CN109236287A - 浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定方法及装置。该方法包括：建立一层多水平缝渗流物理模型；根据所述渗流物理模型，确定压裂裂缝的渗流特征；根据所述渗流物理模型及所述压裂裂缝的渗流特征，建立所述压裂裂缝的渗流方程及产能方程；根据所述渗流方程、所述产能方程及获取的物性资料，利用数值模拟方法确定所述压裂裂缝的条数、压裂裂缝顺序、压裂裂缝的最优相对位置、压裂裂缝的最优形状及最优长度，以及最优射孔位置及最优射孔厚度。本发明给出的一层多水平缝压裂裂缝参数能够有效改善开发效果，对浅层低渗油藏开发具有很好的指导作用，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及浅层低渗油藏“一层多水平缝”压裂情况下的裂缝参数设计领域，尤指一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定方法及装置。
背景技术
浅层低渗油藏实施“一层多缝”压裂取得了良好的开发效果，所谓“一层多缝”是指在油藏储层的一个小层内产生多条水平缝的现象。由于浅层、低压、水平应力大于垂直应力，以及应力夹层的存在，分段压裂改造过程中能够产生多条水平缝，进而扩大泄油范围的，提高小层动用程度和采收率。当油层较薄(4～8米)时，一层多水平缝压裂的实施并非简单的间隔一定距离(2～3m)压开即可，必须同时考虑裂缝形状、位置、压裂时效性，以及经济效益最大化等问题。
现有的压裂裂缝设计方法及装置所针对的对象一般是垂直缝，并且是针对一条压裂裂缝的，这些方法和技术不能解决一层多水平缝压裂裂缝问题。国内外有一些文献涉及到压裂多缝问题，但这些文献研究的是多条垂直缝而不是多条水平缝。《断块油气田》第6卷第3期(1999年)的“水平裂缝参数优化技术研究”公开了一种利用数值模拟对水平缝裂缝半长和裂缝导流能力进行优化的方法，但不涉及一层多水平缝问题。《一层多缝压裂工艺设计和实施效果分析》(田雨，硕士论文，2013)通过对三种压裂方式295口生产井545井次压裂后产量的统计结果，给出了一层多缝压裂施工参数值，不涉及压裂裂缝参数设计方法。《水平缝压裂地层物性参数敏感性研究》(赵旭，硕士论文，2014)分别针对五点井网和反九点井网情况，公开了一种利用数值模拟对水平缝裂缝半长和裂缝导流能力进行优化的方法，但不涉及一层多水平缝问题。
发明内容
为了解决目前对浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数研究的匮乏，本发明实施例的主要目的在于提供一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定方法，所述方法包括：
建立一层多水平缝渗流物理模型，该模型包含：一个储层小层内有n(n≥2)条水平裂缝，裂缝和储层具有不同的渗透率，储层内水平方向的渗透率与垂直方向的渗透率也不尽相同；
根据所述渗流物理模型，确定压裂裂缝的渗流特征；
根据所述渗流物理模型及所述压裂裂缝的渗流特征，确定所述压裂裂缝的渗流方程及产能方程；
根据所述渗流方程、所述产能方程及获取的物性资料，利用数值模拟方法确定所述压裂裂缝的条数、压裂裂缝顺序、压裂裂缝的最优相对位置、压裂裂缝的最优形状及最优长度，以及最优射孔位置及最优射孔厚度。
可选的，在本发明一实施例中，所述渗流物理模型为椭圆形一层多水平缝渗流物理模型。
可选的，在本发明一实施例中，所述压裂裂缝的渗流特征包括：对无限导流能力水平压裂裂缝的渗流特征及对有限导流能力水平压裂裂缝的渗流特征；其中，所述对无限导流能力水平压裂裂缝的渗流特征包括：介质到裂缝的垂直线性流阶段、垂直到近水平方向的过渡流阶段、半球形流阶段及地层内水平径向流阶段；所述对有限导流能力水平压裂裂缝的渗流特征包括：裂缝内水平径向流阶段、介质到裂缝的垂直线性流阶段、垂直到近水平方向的过渡流阶段、半球形流阶段及地层内水平径向流阶段。
