方法，其特征在于：计算单模态孔隙度中，颗粒排列方式不同，介质的孔隙度不同，单模态孔隙度的计算公式为：其中，为颗粒排列方式对应的角度，颗粒排列方式为立方体时，为90
°
；颗粒排列方式为菱面体时，为60
°
。4.根据权利要求3所述的一种优化暂堵剂参数组合的方法，其特征在于：双模态孔隙度的计算公式为：φ
d
＝(φ
c
‑
f
s
)+f
s
φ
s
其中，φ
d
为暂堵剂填充后的孔隙度；φ
c
为暂堵剂填充前孔隙度，为单模态孔隙度；φ
s
为填充颗粒堆积的孔隙度；f
s
为填充颗粒的体积百分数；当颗粒中的孔隙全部被填充颗粒占据时，f
s
＝φ
c
，暂堵剂填充后的双模态孔隙度为：φ
d
＝(φ
c
‑
f
s
)+f
s
φ
s
＝f
s
φ
s
＝φ
c
φ
s
。5.根据权利要求4所述的一种优化暂堵剂参数组合的方法，其特征在于：复模态孔隙度的计算公式为：φ
e
＝φ
c
‑
f
s
‑
f
m
+f
s
φ
s
+f
m
φ
m
其中，f
m
为最小颗粒含量的百分数；φ
m
为最小颗粒的有效孔隙度；因f
m
φ
m
＝0，则复模态孔隙度的计算公式为：φ
e
＝φ
c
‑
f
s
‑
f
m
+f
s
φ
s
。6.根据权利要求5所述的一种优化暂堵剂参数组合的方法，其特征在于：构建暂堵剂封堵渗透率模型中，暂堵剂颗粒堆积形成的封堵层渗透率的计算公式为：其中，K为暂堵剂颗粒堆积形成的封堵层渗透率，单位为μm2；
φ为暂堵颗粒的孔隙度，包括单模态孔隙度、双模态孔隙度和复模态孔隙度；τ
′
为孔道迂曲度，等于2.5；Ss为以岩石骨架为基础的比面；单位为m2/m；其中：其中：其中，S为以岩石外表面积为基础的比面，单位为m2/m3；C为暂堵颗粒形状校正系数，取1.2
‑
1.4；G
i
为暂堵颗粒平均直径为d
i
的含量；d
i
为第i种暂堵颗粒的平均直径，单位为m。7.根据权利要求1所述的一种优化暂堵剂参数组合的方法，其特征在于：构建暂堵剂封堵剪切强度模型中，颗粒封堵层剪切强度为：τ＝C0+σ
n
tanθ其中，τ为颗粒封堵层剪切强度，单位为MPa；C0为内聚强度，单位为MPa；σ
n
为剪切面的法向应力，单位为MPa；θ为内摩擦角；对于颗粒封堵层上的任意一点，利用Mohr
‑
Coulomb失效准则，有效应力为：σ
r
＝P
wf
‑
P
f
其中，p
wf
为井底压力，单位为MPa；p
f
为地层压力，单位为MPa；当θ＝90
°
时，最大主应力为：σ
θ＝90
(σ
′
H，max
)＝3σ
H，min
‑
σ
H，max
‑
p
wf
+p
f
令σ1＝σ
θ＝90
(σ
′
H，max
)，σ3＝σ
r
，联立得到最大主应力的公式为：其中，σ1为最大正应力，单位为MPa；σ3为最小正应力，单位为MPa；σ
H，max
为最大水平主应力,单位为MPa；σ
H，min
为最小水平主应力,单位为MPa；封堵强度模型中，暂堵剂要实现封堵所要克服的剪切强度需满足τ＝Δp，所以颗粒封堵层剪切强度为：8.根据权利要求1所述的一种优化暂堵剂参数组合的方法，其特征在于：所述构建暂堵剂封堵力学模型包括构建暂堵剂颗粒拖曳力模型和构建暂堵剂颗粒毛管力模型；所述构建暂堵剂颗粒毛管力模型包括构建大小不均匀的暂堵剂颗粒切向接触的毛管力模型和构建大小均匀的暂堵剂颗粒切向接触的毛管力模型。9.根据权利要求8所述的一种优化暂堵剂参数组合的方法，其特征在于：构建暂堵剂颗粒拖曳力模型中，流体压力随着裂缝离井筒的距离线性变化，则有：
其中，x为在裂缝中离井筒的任意距离，单位为m；k为压降梯度，单位为Pa/m；p(x)为在任意距离井筒x处的压力，单位为Pa；p0为井底压力，单位为Pa；对于单颗暂堵剂颗粒上总的拖曳力可看作是由无穷多微元段上的拖曳力的总和，则压降在暂堵剂颗粒上一段微元距离dx产生的拖曳力为：dF
drag
(x)＝p(x)dA
dx
其中，F
drag
(x)为距离颗粒边缘x处颗粒上的力，单位为N；A
dx
为距离颗粒边缘x位置的压强对单颗粒暂堵剂的作用面积，单位为m2；p(x)为暂堵剂颗粒在任意位置受到的压力，单位为Pa；对于整个暂堵剂颗粒受力半球面上的全部拖曳力由若干微...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩慧芬，张华礼，彭钧亮，曾凡辉，王良，高新平，彭欢，
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：