【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水力压裂，特别涉及一种水力压裂暂堵天然裂缝降滤失工艺优化方法。
技术介绍
1、水力压裂是目前使用最为广泛的油气井增产措施，可以通过实施固相颗粒在水力裂缝内对流运输，如支撑剂在裂缝中的铺置、暂堵剂的暂堵转向、降滤失剂的缝内输运沉积以及钻孔岩屑的清除等，现场取得了良好的增产效果。同时，天然裂缝对改造过程中的滤失及人工裂缝形态有很大的影响，滤失过高会限制人工裂缝的扩展、降低缝长，影响改造效果。采取不同的降滤工艺、不同类型天然裂缝暂堵剂以及暂堵剂组合等参数对降滤失工艺有不同的影响，因此，为了保证工艺方案的适用性及效率，很有必要提出一种水力压裂暂堵天然裂缝降滤失工艺优化方法，对压裂工艺的有效实施具有一定的指导作用。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术旨在提供一种水力压裂暂堵天然裂缝降滤失工艺优化方法。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种水力压裂暂堵天然裂缝降滤失工艺优化方法，包括以下步骤：
4、s1：构建裂缝性地层物理模型，划分基质网格与裂缝网格，并赋予属性参数；
5、s2：确定一套水力压裂方案与水力压裂暂堵工艺方案，并初始化缝网形态和缝内暂堵剂浓度；
6、s3：构建裂缝流体延伸流动流固耦合模型，并根据所述裂缝流体延伸流动流固耦合模型模拟第一时间步长的裂缝扩展，获得第一时间步长的缝网形态与缝内流体流速；
7、s4：建立缝内暂堵剂输运模型，结合所述第一时间步长的缝网形态与缝内流体流速模拟暂堵剂输
8、s5：根据裂缝暂堵理论判断天然裂缝网格暂堵情况，并确定当前时间步长是否收敛；
9、若不收敛，则更新缝网形态，重复步骤s3-s5；
10、若收敛，则重复步骤s3-s5，获取下一时间步长的缝网形态、缝内流体流速以及缝内暂堵剂浓度分布，直至完成所有时间步长模拟，获得最终的缝网形态、缝内流体流速以及缝内暂堵剂浓度分布；
11、s6：计算当前水力压裂暂堵工艺方案的压裂液效率，并判断其是否满足压裂液效率要求；
12、若不满足，则更新水力压裂暂堵工艺方案，重复步骤s3-s6；
13、若满足，则以当前水力压裂暂堵工艺方案作为最终优化后的水力压裂暂堵工艺方案。
14、作为优选，步骤s1中，构建所述裂缝性地层物理模型时，先建立地层基质模型并赋予基质孔隙度、渗透率，然后根据目标储层天然裂缝发育规律随机生成天然裂缝网络并随机赋予裂缝宽度。
15、作为优选，步骤s2中，所述缝网形态包括裂缝网络连通关系、裂缝宽度以及裂缝孔隙度。
16、作为优选，步骤s3中，所述裂缝流体延伸流动流固耦合模型包括：
17、裂缝地层应力-变形控制方程：
18、
19、未发生暂堵时的缝内流动方程：
20、
21、发生暂堵时的缝内流动方程：
22、
23、裂缝地层应力-变形线性方程组：
24、kssu+ksfpf＝f1 (4)
25、缝内流动线性方程组：
26、kffpf+kfsu＝f2 (5)
27、式中：ω为基质；δ为变分符号；d为应力-应变本构矩阵；ε为应变；γf为裂缝；uc为裂缝上任意位置对应的相对位移；pf为缝内流体压力；γ为模型外边界；u为位移；为体力；γσ为地层边界；为地层边界上的地应力；wf为水力裂缝缝宽；cρ为液体压缩系数；t为时间；为散度算子；μf为液体粘度；为与水力裂缝内携砂液浓度有关的携砂液速度修正系数；ρw为液体密度；为裂缝的边界；ks为裂缝暂堵段内暂堵剂堆积层的渗透率；kss和ksf分别为裂缝地层应力-变形线性方程组中与地层节点位移和缝内节点压力对应的系数矩阵；u和pf分别为地层节点位移和缝内节点压力；kff和kfs分别为缝内流动线性方程组中与地层节点位移和缝内节点压力的系数矩阵；f1和f2均为向量。
28、作为优选，步骤s4中，所述缝内暂堵剂输运模型为：
29、
30、
31、
