CN108959807B - 一种页岩气藏水力压裂排量的确定方法 - Google Patents
一种页岩气藏水力压裂排量的确定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108959807B CN108959807B CN201810813042.5A CN201810813042A CN108959807B CN 108959807 B CN108959807 B CN 108959807B CN 201810813042 A CN201810813042 A CN 201810813042A CN 108959807 B CN108959807 B CN 108959807B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crack
- height
- shale gas
- determining
- hydraulic fracturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 30
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 25
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明公开的属于页岩气藏的开采技术领域，具体为一种页岩气藏水力压裂排量的确定方法，该页岩气藏水力压裂排量的确定方法的具体步骤如下：S1：建立裂缝扩展数学模型：水平井沿地层最小水平主应力方向，及人工裂缝呈双翼垂直，裂缝的缝长方向为X轴，缝高方向为Z轴，建立数学模型，S2：计算裂缝的高度信息，S3：根据模型和计算值确定方案，通过结合数据和经验的方式，能够更加准确的进行排量定量；通过对裂缝高度的计算研究作为排列的设定依据，准确性较高；通过理论的计算和模拟的实现，能够对计算结果进行显示验证。
Description
技术领域
本发明涉及页岩气藏的开采技术领域，具体为一种页岩气藏水力压裂排量的确定方法。
背景技术
非常规油气是化石能源的重要战略接续，其中页岩气的开发近年来引起了国际能源业界的广泛关注。页岩气属于非常规天然气，是指以吸附和/或游离状态赋存于富有机质页岩地层中的生物成因和/或热成因的天然气，具有自生自储、吸附成藏、隐蔽聚集等地质特点。与常规天然气相比，页岩气开发具有资源潜力大、开采寿命长和生产周期长的优点。大部分产气页岩由于分布范围广、厚度大，且普遍含气，页岩气资源量巨大，因而页岩气井能够长期地以稳定的速率产气，一般开采寿命可达30-50年，甚至更长，因此具有极大的商业价值。
通过统计表面，控制裂缝高度对压裂的影响很显著，而裂缝高度与排量有直接的数据关系，为此，我们提出了一种页岩气藏水力压裂排量的确定方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种页岩气藏水力压裂排量的确定方法，以解决上述背景技术中提出的通过统计表面，控制裂缝高度对压裂的影响很显著，而裂缝高度与排量有直接的数据关系的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种页岩气藏水力压裂排量的确定方法，该页岩气藏水力压裂排量的确定方法的具体步骤如下：
S1：建立裂缝扩展数学模型：水平井沿地层最小水平主应力方向，及人工裂缝呈双翼垂直，裂缝的缝长方向为X轴，缝高方向为Z轴，建立数学模型；
S2：计算裂缝的高度信息：裂缝高度在未延伸到达底盖层之前，裂缝呈二维扩展，裂缝的高度时单翼缝长的二倍；当裂缝延伸至遮挡层时，若遮挡层的扩展阻力远大于油气层的扩展阻力，则裂缝沿缝长方向一维延伸，裂缝呈矩形状，缝高等于储层厚度；当裂缝高度延伸进入遮挡层后，裂缝呈不等速的双维扩展，裂缝呈长椭圆状；计算以上各种情况的裂缝高度；
S3：根据模型和计算值确定方案：依据步骤S2裂缝的高度的计算法，结合地区的工程地质特征数据，在步骤S1中提出的数学模型内输入参数，计算施工排量对裂缝高度的关系，并通过关系曲线展示。
优选的，所述步骤S1中的数学模型的变量为裂缝扩张方位。
优选的，所述步骤S3中工程地质特征数据包括储隔层应力差、岩石力学参数和地层渗透率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)通过结合数据和经验的方式，能够更加准确的进行排量定量；
2)通过对裂缝高度的计算研究作为排列的设定依据，准确性较高；
3)通过理论的计算和模拟的实现，能够对计算结果进行显示验证。
附图说明
图1为本发明的确定方法流程图；
图2为本发明的实施例施工排量对裂缝高度的关系曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种页岩气藏水力压裂排量的确定方法，该页岩气藏水力压裂排量的确定方法的具体步骤如下：
S1：建立裂缝扩展数学模型：水平井沿地层最小水平主应力方向，及人工裂缝呈双翼垂直，裂缝的缝长方向为X轴，缝高方向为Z轴，建立数学模型；
S2：计算裂缝的高度信息：裂缝高度在未延伸到达底盖层之前，裂缝呈二维扩展，裂缝的高度时单翼缝长的二倍；当裂缝延伸至遮挡层时，若遮挡层的扩展阻力远大于油气层的扩展阻力，则裂缝沿缝长方向一维延伸，裂缝呈矩形状，缝高等于储层厚度；当裂缝高度延伸进入遮挡层后，裂缝呈不等速的双维扩展，裂缝呈长椭圆状；计算以上各种情况的裂缝高度；
