一种页岩气水平井压裂实时效果评估方法技术

本发明专利技术公开了一种页岩气水平井压裂实时效果评估方法，涉及非常规油气增产改造的技术领域，具体包括如下步骤：步骤S1：获取压裂井水平段各项施工数据；步骤S2：计算压裂过程中各压裂段在不考虑诱导应力时的压裂实时净压力；步骤S3：计算压裂过程中各压裂段的实时诱导应力差；步骤S4：对压裂效果进行实时评价，并对后序压裂段压裂提出建议；本发明专利技术，根据实时秒点数据，建立了一套能跟随压裂施工实时提供参数优化的方法，计算步骤较以往方法更简单快速，矿场实用性更强；还考虑了孔眼摩阻、管柱摩阻、多段诱导应力相互影响等方面，结合了生产实际所面临的套管变形等施工复杂问题，给出了不同情况的解决方案，并为后续压裂提出了建议。并为后续压裂提出了建议。并为后续压裂提出了建议。

【技术实现步骤摘要】
一种页岩气水平井压裂实时效果评估方法


[0001]本专利技术涉及非常规油气增产改造的
，具体涉及一种页岩气水平井压裂实时效果评估方法。

技术介绍

[0002]压裂工艺技术是实现页岩气储层增产改造的重要核心手段；在压裂过程中，施工曲线是地层岩石被人为破裂最直观的力学和工程反映，它包含了实时的施工套压、压裂液用量、支撑剂泵送浓度和地面施工排量。目前，压裂施工曲线已逐渐被学者和工程师们重视起来，成为分析裂缝动态扩展力学行为的重要基础数据。
[0003]国外学者自1981年起开始了对常规储层压裂施工曲线进行双对数曲线法分析，通过曲线的斜率进行压裂施工是否正常的判定，以此划分所形成的裂缝类型，而后国内学者也纷纷丰富完善该类方法，使得识别到的裂缝类型更多，将天然弱面、地应力、岩石力学性质等方面均纳入考虑范畴。然而，国内学者的研究仍停留在理论分析上，在矿场的应用较少；专利号CN 106948800 B《一种水平井分段压裂施工工况诊断方法》未能考虑井筒摩阻、孔眼摩阻的影响，仅进行了裂缝是否穿越和滑移的判断，且诱导应力仅考虑了上一段压裂段的影响，计算结果偏差较大；专利CN 110056336 B《一种页岩气缝网压裂施工压力曲线自动诊断方法》通过数值模拟技术利用施工曲线进行了水力裂缝形态的分析，但未考虑前序压裂段对正压裂段的诱导应力影响，且计算时间长，不利于实时应用。此外，目前的各类进行施工曲线的分析方法和技术，均未能对改造效果进行分析，施工曲线的信息数据挖掘仍不够充分，使得目前同类技术和方法在实际应用过程中局限性很大。<br/>[0004]诱导应力场对储层原始地应力场的影响较大，当其作用在最小水平主应力方向的诱导应力与作用在最大水平主应力方向的诱导应力差值足够大时，将会改变原始地应力方向；已往研究认为，诱导应力差越大，对水力压裂效果的提升越高；然而，通过实际施工发现，当诱导应力差过大时，压裂施工总是发生套管变形情况，将造成数十米甚至数百米的压裂段丢弃无法压裂，储层将存在大量未能改造的区域，严重影响压裂效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：针对目前压裂评估方法中未能考虑井筒摩阻、孔眼摩阻、前序压裂段对正压裂段的诱导应力影响造成计算结果偏差较大、计算时间长、不利于实时应用的问题，提供了一种页岩气水平井压裂实时效果评估方法，通过获取压裂井水平段各项地质数据、工具及液体数据，充分挖掘动用施工曲线中包含的数据信息，计算各压裂段在不考虑诱导应力时的压裂实时净压力，计算压裂过程中的单段实时诱导应力差，实现压裂实时评估，并给出后续压裂段的调整建议，最终形成压后分析的综合指标，顺利完成压裂，解决了上述问题。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种页岩气水平井压裂实时效果评估方法，包括如下步骤：
