一种全耦合的井工厂动态调整整体压裂优化方法技术

本发明专利技术公开了一种全耦合的井工厂动态调整整体压裂优化方法，涉及油气藏开发技术领域；该优化方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种全耦合的井工厂动态调整整体压裂优化方法


[0001]本专利技术涉及油气藏开发
，具体涉及一种全耦合的井工厂动态调整整体压裂优化方法
。

技术介绍

[0002]页岩储层孔隙度
、
渗透率极低，给页岩气的经济高效开发带来了极大的困难和挑战，长水平井段钻井和多段大排量水力压裂施工时页岩气开发的关键和核心技术，能最大程度地增加压裂裂缝地改造体积和表面积，最终达到提高产量和采收率的目的
。
页岩储层脆性大
、
天然裂缝和水平层理发育，压裂过程中容易发生剪切滑移和张性破坏，压裂裂缝不再是单一对称的两翼缝，可能形成复杂的网状裂缝，给页岩水力压裂设计
、
裂缝监测及解释
、
压后产能预测等带来诸多不便
。
因此，压裂裂缝的展布和裂缝扩展对页岩压裂设计施工
、
裂缝监测
、
产能评价至关重要
。
[0003]目前常见的裂缝扩展数值模拟方法都在不同程度上存在模拟精度不高或者运算效率较低的缺点，在模拟大尺度多裂缝竞争扩展问题上具有较明显的局限性
。
如现有的
DEM
模型，其可以用于非连续面发育的岩体的裂缝展布和扩展，对于在模拟非连续面发育岩体的变形与破坏时具有先天优势，但其仅能间接表征材料的宏观力学参数，存在额外计算误差，因此精度不高，应用范围有局限；
BEM
模型虽然降低了问题维数，大大降低了计算规模和求解时间，但其难以考虑基质孔隙流体渗流与岩石骨架变形的相互耦合，具有明显的局限性
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种全耦合的井工厂动态调整整体压裂优化方法，可以得到优化的井组整体水力压裂方案
。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：本专利技术提供一种全耦合的井工厂动态调整整体压裂优化方法，包括以下步骤：
S1:
获得目标储层的井组中每一单井的沿井储层属性；
S2:
根据所述沿井储层属性获取每一所述单井的全井分段分簇备选方案
、
非均匀射孔参数备选方案
、
泵注程序备选方案和井组压裂顺序备选方案；
S3:
根据目标储层的储层综合地质参数，获得目标储层的地质甜点值；根据半解析半数值复杂裂缝扩展模拟方法模拟得到所述单井中每一压裂段的裂缝面积；
S4:
将全井分段分簇备选方案
、
非均匀射孔参数备选方案
、
泵注程序备选方案和井组压裂顺序备选方案进行累举组合，以所述裂缝面积和所述地质甜点值的乘积作为压裂效果的评价指标，得到所述井组的整体水力压裂方案
。
[0006]进一步地，在本申请的一些实施例中，所述沿井储层属性根据目标储层的单井的井身轨迹
、
沿井双甜点值
、
沿井滤失系数获得；包括
:
通过所述井身轨迹将所述沿井双甜点值及沿井滤失系数耦合，并沿井身轨迹计
为单次井工厂随机分段分簇的滤失系数离散度；
i
为单个分段内各射孔簇的编号，
N
为单井内的分段总数，从靠近趾端到靠近跟端从小到大顺序编号分别为射孔簇1至射孔簇
n,n
为单个分段的射孔簇总数；从靠近趾端到靠近跟端从小到大顺序编号分别为射孔分段1至射孔分段
N。
[0012]进一步地，在本申请的一些实施例中，非均匀射孔参数备选方案的获得包括：预设所述单井的射孔参数方案在目标区块单个射孔簇的孔数为8孔
~12
孔，射孔长度为
8mm
‑
12mm
这一范围内；在该范围内随机调整各簇孔数和长度，得到多个非均匀射孔参数备选方案
。
[0013]进一步地，在本申请的一些实施例中，所述泵注程序备选方案的获得包括：预设所述单井的压裂液粘度和泵注排量的范围，在该范围内随机调整所述压裂液粘度和泵注排量，得到多个所述泵注程序备选方案
。
[0014]进一步地，在本申请的一些实施例中，所述井组压裂顺序备选方案的获得包括：将所述井组中的所述单井的分段分簇方案形成矩阵；从所述矩阵的首行随机提取数字，该数字对应的压裂段被选出；所述矩阵将上移该列，重新组成新的矩阵，依然按照这种算法执行下去直到最后一个分段，形成整个井组的压裂顺序
。
[0015]进一步地，在本申请的一些实施例中，所述裂缝面积由所述半解析半数值复杂裂缝扩展模拟方法建立的复杂裂缝扩展模型根据所述目标储层的测井资料
、
录井资料和钻井资料模拟得到
。
[0016]进一步地，在本申请的一些实施例中，半解析半数值复杂裂缝扩展模拟方法，包括：
S101:
根据目标储层的测井数据
、
录井数据获得所述目标储层的储层物性
、
岩石力学参数；根据井工厂的钻井资料获得所述井组的分段分簇参数和每一压裂段的注排量参数；
S102:
建立井工厂多裂缝扩展基础模型；
S103:
根据所述储层物性