可选的，在本发明一实施例中，所述渗流方程为：
其中，
可选的，在本发明一实施例中，所述产能方程包括不考虑启动压力梯度时的压裂水平缝直井产能方程及考虑启动压力梯度时的压裂水平缝直井产能方程，其中，所述不考虑启动压力梯度时的压裂水平缝直井产能方程为：
所述考虑启动压力梯度时的压裂水平缝直井产能方程为：
本发明实施例还提供一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定装置，所述装置包括：
渗流模型单元，用于建立一层多水平缝渗流物理模型，该模型包含：一个储层小层内有n(n≥2)条水平裂缝，裂缝和储层具有不同的渗透率，储层内水平方向的渗透率与垂直方向的渗透率也不尽相同；
渗流特征单元，用于根据所述渗流物理模型，确定压裂裂缝的渗流特征；
方程确定单元，用于根据所述渗流物理模型及所述压裂裂缝的渗流特征，确定所述压裂裂缝的渗流方程及产能方程；
压裂裂缝参数确定单元，用于根据所述渗流方程、所述产能方程及获取的物性资料，利用数值模拟方法确定所述压裂裂缝的条数、压裂裂缝顺序、压裂裂缝的最优相对位置、压裂裂缝的最优形状及最优长度，以及最优射孔位置及最优射孔厚度。
可选的，在本发明一实施例中，所述渗流物理模型为椭圆形一层多水平缝渗流物理模型。
可选的，在本发明一实施例中，所述压裂裂缝的渗流特征包括：对无限导流能力水平压裂裂缝的渗流特征及对有限导流能力水平压裂裂缝的渗流特征；其中，所述对无限导流能力水平压裂裂缝的渗流特征包括：介质到裂缝的垂直线性流阶段、垂直到近水平方向的过渡流阶段、半球形流阶段及地层内水平径向流阶段；所述对有限导流能力水平压裂裂缝的渗流特征包括：裂缝内水平径向流阶段、介质到裂缝的垂直线性流阶段、垂直到近水平方向的过渡流阶段、半球形流阶段及地层内水平径向流阶段。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
建立一层多水平缝渗流物理模型，该模型包含：一个储层小层内有n(n≥2)条水平裂缝，裂缝和储层具有不同的渗透率，储层内水平方向的渗透率与垂直方向的渗透率也不尽相同；
根据所述渗流物理模型，确定压裂裂缝的渗流特征；
根据所述渗流物理模型及所述压裂裂缝的渗流特征，确定所述压裂裂缝的渗流方程及产能方程；
根据所述渗流方程、所述产能方程及获取的物性资料，利用数值模拟方法确定所述压裂裂缝的条数、压裂裂缝顺序、压裂裂缝的最优相对位置、压裂裂缝的最优形状及最优长度，以及最优射孔位置及最优射孔厚度。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
建立一层多水平缝渗流物理模型，该模型包含：一个储层小层内有n(n≥2)条水平裂缝，裂缝和储层具有不同的渗透率，储层内水平方向的渗透率与垂直方向的渗透率也不尽相同；
根据所述渗流物理模型，确定压裂裂缝的渗流特征；
根据所述渗流物理模型及所述压裂裂缝的渗流特征，确定所述压裂裂缝的渗流方程及产能方程；
根据所述渗流方程、所述产能方程及获取的物性资料，利用数值模拟方法确定所述压裂裂缝的条数、压裂裂缝顺序、压裂裂缝的最优相对位置、压裂裂缝的最优形状及最优长度，以及最优射孔位置及最优射孔厚度。