32、式中：为水力裂缝内暂堵剂的无因次浓度；qp为单位高度裂缝内的暂堵剂输运流量，当暂堵发生时，qp＝0；b(wf/dp)为与缝宽粒径比有关的堵塞判断函数；为与无因次浓度、缝宽粒径比有关的暂堵剂输运速度修正系数；qs为单位高度裂缝内的携砂液流量。
33、作为优选，步骤s4中，计算获得缝内暂堵剂浓度分布时，基于泰勒伽辽金有限元或有限体积方法离散所述缝内暂堵剂输运模型获得缝内暂堵剂输运线性方程组，求解所述缝内暂堵剂输运线性方程组确定缝内暂堵剂浓度分布。
34、作为优选，步骤s5中，是否收敛的判断条件为前后两次迭代缝内所有节点压力和暂堵剂浓度的变化差异是否小于等于允许误差，若是，则收敛；若不是，则不收敛。
35、作为优选，步骤s6中，所述压裂液效率等于主裂缝内液体体积与注入液体总体积的比值。
36、本专利技术的有益效果是：
37、本专利技术结合线性互补方法构建裂缝流体延伸流动流固耦合模型，构建缝内暂堵剂输运模型，其能够更准确地模拟天然裂缝影响下的水力裂缝延伸及暂堵剂在缝网内的输运暂堵过程，计算比较不同暂堵降滤失工艺方案的效果，可用于优化天然裂缝性地层压裂暂堵及降滤失工艺，具有广阔的市场前景。
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1.一种水力压裂暂堵天然裂缝降滤失工艺优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的水力压裂暂堵天然裂缝降滤失工艺优化方法，其特征在于，步骤S1中，构建所述裂缝性地层物理模型时，先建立地层基质模型并赋予基质孔隙度、渗透率，然后根据目标储层天然裂缝发育规律随机生成天然裂缝网络并随机赋予裂缝宽度。
3.根据权利要求1所述的水力压裂暂堵天然裂缝降滤失工艺优化方法，其特征在于，步骤S2中，所述缝网形态包括裂缝网络连通关系、裂缝宽度以及裂缝孔隙度。
4.根据权利要求1所述的水力压裂暂堵天然裂缝降滤失工艺优化方法，其特征在于，步骤S3中，所述裂缝流体延伸流动流固耦合模型包括：
5.根据权利要求4所述的水力压裂暂堵天然裂缝降滤失工艺优化方法，其特征在于，步骤S4中，所述缝内暂堵剂输运模型为：
6.根据权利要求5所述的水力压裂暂堵天然裂缝降滤失工艺优化方法，其特征在于，步骤S4中，计算获得缝内暂堵剂浓度分布时，基于泰勒伽辽金有限元或有限体积方法离散所述缝内暂堵剂输运模型获得缝内暂堵剂输运线性方程组，求解所述缝内暂堵剂输运
7.根据权利要求1所述的水力压裂暂堵天然裂缝降滤失工艺优化方法，其特征在于，步骤S5中，是否收敛的判断条件为前后两次迭代缝内所有节点压力和暂堵剂浓度的变化差异是否小于等于允许误差，若是，则收敛；若不是，则不收敛。
8.根据权利要求1所述的水力压裂暂堵天然裂缝降滤失工艺优化方法，其特征在于，步骤S6中，所述压裂液效率等于主裂缝内液体体积与注入液体总体积的比值。
...【技术特征摘要】
1.一种水力压裂暂堵天然裂缝降滤失工艺优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的水力压裂暂堵天然裂缝降滤失工艺优化方法，其特征在于，步骤s1中，构建所述裂缝性地层物理模型时，先建立地层基质模型并赋予基质孔隙度、渗透率，然后根据目标储层天然裂缝发育规律随机生成天然裂缝网络并随机赋予裂缝宽度。
3.根据权利要求1所述的水力压裂暂堵天然裂缝降滤失工艺优化方法，其特征在于，步骤s2中，所述缝网形态包括裂缝网络连通关系、裂缝宽度以及裂缝孔隙度。
4.根据权利要求1所述的水力压裂暂堵天然裂缝降滤失工艺优化方法，其特征在于，步骤s3中，所述裂缝流体延伸流动流固耦合模型包括：
5.根据权利要求4所述的水力压裂暂堵天然裂缝降滤失工艺优化方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：江有适，蔡谋相，袁莹，胡敬凯，莫伟任，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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