[0008]步骤S1：获取压裂井水平段各项施工数据；
[0009]步骤S2：计算压裂过程中各压裂段在不考虑诱导应力时的压裂实时净压力；
[0010]步骤S3：计算压裂过程中各压裂段的实时诱导应力差；
[0011]步骤S4：对压裂效果进行实时评价，并对后序压裂段压裂提出建议。
[0012]进一步地，所述步骤S1中的各项施工数据具体包括：地质数据、工具及液体数据。
[0013]进一步地，所述地质数据包括测井解释资料中的各压裂段顶界和底界的测试深度、平均垂直深度、平均泊松比、平均最小水平主应力、平均最大水平主应力；
[0014]所述工具及液体数据包括各压裂段所采用的压裂液密度、压裂液黏度、射孔孔数、射孔孔径、井筒内径、井筒内管壁绝对粗糙度、孔眼流量系数。
[0015]进一步地，所述所述步骤S2的详细步骤为：
[0016]步骤S2a：获取各压裂段在压裂过程中的实时施工秒点数据；所述施工秒点数据包括各压裂段在压裂过程中的实时井口套压、实时砂浓度、实时施工排量；
[0017]步骤S2b：计算各压裂段在压裂过程中的实时携砂管柱静压力；各压裂段在压裂过程中的实时携砂管柱静压力的计算公式为：
[0018][0019]式中，
[0020]P
String
—各压裂段在压裂过程中的实时携砂管柱静压力；
[0021]ρ
frac
—各压裂段在压裂过程中的实时压裂液密度；
[0022]g—重力加速度；
[0023]h—各压裂段的平均垂直深度；
[0024]步骤S2c：计算各压裂段在压裂过程中携砂压裂液在管柱中运移产生的作用在缝口的实时井筒管柱摩阻；各压裂段在压裂过程中的实时井筒管柱摩阻的计算公式为：
[0025][0026]式中，
[0027]P
wf
—各压裂段在压裂过程中携砂压裂液在管柱中运移产生的作用在缝口的实时井筒管柱摩阻；
[0028]λ—水力摩阻系数；
[0029]L—各压裂段底界的测试深度；
[0030]v
s
—在压裂过程中携砂压裂液的实时流速；
[0031]D—井筒直径；
[0032]ρ
Fluid
—各压裂段所采用的压裂液密度；
[0033]步骤S2d：计算各压裂段在压裂过程中缝口处的孔眼摩阻；各压裂段在压裂过程中缝口处的孔眼摩阻的计算公式为：
[0034][0035]式中，
[0036]P
nf
—各压裂段在压裂过程中缝口处的孔眼摩阻；
[0037]q—各压裂段在压裂过程中的实时施工排量；
[0038]n
nf
—各压裂段的射孔孔数；
[0039]d
nf
—各压裂段的射孔孔径；
[0040]α
nf
—各压裂段的孔眼流量系数；
[0041]步骤S2e：计算在压裂过程中各压裂段在不考虑诱导应力时的压裂实时净压力；各压裂段在不考虑诱导应力时的压裂实时净压力的计算公式为：
[0042]P
netn
＝P
head
+P
String
‑
P
nf
‑
P
wf
‑
σ
x
[0043]式中，
[0044]P
netn
—第n压裂段在压裂过程中不考虑诱导应力时的实时净压力；
[0045]P
head
—各压裂段在压裂过程中的实时井口套压；
[0046]σ
x
—测井解释资料中各压裂段的平均最小水平主应力。
[0047]进一步地，所述步骤S2b中的各压裂段的实时压裂液密度ρ
frac
的计算公式为：
[0048][0049]式中，
[0050]w—各压裂段的在压裂过程中的实时砂浓度；
[0051]ρ
PropV
—各压裂段所采用的支撑剂体密度；
[0052]ρ
Prop