本发明建立在油藏工程理论基础之上、经过油田开发实践验证的，可以避免压裂施工的盲目性，为浅层油藏一层多水平缝压裂高效开发提供基础。本发明具有普遍适用性，更加符合油田实际压裂裂缝的形态。本发明通过创建的一层多缝渗流物理模型、渗流方程和产能方程，设计压裂一层多缝的裂缝条数、压裂裂缝的顺序、裂缝在储层中最优的相对位置、裂缝的形态、射孔位置和射孔顺序等，与现有方法相比，利用本发明的方法，对浅储层一层多缝压裂效果评价符合程度85％以上，一层多水平缝压裂裂缝参数设计技术能使油田采收率提高1.5个百分点，给出的一层多缝压裂射孔厚度推荐值能够有效改善开发效果。对浅层低渗油藏开发具有很好的指导作用，应用前景广阔。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定方法的流程图；
图2为本发明实施例中水平缝渗流物理模型示意图；
图3为本发明实施例中水平缝渗流的特征图；
图4为本发明一具体实施例中实际测试得到的水平缝渗流特征曲线；
图5为本发明实施例中一层多缝压裂裂缝条数设计示例图；
图6为本发明实施例中一层多缝压裂顺序设计示实例图；
图7为本发明实施例中一层多缝压裂裂缝位置设计示例图；
图8为本发明实施例中一层多缝压裂裂缝形态设计示例图；
图9为本发明实施例中一层多缝压裂裂缝长度设计示例图；
图10为本发明实施例中一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定方法及装置。
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作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。
如图1所示为本发明实施例一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定方法的流程图，图中所示方法包括：步骤S1，建立一层多水平缝渗流物理模型；其中，该模型包含：一个储层小层内有n(n≥2)条水平裂缝，裂缝和储层具有不同的渗透率，储层内水平方向的渗透率与垂直方向的渗透率也不尽相同；
步骤S2，根据所述渗流物理模型，确定压裂裂缝的渗流特征；
步骤S3，根据所述渗流物理模型及所述压裂裂缝的渗流特征，建立所述压裂裂缝的渗流方程及产能方程；
步骤S4，根据所述渗流方程、所述产能方程及获取的物性资料，利用数值模拟方法确定所述压裂裂缝的条数、压裂裂缝顺序、压裂裂缝的最优相对位置、压裂裂缝的最优形状及最优长度，以及最优射孔位置及最优射孔厚度。
在本实施例中，根据工区的地应力研究资料、裂缝发育情况资料、压裂裂缝形态监测资料、压裂施工资料等，确定一层多缝压裂裂缝的形态。根据压裂裂缝的形态，利用油藏工程方法确定渗流物理模型。
作为本发明的一个实施例，压裂裂缝形态监测资料包括地面微地震监测资料、地面倾斜仪监测资料、地面电位法监测资料及井下微地震监测资料。
作为本发明的一个实施例，渗流物理模型为椭圆形水平缝渗流物理模型。利用油藏工程方法，确定一层多水平缝油藏渗流物理模型，如图2所示为本发明实施例中水平缝渗流物理模型示意图。压裂水平缝内，流体沿着椭圆形水平缝流向井筒，为径向流动，流动阻力很小。在渗流稳定期，主要是以下两个方面渗流起作用，一是垂向上基质到裂缝的线性流动，二是在裂缝末端基质到裂缝的渗流，如果裂缝高度较大，则裂缝末端以基质到裂缝的水平渗流为主，如果裂缝高度较小，则以基质到裂缝的半球形流动为主。图2中①为压裂裂缝内的径向流动，②为从储层到压裂裂缝的垂向流动，③为储层到裂缝的径向流动。