S3：根据模型和计算值确定方案：依据步骤S2裂缝的高度的计算法，结合地区的工程地质特征数据，工程地质特征数据包括储隔层应力差、岩石力学参数和地层渗透率，在步骤S1中提出的数学模型内输入参数，计算施工排量对裂缝高度的关系，并通过关系曲线展示。
实施例
以东胜气田什股壕底水气藏储层工程地质为基础，并设定：
1、水平井沿地层最小水平主应力方向，即人工裂缝呈双翼垂直；
2、裂缝缝长方向设为X轴，缝高方向为Z轴。
由断裂力学可知，断裂前缘应力强度因子Ki为：
当
式中，
当
式中，
裂缝扩展方位θ时裂缝前缘应力强度因子取得极大值的方位，求公式(1)和(2)的最大值，得到式(1)中θ＝0和θ＝π，式(2)中
处取得极大值，即裂缝首先在短轴处扩展延伸，直至a＝b，即裂缝发育成半圆形，此刻裂缝前缘各处应力强度因子均相等，即：
此时，裂缝在缝长和缝高方向呈二维延伸，且裂缝面近似圆形。
裂缝在延伸过程中，在X轴方向上的裂缝前缘应力强度因子有式(1)中取
得：
X方向裂缝的扩展动力为：
将Kix带入上式，得：
同理，由Z方向的裂缝前缘应力强度因子可由式(1)中取θ＝0，得：
Z方向裂缝的扩展动力为：
将Kix带入式(5)，得：
当X轴方向的裂缝扩展动力Gx大于油层扩展阻Rx时，则裂缝向X轴方向扩展发育；当Z轴方向的裂缝扩展动力Gz大于遮挡层扩展阻力Rz时，则裂缝向Z轴方向扩展发育，从断裂力学可知：
由于裂缝在界面上的钝化现象，则式(8)改为：
右式(7)和(9)可得，裂缝延伸进入遮挡层的临界条件为：
将式(4)与(6)代入，得：
a＝b(ζγ)2 (11)
假设裂缝是以井筒轴为对称的两条垂直裂缝，单翼裂缝长度为L，井壁处缝高为
H为压裂层有效厚度，ΔH为裂缝延伸进入底盖层的深度，如果裂缝未进入遮挡层，则裂缝截面积呈矩形状，裂缝总面积为：
A＝4LH (12)
而如果裂缝延伸进入遮挡层，则裂缝面近似呈长椭圆形，总面积为：
A＝2πLB＝πL(H+2ΔH) (13)
裂缝棉结采用吉尔茨玛公式：
式中
函数
为x值的误差补偿函数
当
时，由式(9)、(11)可得：
当
时，由式(10)、(11)可得：
裂缝高度在未延伸到达底盖层之前，裂缝呈二维扩展，裂缝高度时单翼缝长的二倍，即：
当裂缝延伸至遮挡层时，若遮挡层的扩展阻力远大于油气层的扩展阻力，则裂缝沿缝长方向一维延伸，此时，裂缝呈矩形状，逢高等于储层厚度，而当裂缝高度延伸进入遮挡层后，则裂缝呈不等速的双维扩展，此时裂缝呈长椭圆状，裂缝高度的计算如下：
假设缝高为油气层的有效厚度H，计算出裂缝长度L，若
则重新计算裂缝高度和缝长；
若
则计算的缝长为实际缝长，缝高为油气层有效厚度；
依据裂缝高度计算，结合东胜气田什股壕底水气藏储层工程地质特征，编辑程序，计算施工排量对裂缝高度的关系曲线(如图2所示为施工排量对裂缝高度的关系曲线)，通过以上计算关系得出的关系曲线为排量确定的依据，其中圆点折线为在施工排量改变的基础上裂缝高度变化的折线，方形块折线为在施工排量改变的基础上进入遮挡层深度的变化折线；
经过曲线的成型可得，对于什股壕底水气藏而言，压裂施工排量对裂缝高度的发育有显著的影响，当施工排量小于3m3/min时，及时是较薄的储隔层也可以有效地控制裂缝的缝高发育，但当排量高于3m3/min时，裂缝将在遮挡层中扩展延伸，对于什股壕地区底水发育的气层，控制施工排量3m3/min左右，放置裂缝沟通底水层，影响压后产能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种页岩气藏水力压裂排量的确定方法，其特征在于：该页岩气藏水力压裂排量的确定方法的具体步骤如下：
S1：建立裂缝扩展数学模型：水平井沿地层最小水平主应力方向，及人工裂缝呈双翼垂直，裂缝的缝长方向为X轴，缝高方向为Z轴，建立数学模型；
S2：计算裂缝的高度信息：裂缝高度在未延伸到达底盖层之前，裂缝呈二维扩展，裂缝的高度时单翼缝长的二倍；当裂缝延伸至遮挡层时，若遮挡层的扩展阻力远大于油气层的扩展阻力，则裂缝沿缝长方向一维延伸，裂缝呈矩形状，缝高等于储层厚度；当裂缝高度延伸进入遮挡层后，裂缝呈不等速的双维扩展，裂缝呈长椭圆状；计算以上各种情况的裂缝高度；
S3：根据模型和计算值确定方案：依据步骤S2裂缝的高度的计算法，结合地区的工程地质特征数据，在步骤S1中提出的数学模型内输入参数，计算施工排量对裂缝高度的关系，并通过关系曲线展示。
2.根据权利要求1所述的一种页岩气藏水力压裂排量的确定方法，其特征在于：所述步骤S1中的数学模型的变量为裂缝扩张方位。
3.根据权利要求1所述的一种页岩气藏水力压裂排量的确定方法，其特征在于：所述步骤S3中工程地质特征数据包括储隔层应力差、岩石力学参数和地层渗透率。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810813042.5A CN108959807B (zh) | 2018-07-23 | 2018-07-23 | 一种页岩气藏水力压裂排量的确定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810813042.5A CN108959807B (zh) | 2018-07-23 | 2018-07-23 | 一种页岩气藏水力压裂排量的确定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108959807A CN108959807A (zh) | 2018-12-07 |
| CN108959807B true CN108959807B (zh) | 2022-09-27 |
Family
