一种耦合储层流动的射孔参数优化方法技术

本发明专利技术公开了一种耦合储层流动的射孔参数优化方法，属于油气田开发领域，本方法包括如下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种耦合储层流动的射孔参数优化方法


[0001]本专利技术属于油气田开发领域，具体涉及一种耦合储层流动的射孔参数优化方法，本专利技术的参数优化方法考虑了孔眼磨蚀和压裂液动态滤失
。

技术介绍

[0002]水平井分段多簇压裂技术是目前实现页岩气有效开发最重要的技术手段之一
。
在页岩气水平井分段多簇压裂施工过程中，多条裂缝会同步开始扩展，由于裂缝之间存在应力干扰，各条水力裂缝的扩展速度不同，会出现非均匀扩展的现象
。
其中外侧裂缝为优势缝，往往比中间裂缝更长
。
同时，射孔孔眼磨蚀会进一步扩大优势裂缝的孔眼尺寸，增大优势裂缝的进液量，进一步加剧裂缝的非均匀扩展
。
这种情况会显著降低水力压裂的改造效果，使页岩气难以有效开发
。
目前，为了提升多簇裂缝扩展的均匀性，主要采用射孔限流工艺，其通过限制优势裂缝的进液量来减少多簇裂缝之间的流量差异，从而提升裂缝扩展的均匀性
。
射孔参数的调整是实现射孔限流的主要手段
。
通过优化射孔参数可降低多簇裂缝间的竞争扩展效应，提高压裂改造效果
。
[0003]目前，优化射孔参数的方法有很多，有的方法考虑了孔眼摩阻对压裂效果的影响，以优化射孔参数，但是忽略了孔眼直径的动态变化
(
李海涛
,
卢宇
,
谢斌等
.
水平井多段分簇射孔优化设计
[J].
特种油气藏
,2016,23(03):133
‑
135+157
‑
158.)
；有的方法考虑了压裂液滤失的影响来优化射孔参数，但是忽略了孔眼摩阻对压裂效果的影响
(
王小华
,
罗浩然
,
张丰收
.
水平井射孔压裂完井下控制近井筒裂缝复杂度的参数优化
[J].
岩石力学与工程学报
,2022,41(06):1223
‑
1234.)。
[0004]在水平井分段多簇压裂过程中，由压力梯度和压裂液造壁性控制的压裂液动态滤失对水力裂缝的扩展有显著影响
。
同时孔眼磨蚀也会使裂缝处孔眼尺寸增大，加剧裂缝的非均匀扩展
。
因此，有必要将裂缝扩展与储层流体流动结合起来，并考虑压裂液的动态滤失和射孔孔眼磨蚀，使裂缝扩展更贴近现场真实情况，在此基础上，通过控制不同射孔参数下的裂缝扩展来优选射孔参数
。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种耦合储层流动的射孔参数优化方法，用于改善多簇裂缝扩展的均匀程度，从而提高压裂开发效率，促进页岩气资源高效开发
。
本专利技术的技术方案如下
。
[0006]一种耦合储层流动的射孔参数优化方法，依次包括以下步骤：
[0007]S1、
获取目标井的地质和工程参数，建立单重介质模型并对其进行网格化剖分以及参数初始化；
[0008]S2、
基于已获取的储层参数和选择的水力压裂施工参数，通过考虑井筒孔眼摩阻和压裂液滤失的裂缝扩展模型计算下一时间步下各水力裂缝单元内的单元压力和总滤失量；
[0009]S3、
采用步骤
S2
得到的各水力裂缝单元内的单元压力计算各水力裂缝单元的裂缝尖端应力强度并判断裂缝是否扩展，根据各水力裂缝单元的扩展结果确定下一时间步下裂缝单元总数和各水力裂缝单元内的单元压力；
[0010]S4、
根据步骤
S3
中裂缝扩展情况确定储层渗流模型中的判断参数，将步骤
S2
获得的各水力裂缝单元内的滤失量
、
步骤
S3
获得的各水力裂缝单元内的单元压力代入储层渗流模型，计算下一时间步下储层压力分布
、
含水饱和度分布；
[0011]S5、
采用步骤
S4
获得的储层压力分布
、
含水饱和度分布作为当前时间步的储层参数，重复步骤
S2
～
S4
迭代计算下一时间步的数据，当循环计算至压裂结束后，获得各段裂缝长度；
[0012]S6、
根据每段裂缝的裂缝长度来计算水力压裂结束后裂缝长度的变异系数，变异系数越小各裂缝扩展越均匀，以变异系数为目标优化水力压裂施工参数，当变异系数不满足条件时优化步骤
S2
中水力压裂施工参数，重复步骤
S2
‑
S6
进行计算
。
[0013]有益效果：
[0014]本专利技术将边界元位移不连续法与流体滤失模型相结合，建立了考虑裂缝扩展
、
孔眼磨蚀和压裂液动态滤失的多裂缝扩展模型，通过模拟计算得到不同射孔参数下水力裂缝均匀系数，从而确定最优的射孔方案，为压裂施工与射孔方案设计提供依据，促进页岩气的高效开发