根据工区的地质研究资料以及一层多水平缝油藏渗流物理模型，确定一层多水平缝的渗流特征。地质研究资料包括地应力分析资料、裂缝发育情况资料、物性资料，如图3为本发明实施例中水平缝渗流的特征图。图3与其他现有类似图像的不同之处有2点：1、本图像是针对水平缝的；2、获得本图像的渗流模型是基于椭圆形水平缝渗流之上的。图3中a表示压力，b表示压力导数，对无限导流能力水平压裂裂缝，渗流可分为4个阶段，对应图3所示内容：②介质到裂缝的垂直线性流，双对数曲线上的压力导数斜率为1/2；③从垂直到近水平方向的过渡流；④半球形流，当裂缝面垂向间距较大时，该阶段可忽略；⑤地层内的水平径向流，双对数曲线上的压力导数斜率为-1。对有限导流能力水平压裂裂缝，渗流可分为5个阶段，对应图3所示内容：①裂缝内的水平径向流，双对数曲线上的压力导数斜率为-1；②介质到裂缝的垂直线性流，双对数曲线上的压力导数斜率为1/2；③从垂直到近水平方向的过渡流；④半球形流，当裂缝面垂向间距较大时，该阶段可忽略；⑤地层内的水平径向流，双对数曲线上的压力导数斜率为-1。
根据物质平衡方程和一层多缝压裂裂缝的渗流特征，创建了一层多缝压裂裂缝的渗流方程和产能方程。
作为本发明的一个实施例，渗流方程为：
其中，
作为本发明的一个实施例，产能方程包括不考虑启动压力梯度时的压裂水平缝直井产能方程及考虑启动压力梯度时的压裂水平缝直井产能方程。其中，不考虑启动压力梯度时的压裂水平缝直井产能方程为：
考虑启动压力梯度时的压裂水平缝直井产能方程为：
上述公式和图中，各符号的物理意义分别为：zw为压裂水平缝离储层底边距离，rf为压裂水平缝的半径，hf为压裂水平缝的高度；ct为综合压缩系数，1/MPa；h为油藏厚度，m；xf、yf：x、y方向的裂缝半长，m；η为压力扩散系数；t为时间，h；hf为裂缝高度，m；φ为孔隙度，％；q为流量，m3/s；zf为水平缝到压裂小层底部的距离，m；pi为初始储层压力，MPa；P为任意时刻的压力，MPa；K为渗透率，μm2；Re为油藏边界距离；G为启动压力梯度，MPa/m；μ为原油黏度，mPa·S。下标D表示无量纲，下标w表示井，下标f表示裂缝。下标V表示垂直方向，下标h表示水平方向；此外，
根据工区的物性资料和步骤S4建立的一层多缝渗流方程和产能方程，确定一层多缝压裂裂缝的条数；根据工区的物性资料和步骤S5确定的压裂裂缝的条数，设计出一层多缝压裂裂缝的顺序；根据步骤S5确定的裂缝的条数和步骤S6确定的压裂裂缝的顺序，确定出裂缝在储层中最优的相对位置；在步骤S3、S5、S6、S7的基础上，根据工区的物性资料，利用数值模拟方法，确定出最优的压裂一层多缝裂缝形状，包括水平缝关于井轴是否对称、倾斜裂缝的倾斜方向等；在步骤S3、S5、S6、S7的基础上，根据工区的物性资料，利用数值模拟方法，确定出最优的压裂裂缝长度；在步骤S3、S4、S8的基础上，根据工区的物性资料，利用数值模拟方法，确定出最优的射孔压裂的射孔位置和射孔厚度。
在本发明一具体实施例中，第一步：根据油田的地质研究资料、岩石力学实验，微地震压裂监测资料，综合分析表明，延安组浅油层既可形成水平裂缝，也可以生成垂直裂缝，还有介于水平裂缝和垂直裂缝之间的复杂裂缝形态。对某口井长6-2层，分别于2004年5月5日、2005年3月30日和2006年8月20日进行了三次压裂，通过地面微地震监测，确定2006年8月20日压裂的缝为水平缝，裂缝呈椭圆形，裂缝方位在北东60度，裂缝全长317米，东翼缝长156米，西翼缝长161米，裂缝宽度29米。
第二步：确定某井长6-2层的水平缝渗流物理模型示意图如图2所示。
第三步：确定某井长6-2层的水平缝的渗流特征如图3所示。该渗流特征曲线与实际测试得到的曲线图3高度相符。2010年对该井进行压力测试，共历时70天完成。如图4所示，双对数曲线呈开口喇叭形，开口较大，初始段导数曲线超越压力曲线，具有变储井储特征。井储段结束后导数向上，形成斜率为1的径向流动，主要是水平缝中的渗流作用。10小时左右直接出现径向流段，标志着水平缝内流动结束，开始了垂直方向基质到裂缝的线性流，100小时左右曲线向上，说明压力波已经传播到顶边界，开始由垂直渗流过渡到周围基质到裂缝的径向流动。由于周围基质渗透率低，渗透性能变差，从而具有水平缝油藏特征。