、
岩石力学参数
、
井工厂作业区域的应力分布，所述井组的压裂段分段分簇参数和注排量参数求解所述多裂缝扩展基础模型，得到所述压裂段中的包含时空信息的近似解：裂缝开度，裂缝长度和裂缝内流体压力；
S104:
将初始值带入能量平衡方程和流量平衡方程求解得到下一迭代包含时空信息的数值解：裂缝开度，裂缝长度和裂缝内流体压力
。
然后根据迭代前后的流量差进行收敛性判断；若迭代前后的流量绝对差小于设定的阈值，则满足收敛条件并结束迭代；否则循环步骤
S104
，直至收敛；获得所述压裂段的数值解作为下一时间步的初始值，进入下一时间步的计算；
S105
重复步骤
S103~S104
，直至达到所需的总泵送时间
t
(k)
=T
；获得所述压裂段数值解；
S106:
将
t
(k)
=T
的裂缝数值解代入
Sneddon
应力计算公式得到下一压裂分段
t
(0)
时刻的应力场分布，将该应力场导入步骤
S103,
从而得到下一压裂段的裂缝
t
(0)
时刻初始解；
S107:
重复所述步骤
S103~S106
，得到所述井工厂的所有压裂段的解，即为井工厂（井组）全井段模拟结果；
其中
t
(k)
=T
中
t
的定义为已注入流体累计时间，
k
为迭代次数
。
[0017]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本专利技术提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种全耦合的井工厂动态调整整体压裂优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:
获得目标储层的井组中每一单井的沿井储层属性；
S2:
根据所述沿井储层属性获取每一所述单井的全井分段分簇备选方案
、
非均匀射孔参数备选方案
、
泵注程序备选方案和井组压裂顺序备选方案；
S3:
根据目标储层的储层综合地质参数，获得目标储层的地质甜点值；根据半解析半数值复杂裂缝扩展模拟方法模拟得到所述单井中每一压裂段的裂缝面积；
S4:
将全井分段分簇备选方案
、
非均匀射孔参数备选方案
、
泵注程序备选方案和井组压裂顺序备选方案进行累举组合，以所述裂缝面积和所述地质甜点值的乘积作为压裂效果的评价指标，得到所述井组的整体水力压裂方案
。2.
根据权利要求1所述的一种全耦合的井工厂动态调整整体压裂优化方法，其特征在于，所述沿井储层属性根据目标储层的单井的井身轨迹
、
沿井双甜点值
、
沿井滤失系数获得；包括
:
通过所述井身轨迹将所述沿井双甜点值及沿井滤失系数耦合，并沿井身轨迹计算，得到所述沿井储层属性
。3.
根据权利要求2所述的一种全耦合的井工厂动态调整整体压裂优化方法，其特征在于，所述全井分段分簇备选方案的获得包括：根据蒙特卡洛方法在水平段内随机依次选定桥塞位置和射孔簇位置；获得多个分段分簇备选方案；根据双甜点值与滤失系数计算每种分段分簇备选方案下两两桥塞间的离散度，通过将所有压裂段的离散度求平均值得到整个水平段的离散度平均值；选择所述离散度平均值最小的分段分簇备选方案作为所述单井的全井分段分簇备选方案
。4.
根据权利要求3所述的一种全耦合的井工厂动态调整整体压裂优化方法，其特征在于，根据蒙特卡洛方法在水平段内随机依次选定桥塞位置和射孔簇位置；获得多个分段分簇备选方案，包括：以
50m
‑
100m
的间隔对桥塞位置随机选取
104
次；假设单个压裂段均为5个射孔簇，在上一桥塞与第一个射孔簇的距离为
5m~10m
，下一桥塞与第五个射孔簇的距离为
10m~15m
的范围内调整桥塞与射孔簇的距离，获得多个分段分簇备选方案
。5.
根据权利要求3所述的一种全耦合的井工厂动态调整整体压裂优化方法，其特征在于，所述双甜点值的离散度表示为：，所述滤失系数的离散度表示为：，
所述双甜点值的离散度的平均值表示为
:
，所述滤失系数的离散度的平均值表示为：，其中，
S
i
是射孔簇
i
在三维空间所处位置对应的双甜点评价值，是单次随机提取段内所有射孔簇所对应甜点值的平均值；
C
i
是射孔簇
i
在三维空间所处位置对应的滤失系数评价值，是第
j
个分段单次随机提取段内所有射孔簇所对应的滤失系数平均值；是第
i
个分段内的甜点离散度，是第
i
个分段内的滤失系数离散度；为单次随机提取段内所有射孔簇所对应的滤失系数离散度的平均值；为单个随机分段方案的分段总数量；为单次井工厂随机分段分簇的滤失系数离散度；
i 为单个分段内各射孔簇的编号，
N
为单井内的分段总数
。6.
根据权利要求1所述的一种全耦合的井工厂动态调整整体压裂优化方法，其特征在于，非均匀射孔参数备选方案的获...

【专利技术属性】
技术研发人员：程呈，安德鲁，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：