CN106555577A - 一种网络裂缝导流能力优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种网络裂缝导流能力优化的新方法。利用该方法可以确定网络裂缝中支撑剂支撑的主裂缝和无支撑剂的自支撑裂缝需要的导流能力，从而为压裂优化设计提供指导，形成高效支撑的裂缝网络，提高页岩气和致密油气藏压裂效果。该方法主要基于水电相似原理将复杂网络裂缝进行等效为间单的裂缝体进行优化。首先将裂缝网络沟通的储层等效为高渗透带，利用产量最优对高渗透带的渗透率进行优化；再根据水电相似原理，优化出等效裂缝渗透率；最后分别优化网络裂缝中陶粒支撑主裂缝与自支撑分支裂缝的导流能力，从而为压裂优化设计提供指导。

Description

一种网络裂缝导流能力优化方法

技术领域：

本发明涉及页岩气藏和致密油气藏水力压裂优化技术，具体是涉及压裂形成的网络裂缝导流能力优化方法。

背景技术：

随着油气资源勘探开发的深入，页岩气和致密油气藏等非常规油气藏已成为勘探开发的热点。这些非常规油气藏由于渗透率和孔隙度极低，必须依靠大规模水力压裂，形成复杂的网络裂缝才能进行有效开发。然而，目前对储层需要怎样的网络裂缝导流能力，网络裂缝中各个级别裂缝应具备的导流能力还缺乏优化方法，在实际压裂设计和施工中具有很大的盲目性。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种网络裂缝导流能力优化的新方法。利用该方法可以确定网络裂缝的支撑剂支撑主裂缝和无支撑剂的自支撑裂缝的需要的导流能力，从而为压裂优化设计提供指导，形成高效支撑的裂缝网络，提高页岩气和致密油气藏压裂效果。

一种网络裂缝导流能力优化方法，主要基于水电相似原理将复杂网络裂缝进行等效为间单的裂缝体进行优化。主要是通过将裂缝网络沟通的储层等效为高渗透带，优化出高渗透带的渗透率；再根据水电相似原理，优化出等效裂缝渗透率；最后分别优化网络裂缝中陶粒支撑主裂缝与自支撑分支裂缝的导流能力，从而为压裂优化设计提供指导。为了实现上述目的，本发明主要包括下列步骤：

1.高渗透带参数优化：根据等效渗流理论，将裂缝网络沟通的储层体积简化为一个高渗透带，利用产量最优实现高渗透带体积和渗透率的优化。

2.缝网等效渗透率计算：利用步骤1得到的高渗透带体积和渗透率，结合储层渗透率，用式(1)进行计算，确定缝网等效裂缝渗透率与等效裂缝体积的关系曲线；曲线图上的拐点对应的渗透率即为最优的缝网等效裂缝渗透率。

式中，和V_f分别为缝网体积、等效裂缝体积，m³，K_m和K_f分别为高渗透带、储层和等效裂缝渗透率，D。

3.等效裂缝导流能力确定：根据步骤2得到的最佳缝网等效裂缝渗透率，结合等效裂缝宽度，利用公式(2)确定等效裂缝导流能力。

F_RCDf＝K_fw_f (2)

式中，F_RCDf为等效裂缝导流能力，D.cm，w_f为等效裂缝宽度，cm，一般取1mm。

4.最优支撑裂缝与自支撑裂缝导流能力确定：根据步骤3得到的等效裂缝导流能力，利用公式(3)，绘制支撑裂缝与自支撑裂缝导流能力关系曲线。曲线上的拐点处对应的值即为最佳支撑裂缝导流能力和最佳自支撑裂缝导流能力值。

式中，α、β分别为自支撑裂缝与支撑裂缝数量、缝长的比值；根据实际区块微地震数据统计得到，一般分别取20和1。F_RCDP、F_RCDS分别为支撑裂缝、自支撑裂缝导流能力，D.cm。

本发明具有如下有益效果：本发明利用水电相似原理实现了缝网中支撑主裂缝和自支撑微细裂缝导流能力的优化，利用本发明的优化结果，结合真实储层岩石、支撑剂室内实验测试的导流能力和真实岩石室内测试的自支撑裂缝导流能力，能够对缝网压裂方案进行有效指导，从而实现对整个缝网的高效支撑，提高致密油气、页岩气的压裂效果。