第四步：利用建立的一层多缝渗流方程和产能方程，确定最优裂缝条数。下面以具体地质和油藏参数说明，取地层压力pe为5.2MPa，储集层平均渗透率K为1×10-3μm2，垂向渗透率Kz为0.1×10-3μm2，泄油半径a为150m，浅层水平压裂裂缝半长轴Xf为140m，半短轴b为50m，原油密ρo度为0.809g/cm3，原油粘度μo为5.1mPa·s，原油体积系数Bo为1.05，产油量0.48t/d。如图5所示结果表明：①表示压裂3条缝的日产油量，对于一层单流动单元的薄层(储层厚度小于4m)，一条水平缝可以使得垂向波及系数接近100％，虽然重复压裂可以增加一定的产能，但效果并不明显。因此，储层厚度小于4m时应压裂一条缝；②表示压裂2条缝的日产油量，储层厚度在4m-10m间时，尤其当储层厚度达到7～10m时，应压裂两条水平缝，并且两条水平缝间距适当(3～4m)；而压裂三条水平缝比压裂两条水平缝累产仅增加100方油左右，压裂三条水平缝增产效果不明显。因此在考虑经济条件下，确定2条裂缝效果更优。③表示压裂1条缝的日产油量，对于一层三个流动单元的储层，且储层厚度较厚(大于10m)，可以满足压裂工艺，依照流动单元压裂三条水平缝，使产能达到最大。图5是对一个厚度为8米的储层进行优化的示例图，当厚度改变时，可以用类似方法给出最优裂缝条数。此外，图5中④表示压裂3条缝的累积产油量，⑤表示压裂2条缝的累积产油量，⑥表示压裂1条缝的累积产油量。
第五步：在第四步的基础上，对直井开发情况，通过研究裂缝同时压开与间隔一定时间分多次压开的区别，根据压裂施工条件，确定一次压裂同时压开2条缝或同时压开3条缝是最好的。图6给出一个示例图，在图6中，模拟一个流动单元内同一时间压开三条裂缝及每隔一年压裂一条裂缝(共压裂三条)的直井开发情况。从日产油量和累计产油量都可以看出，同时压开3条裂缝的开发效果要优于分开压裂3条裂缝；对于压裂2条缝的情况，也有类似规律。图6中a表示同时压裂三条缝的日产油量，b表示每年压裂一条缝(共三条缝)的日产油量，c表示同时压裂三条缝的累积产油量，d表示每年压裂一条缝(共三条缝)的累积产油量。
第六步：在第四步和第五步的基础上，通过数值模拟，不论是单井还是井组，确定出裂缝在储层中最优的相对位置是油层底部。图7是对一个厚度为8米的储层进行裂缝位置优选的示例，将裂缝分别置于距离储层底部2米、4米和6米的位置，发现在2米处(低部)效果最好。改变储层厚度，可以得到类似规律。图7中a表示缝在低部位置的日产油量，b表示缝在中间位置的日产油量，c表示缝在高部位置的日产油量，d表示缝在低部位置的累积产油量，e表示缝在中间位置的累积产油量，f表示缝在高部位置的累积产油量。
第七步：在第四步、第五步和第六步的基础上，利用数值模拟方法，对比分析对称水平缝、非对称水平缝和倾斜缝三种情况下的产油量，确定压开倾斜裂缝时井组累产油量最高，压开不对称水平裂缝时井组累产油量要高于对称水平裂缝，计算示例如图8。图8中a表示对称水平缝的日产油量，b表示非对称水平缝的日产油量，c表示倾斜缝的日产油量，d表示对称水平缝的累积产油量，e表示非对称水平缝的累积产油量，f表示倾斜缝的累积产油量。
第八步：在第三步、第五步、第六步和第七步的基础上，利用数值模拟方法，确定出最优的压裂裂缝长度，如图9示例。结果表明：井距与压裂规模存在一定配比关系，1)在井距为150m的正方形反九点井网下，当裂缝半长为35m时，采收率最佳；2)在井距为200m的正方形反九点井网下，当裂缝半长为55m时，采收率最佳；3)考虑到裂缝长度受压裂工艺的限制，当井距大于200m时，压裂规模(压裂裂缝长度)应尽可能大，从而使提高采收率程度更高。4)如果后续开发选用“注采驱替”方式，压裂规模不宜过大，裂缝穿透比(裂缝半长与井距一半的比值)在0.4～0.5时，采收率最大，因此，确定裂缝穿透比为0.3～0.4。