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种页岩气水平井压裂实时效果评估方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：获取压裂井水平段各项施工数据；步骤S2：计算压裂过程中各压裂段在不考虑诱导应力时的压裂实时净压力；步骤S3：计算压裂过程中各压裂段的实时诱导应力差；步骤S4：对压裂效果进行实时评价，并对后序压裂段压裂提出建议。2.根据权利要求1所述的一种页岩气水平井压裂实时效果评估方法，其特征在于，所述步骤S1中的各项施工数据具体包括：地质数据、工具及液体数据。3.根据权利要求2所述的一种页岩气水平井压裂实时效果评估方法，其特征在于，所述地质数据包括测井解释资料中的各压裂段顶界和底界的测试深度、平均垂直深度、平均泊松比、平均最小水平主应力、平均最大水平主应力；所述工具及液体数据包括各压裂段所采用的压裂液密度、压裂液黏度、射孔孔数、射孔孔径、井筒内径、井筒内管壁绝对粗糙度、孔眼流量系数。4.根据权利要求3所述的一种页岩气水平井压裂实时效果评估方法，其特征在于，所述步骤S2的详细步骤为：步骤S2a：获取各压裂段在压裂过程中的实时施工秒点数据；所述施工秒点数据包括各压裂段在压裂过程中的实时井口套压、实时砂浓度、实时施工排量；步骤S2b：计算各压裂段在压裂过程中的实时携砂管柱静压力；各压裂段在压裂过程中的实时携砂管柱静压力的计算公式为：式中，P
String
—各压裂段在压裂过程中的实时携砂管柱静压力；ρ
frac
—各压裂段在压裂过程中的实时压裂液密度；g—重力加速度；h—各压裂段的平均垂直深度；步骤S2c：计算各压裂段在压裂过程中携砂压裂液在管柱中运移产生的作用在缝口的实时井筒管柱摩阻；各压裂段在压裂过程中的实时井筒管柱摩阻的计算公式为：式中，P
wf
—各压裂段在压裂过程中携砂压裂液在管柱中运移产生的作用在缝口的实时井筒管柱摩阻；λ—水力摩阻系数；L—各压裂段底界的测试深度；v
s
—在压裂过程中携砂压裂液的实时流速；D—井筒直径；ρ
Fluid
—各压裂段所采用的压裂液密度；步骤S2d：计算各压裂段在压裂过程中缝口处的孔眼摩阻；各压裂段在压裂过程中缝口
处的孔眼摩阻的计算公式为：式中，P
nf
—各压裂段在压裂过程中缝口处的孔眼摩阻；q—各压裂段在压裂过程中的实时施工排量；n
nf
—各压裂段的射孔孔数；d
nf
—各压裂段的射孔孔径；α
nf
—各压裂段的孔眼流量系数；步骤S2e：计算在压裂过程中各压裂段在不考虑诱导应力时的压裂实时净压力；各压裂段在不考虑诱导应力时的压裂实时净压力的计算公式为：P
netn
＝P
head
+P
String
‑
P
nf
‑
P
wf
‑
σ
x
式中，P
netn
—第n压裂段在压裂过程中不考虑诱导应力时的实时净压力；P
head
—各压裂段在压裂过程中的实时井口套压；σ
x
—测井解释资料中各压裂段的平均最小水平主应力。5.根据权利要求4所述的一种页岩气水平井压裂实时效果评估方法，其特征在于，所述步骤S2b中的各压裂段的实时压裂液密度ρ
frac
的计算公式为：式中，w—各压裂段的在压裂过程中的实时砂浓度；ρ
PropV
—各压裂段所采用的支撑剂体密度；ρ
Prop
—各压裂段所采用的支撑剂视密度；ρ
Fluid
—各压裂段所采用的压裂液密度。6.根据权利要求4所述的一种页岩气水平井压裂实时效果评估方法，其特征在于，所述步骤S2c中在压裂过程中携砂压裂液的实时流速的计算公式为：7.根据权利要求6所述的一种页岩气水平井压...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈骋，吴建发，谢军，赵金洲，付永强，
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：