附图说明：

图1是缝网等效裂缝渗透率与等效裂缝体积的关系曲线图。

图2是主裂缝与次裂缝导流能力关系曲线图。

具体实施方式：

下面以一口井为实例详细描述本发明的具体实施方式。具体如下：

1.高渗透带参数优化：该页岩气井孔隙度为3.09％，储层渗透率为0.8058mD，储层厚度27.5m。根据等效渗流理论，将裂缝网络沟通的储层体积简化为一个高渗透带，利用产量最优实现高渗透带体积和渗透率的优化。优化出高渗透带体积为172.5×10⁴m³，高渗透带渗透率为3mD。

2.缝网等效渗透率计算：利用步骤1得到的高渗透带体积和渗透率，结合储层渗透率，用式(1)进行计算，确定缝网等效裂缝渗透率与等效裂缝体积的关系曲线(图1)；曲线图上的拐点对应渗透率值为30D，即为最优的缝网等效裂缝渗透率。

3.等效裂缝导流能力确定：根据步骤2得到的最佳缝网等效裂缝渗透率，结合等效裂缝宽度，利用公式(2)确定等效裂缝导流能力为3D·cm。

4.最优支撑裂缝与自支撑裂缝导流能力确定：根据步骤3得到的等效裂缝导流能力，利用公式(3)，绘制支撑裂缝与自支撑裂缝导流能力关系曲线(图2)。曲线上的拐点处对应的最优支撑裂缝与自支撑裂缝最佳导流能力值分别为3D·cm和0.7D·cm。

利用上述步骤获取到支撑主裂缝的导流能力3D·cm和自支撑裂缝导流能力为0.7D·cm后，结合导流能力室内测试实验结果，就能够对缝网压裂优化设计进行有效指导。

Claims (4)

1.高渗透带参数优化：根据等效渗流理论，将裂缝网络沟通的储层体积简化为一个高渗透带，利用产量最优实现高渗透带体积和渗透率的优化。

2.缝网等效渗透率计算：利用权利要求书1得到的高渗透带体积和渗透率，结合储层渗透率，用式(1)进行计算，确定缝网等效裂缝渗透率与等效裂缝体积的关系曲线；曲线图上的拐点对应的渗透率即为最优的缝网等效裂缝渗透率。

$\stackrel{\‾}{K}=K_m\frac{\stackrel{\‾}{V}-V_f}{\stackrel{\‾}{V}}+K_f\frac{V_f}{\stackrel{\‾}{V}}---\left(1\right)$

式中，和V_f分别为缝网体积、等效裂缝体积，m³，K_m和K_f分别为高渗透带、储层和等效裂缝渗透率，D。

3.等效裂缝导流能力确定：根据权利要求书2得到的最佳缝网等效裂缝渗透率，结合等效裂缝宽度，利用公式(2)确定等效裂缝导流能力。

F_{RCD f}＝K_fw_f (2)

式中，F_{RCD f}为等效裂缝导流能力，D.cm，w_f为等效裂缝宽度，cm，一般取1mm。

4.最优支撑裂缝与自支撑裂缝导流能力确定：根据权利要求书3得到的等效裂缝导流能力，利用公式(3)，绘制支撑裂缝与自支撑裂缝导流能力关系曲线。曲线上的拐点处对应的值即为最佳支撑裂缝导流能力和最佳自支撑裂缝导流能力值。

$F_{RCDf}=\frac{(\mathrm{\α}+\mathrm{\α}\mathrm{\β})F_{RCDS}{F}_{RCDp}}{{\mathrm{\αF}}_{RCDS}+{\mathrm{\βF}}_{RCDp}}---\left(3\right)$

式中，α、β分别为自支撑裂缝与支撑裂缝数量、缝长的比值；根据实际区块微地震数据统计得到，一般分别取20和1。F_{RCD P}、F_{RCD S}分别为支撑裂缝、自支撑裂缝导流能力，D.cm。