。
附图说明
[0015]图1是本专利技术实施例1中
14
号射孔枪下的裂缝形态图；
[0016]图2是本专利技术实施例1中
14
号射孔枪下的储层压力分布图
。
[0017]图3是本专利技术实施例1中
10
号射孔枪下的裂缝形态图；
[0018]图4是本专利技术实施例1中
10
号射孔枪下的储层压力分布图
。
具体实施方式
[0019]下面根据附图和实例进一步说明本专利技术，以便于本
的技术人员理解本专利技术
。
但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，均在保护之列
。
[0020]实施例1[0021]本实施例中耦合储层流动的射孔参数优化方法包括如下步骤：
[0022](1)
获取目标井的地质和工程参数，建立单重介质模型并对其进行网格化剖分以及参数初始化
。
[0023]依据目标井的地质资料和压裂施工方案获得所需参数：储层杨氏模量
E
；储层岩石泊松比
υ
，最大水平主应力
σ
max
；最小水平主应力
σ
min
；射孔孔眼数
n
p
；孔眼直径
d
p
；裂缝条数
n
；裂缝间距
d
；压裂液黏度
μ
L
；压裂液注入流量
Q
；
[0024]在
(x,y)
坐标系下构建
(m
i
×
n
j
)
储层结构网格，其中
x
i,j<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种耦合储层流动的射孔参数优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、
获取目标井的地质和工程参数，建立单重介质模型并对其进行网格化剖分以及参数初始化；
S2、
基于已获取的储层参数和选择的水力压裂施工参数，通过考虑井筒孔眼摩阻和压裂液滤失的裂缝扩展模型计算下一时间步下各水力裂缝单元内的单元压力和滤失量；
S3、
采用步骤
S2
得到的各水力裂缝单元内的单元压力计算各水力裂缝单元的裂缝尖端应力强度并判断裂缝是否扩展，根据各水力裂缝单元的扩展结果确定下一时间步下裂缝单元总数和各水力裂缝单元内的单元压力；
S4、
根据步骤
S3
中裂缝扩展情况确定储层渗流模型中的判断参数，将步骤
S2
获得的各水力裂缝单元内的滤失量
、
步骤
S3
获得的各水力裂缝单元内的单元压力代入储层渗流模型，计算下一时间步下储层压力分布
、
含水饱和度分布；
S5、
采用步骤
S4
获得的储层压力分布
、
含水饱和度分布作为当前时间步的储层参数，重复步骤
S2
～
S4
迭代计算下一时间步的数据，当循环计算至压裂结束后，获得各段裂缝长度；
S6、
根据每段裂缝的裂缝长度来计算水力压裂结束后裂缝长度的变异系数，变异系数越小各裂缝扩展越均匀，以变异系数为目标优化水力压裂施工参数，当变异系数不满足条件时优化步骤
S2
中水力压裂施工参数，重复步骤
S2
‑
S6
进行计算
。2.
根据权利要求1所述的一种耦合储层流动的射孔参数优化方法，其特征在于，步骤
S1
中，所述参数初始化包括：基质系统初始压力为原始地层压力，基质系统初始含水饱和度为原始地层含水饱和度
。3.
根据权利要求1所述的一种耦合储层流动的射孔参数优化方法，其特征在于，步骤
S2
中，所述考虑井筒孔眼摩阻和压裂液滤失的裂缝扩展模型如下：式中：
H
F,b
为第
b
个裂缝单元的高度；
W
F,b
为第
b
个裂缝单元的宽度；
μ
为压裂液的粘度；
P
F,b
(y)
为第
b
个裂缝单元的缝内任意位置处的流体压力；
σ
min
为储层最小水平主应力；
x
，
y
为网格的位置坐标；
K
M
‑
F
为裂缝与基质的平均渗透率；
A
M
‑
F
为裂缝与基质的接触面积；
L
为裂缝到裂缝所在基质网格的特征距离；
P
M
(y)
为基质任意位置处的流体压力；
h
f
为水力裂缝的总高度；
W
F,b
(y)
为第
b
个裂缝单元的缝内任意位置处的裂缝宽度；
t
为时间；初始条件：
式中：为压裂施工
t0时的第
b
个裂缝单元的初始宽度；为压裂施工
t0时压裂液进入第
b
个裂缝单元的流量；
t0为当前时间步；边界条件：式中：
P
W,b
为第
b
个...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭瑀，张丁元，李勇明，骆昂，魏嘉宝，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：