ID=64463579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810813042.5A Active CN108959807B (zh) | 2018-07-23 | 2018-07-23 | 一种页岩气藏水力压裂排量的确定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108959807B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111350484A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-06-30 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种低渗透底水油藏水平井提高单井产量的压裂方法 |
| CN112012712B (zh) * | 2020-08-27 | 2022-08-09 | 西安石油大学 | 一种嵌入式离散裂缝的注水生长缝数值模拟方法和装置 |
| CN114183113B (zh) * | 2021-05-19 | 2024-06-14 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种简化表征页岩气井压裂裂缝形态的方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102518417A (zh) * | 2011-12-16 | 2012-06-27 | 中国石油大学(北京) | 一种页岩气藏水力压裂排量的确定方法 |
| WO2016192077A1 (zh) * | 2015-06-04 | 2016-12-08 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司 | 一种致密气压裂水平井数值试井模型建立求解方法 |
| CN108280275B (zh) * | 2018-01-09 | 2021-07-06 | 中国石油大学(华东) | 一种致密砂岩水力压裂缝高预测方法 |
-
2018
- 2018-07-23 CN CN201810813042.5A patent/CN108959807B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108959807A (zh) | 2018-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108830020B (zh) | 一种模拟海上油田微压裂增注裂缝扩展的方法 | |
| CN108959807B (zh) | 一种页岩气藏水力压裂排量的确定方法 | |
| CN105651676B (zh) | 一种水平井规则开发井网下的储层非均质性表征方法 | |
| CN108868748A (zh) | 一种页岩气水平井重复压裂裂缝开启压力的计算方法 | |
| CN109209333B (zh) | 页岩气多井群高效开采间距优化方法 | |
| CN103899285B (zh) | 多层砂岩油藏近极限含水期轮替水驱方法 | |
| CN110838175B (zh) | 注气开发油藏的地质模型建立方法 | |
| CN104695928A (zh) | 一种裂缝性致密油藏直井体积改造产能评价方法 | |
| CN109611067B (zh) | 深层石灰岩储层酸压酸液有效作用距离的数值计算方法 | |
| CN103901478A (zh) | 一种井震信息联合确定储层沉积特征和分布的方法 | |
| CN105676294B (zh) | 一种碳酸盐岩缝洞型储集体定量描述方法 | |
| CN107832540A (zh) | 一种致密油藏技术极限井距确定方法 | |
| CN107808068A (zh) | 一种用于致密砂岩气藏高产富集评价的方法 | |
| CN102454400A (zh) | 碳酸盐岩缝洞型储层识别方法 | |
| CN115330060A (zh) | 基于储层与工程因素分析的页岩油水平井产能计算方法 | |
| CN106321057B (zh) | 水平井压裂裂缝井网模型设计方法 | |
| CN109710965A (zh) | 一种水平井人工压裂裂缝参数有效性的评价方法 | |
| CN106468160B (zh) | 一种确定co2驱泡沫流油组分的方法以及co2驱的模拟方法 | |
| CN115099092B (zh) | 基于三维建模的尾矿库渗流计算方法 | |
| CN116971769A (zh) | 一种砾岩水力裂缝扩展方向的预测方法 | |
| CN112685970B (zh) | 一种水驱油藏流动单元渗流界面定量表征方法及系统 | |
| CN114429085A (zh) | 一种用于分析缝洞型油藏流体势的方法及系统 | |
| CN113051759B (zh) | 一种快速评估致密油气藏经济开发井距的方法 | |
| CN113658016B (zh) | 一种应用于煤矿少控制点层位的精细时深转换方法及装置 | |
| Sun | Study on Fracturing Parameters Optimization of Horizontal Wells in Low Permeability Layers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |