CN107958134A - 低渗透油藏直井分段压裂裂缝参数优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低渗透油藏直井分段压裂裂缝参数优化方法，涉及低渗透油藏直井分段压裂改造领域，该方法使各小层都能得到最大程度动用，实现各段之间最大程度的均衡驱替。所述方法包括：(1)根据分段情况求出各段的加权平均渗透率；(2)选择加权平均渗透率最小的段，设计该段的裂缝参数；(3)以压裂后各段等效渗透率相同为目标，(以平均渗透率最小的段为基准，保证其它段压裂后等效渗透率与平均渗透率最小段压裂后的等效渗透率相等)设计其它段的裂缝参数。利用该方法可有效减少层间动用程度差，提高采收率。
Description
技术领域
本发明涉及低渗透油藏直井分段压裂改造领域，特别涉及一种直井分段压裂中一种最大程度实现纵向均衡驱替的各段最佳裂缝参数优化方法。
背景技术
低渗透油藏在中国分部广泛，在我国探明储量中所占比例越来越大，且我国在油田开发中占有重要地位，而许多油藏采用直井分段压裂。
目前直井分段压裂技术可以实现一趟管柱对地层分段压裂改造来提高单井产量，但直井分段压裂时，根据分段情况优化各段的裂缝参数，可减小层间非均质性，使渗透率相对较高的层和较低的层都得到有效动用，最大限度实现纵向均衡驱替，提高油田采收率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低渗透油藏直井分段压裂裂缝参数优化方法，以使各小层都能得到最大程度动用，实现各段之间最大程度的均衡驱替。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：
假设分段情况已经确定，在分段的基础上进行裂缝参数优化，可减少纵向非均质性对驱替的影响。本发明可通过以下步骤来实现：
(1)求出各段的加权平均渗透率；
(2)选择加权平均渗透率最小的段，设计该段的裂缝参数；
(3)以压裂后各段等效渗透率相同为目标(以平均渗透率最小的段为基准，保证其它段压裂后等效渗透率与平均渗透率最小段压裂后的等效渗透率相等)，设计其它段的裂缝参数。
该低渗透油藏直井分段压裂裂缝参数优化方法包括如下步骤：
(1)根据分段情况求出各段的加权平均渗透率；
(2)根据步骤(1)选择加权平均渗透率最小的段，设计该段的裂缝参数，求出压裂后该段的等效渗透率；
(3)根据步骤(2)计算结果，以压裂后各段等效渗透率相同为目标(以平均渗透率最小的段为基准，保证其它段压裂后等效渗透率与平均渗透率最小段压裂后的等效渗透率相等)，设计其它段的裂缝参数。
步骤(1)中的各段加权平均渗透率计算方法，其特征在于，根据加权平均渗透率计算公式其中，ki为第i小层的渗透率，mD；hi为第i小层的厚度，m；分段情况根据现场需求确定，一般为2～3段。
步骤(2)中的选取加权平均渗透率最小的段设计裂缝参数，其特征在于：
1)设计裂缝参数包括裂缝宽度wf，裂缝半长xf，裂缝表皮系数Sf，设计裂缝参数要求满足现场工艺条件，能使该段有效动用；
2)根据裂缝参数求出等效井径，如式(1)所示：
其中，u＝lnCfD；rwe为等效井径，m；CfD为裂缝无因次导流能力， 为加权平均渗透率最小段的平均渗透率，mD；Kf为裂缝渗透率，mD；wf为裂缝宽度，m；xf为裂缝半长，m；Sf为裂缝表皮系数；
3)根据等效井径求出等效渗透率，如下式所示：
其中，re为供给半径，m；rw为井筒半径，m；rwe为压裂后等效井筒半径，m。
步骤(3)中的以压裂后各段等效渗透率相等为目的(以平均渗透率最小的段为基准，保证其它段压裂后等效渗透率与平均渗透率最小段压裂后的等效渗透率相等)，计算出其它某段的裂缝参数。其特征在于，首先根据式(3)反求其它某段的等效井径，然后将等效井径rwe2带入权利要求3中的式(2)反求裂缝参数。
其中，为其它某段平均渗透率，mD；re为供给半径，m；rw为井筒半径，m；rwe2为其它某段压裂后等效井筒半径，m。
采用以上技术方案的有益效果是：该低渗透油藏直井分段压裂裂缝参数优化方法对分段压裂进行裂缝参数优化，将极大的改善油田的开发效果，提高油田产油量，具有极大的推广应用前景。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
图1是本发明低渗透油藏直井分段压裂裂缝参数优化方法的分段情况示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明低渗透油藏直井分段压裂裂缝参数优化方法的优选实施方式。
图1出示本发明低渗透油藏直井分段压裂裂缝参数优化方法的具体实施方式：
以某低渗合采油藏为例作详细说明。该区块共有12个小层，分3段进行压裂，基本参数设置如表1所示：
表1各小层数据统计表
根据以上已知参数可进行计算，具体实施步骤如下：
步骤1：求出各段的加权平均渗透率。层段1的平均渗透率同理，段2的平均渗透率段3的平均渗透率
步骤2：选取平均渗透率最小的层段1为Kmin段，根据现场经验及压裂优化设计标准对段1进行压裂参数设计，设计段1的裂缝长度为145m，相关参数如表2所示。
表2裂缝基本参数设置
| 裂缝宽度(mm) | 5 |
| 裂缝渗透率(D) | 5 |
| 裂缝表皮系数 | 0.1 |
由式(2)可得：
由式(3)可得：
步骤3：以各段等效渗透率相等为目标(以平均渗透率最小的段为基准，保证其它段压裂后等效渗透率与平均渗透率最小段压裂后的等效渗透率相等)，求其它各段的裂缝长度。由式(5)可求得层段2的等效井径rwe2＝16.36m。由式(2)，利用迭代算法可求出层段2的裂缝半长xf2＝89m，同理求得层段3的等效井径rwe3＝1.22m，裂缝半长xf3＝52m。
根据优化出的裂缝参数，采用油藏数值模拟技术对分段压裂裂缝参数优化方案进行了开发效果预测，预测时间为2年，优化前层间采出程度方差为0.0332，优化后层间采出程度方差为0.0075，裂缝参数优化可以有效地降低层间采出程度方差。裂缝参数优化后，采出程度提高2.7％。由此可见，采用该方法对分段压裂进行裂缝参数优化，将极大的改善油田的开发效果，提高油田产油量，大大增加油田的经济效益，该方法具有极大的推广应用前景。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种低渗透油藏直井分段压裂裂缝参数优化方法，其特征在于：所述低渗透油藏直井分段压裂裂缝参数优化方法包括如下步骤：
(1)根据分段情况求出各段的加权平均渗透率；
(2)根据步骤(1)选择加权平均渗透率最小的段，设计该段的裂缝参数，求出压裂后该段的等效渗透率；
(3)根据步骤(2)计算结果，以压裂后各段等效渗透率相同为目标(以平均渗透率最小的段为基准，保证其它段压裂后等效渗透率与平均渗透率最小段压裂后的等效渗透率相等)，设计其它段的裂缝参数。
2.根据权利要求1所述的低渗透油藏直井分段压裂裂缝参数优化方法，其特征在于：所述步骤(1)中的各段加权平均渗透率计算方法，其特征在于，根据加权平均渗透率计算公式其中，ki为第i小层的渗透率，mD；hi为第i小层的厚度，m；分段情况根据现场需求确定，一般为2～3段。
3.根据权利要求1所述的低渗透油藏直井分段压裂裂缝参数优化方法，其特征在于：所述步骤(2)中的选取加权平均渗透率最小的段设计裂缝参数，其特征在于：
1)设计裂缝参数包括裂缝宽度wf，裂缝半长xf，裂缝表皮系数Sf，设计裂缝参数要求满足现场工艺条件，能使该段有效动用；
2)根据裂缝参数求出等效井径，如式(1)所示：
<mrow>
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<mfrac>
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<mn>2</mn>
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<mo>)</mo>
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<mo>+</mo>
<msub>
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<mi>f</mi>
</msub>
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<mo>}</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，u＝lnCfD；rwe为等效井径，m；CfD为裂缝无因次导流能力， 为加权平均渗透率最小段的平均渗透率，mD；Kf为裂缝渗透率，mD；wf为裂缝宽度，m；xf为裂缝半长，m；Sf为裂缝表皮系数；
3)根据等效井径求出等效渗透率，如下式所示：
<mrow>
<msup>
<mover>
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<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>&prime;</mo>
</msup>
<mo>=</mo>
<mover>
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<mfrac>
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<mfrac>
<msub>
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</msub>
<msub>
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</msub>
</mfrac>
</mrow>
<mrow>
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<mfrac>
<msub>
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<mi>e</mi>
</msub>
<msub>
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<mrow>
<mi>w</mi>
<mi>e</mi>
</mrow>
</msub>
</mfrac>
</mrow>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>2</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，re为供给半径，m；rw为井筒半径，m；rwe为压裂后等效井筒半径，m。
4.根据权利要求1所述的低渗透油藏直井分段压裂裂缝参数优化方法，其特征在于：所述步骤(3)中的以压裂后各段等效渗透率相等为目的，计算出其它某段的裂缝参数。其特征在于，首先根据式(3)反求其它某段的等效井径，然后将等效井径rwe2带入权利要求3中的式(2)反求裂缝参数。
<mrow>
<msup>
<mover>
<mi>K</mi>
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<mo>&prime;</mo>
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<mfrac>
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<mfrac>
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<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
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<mrow>
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<mi>e</mi>
</msub>
<msub>
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<mrow>
<msub>
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<mn>2</mn>
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</mrow>
</msub>
</mfrac>
</mrow>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>3</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，为其它某段平均渗透率，mD；re为供给半径，m；rw为井筒半径，m；rwe2为其它某段压裂后等效井筒半径，m。
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