第九步：确定出最优的射孔压裂的射孔位置，从目标区块地应力的分布特征可以知道垂直应力最小，所以如果在水平方向定向射孔，则可以在较低的破裂压力下形成水平缝，同时形成的水平缝缝面平整，延伸较为容易。但是由于套管在水平方向射孔，对套管的强度会有极大的挑战，很有可能导致在压裂施工的过程中过大的施工压力使得套管顺坏，导致整个压裂施工的失败。因此不能选择水平方向定向射孔。应采用螺旋射孔。将射孔密度与相位角进行匹配选择。一般而言，在密度小于8孔/米时，选取60°相位角，在射孔密度大于12孔/米时选取120°相位。
第十步：确定出最优的射孔压裂的射孔厚度。在采用小射孔段螺旋射孔方式时，确定射孔厚度为0.3-0.5米；同时，射孔孔深尽可能的深，将流体压力径向延伸。在采用大射孔段螺旋射孔方式时，射孔厚度为流动单元的厚度或待压裂层的厚度。
本发明中的参数确定方法建立在油藏工程理论基础之上、经过油田开发实践验证的，可以避免压裂施工的盲目性，为浅层油藏一层多水平缝压裂高效开发提供基础。本发明具有普遍适用性，更加符合油田实际压裂裂缝的形态。本发明通过创建的一层多缝渗流物理模型、渗流方程和产能方程，设计压裂一层多缝的裂缝条数、压裂裂缝的顺序、裂缝在储层中最优的相对位置、裂缝的形态、射孔位置和射孔顺序等，与现有方法相比，利用本发明的方法，对浅储层一层多缝压裂效果评价符合程度85％以上，一层多水平缝压裂裂缝参数设计技术能使油田采收率提高1.5个百分点，给出的一层多缝压裂射孔厚度推荐值能够有效改善开发效果。对浅层低渗油藏开发具有很好的指导作用，应用前景广阔。
如图10所示为本发明实施例中一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定装置的结构示意图，图中所示装置包括：渗流模型单元10，用于建立一层多水平缝渗流物理模型，其中，该模型包含：一个储层小层内有n(n≥2)条水平裂缝，裂缝和储层具有不同的渗透率，储层内水平方向的渗透率与垂直方向的渗透率也不尽相同；
渗流特征单元20，用于根据所述渗流物理模型，确定压裂裂缝的渗流特征；
方程确定单元30，用于根据所述渗流物理模型及所述压裂裂缝的渗流特征，确定所述压裂裂缝的渗流方程及产能方程；
压裂裂缝参数确定单元40，用于根据所述渗流方程、所述产能方程及获取的物性资料，利用数值模拟方法确定所述压裂裂缝的条数、压裂裂缝顺序、压裂裂缝的最优相对位置、压裂裂缝的最优形状及最优长度，以及最优射孔位置及最优射孔厚度。
作为本发明的一个实施例，渗流物理模型为椭圆形一层多水平缝渗流物理模型。
基于与上述一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定方法相同的申请构思，本发明还提供了上述一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定装置。由于该一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定装置解决问题的原理与一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定方法相似，因此该一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定装置的实施可以参见一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定方法的实施，重复之处不再赘述。
本发明中的参数确定装置建立在油藏工程理论基础之上、经过油田开发实践验证的，可以避免压裂施工的盲目性，为浅层油藏一层多水平缝压裂高效开发提供基础。本发明具有普遍适用性，更加符合油田实际压裂裂缝的形态。本发明通过创建的一层多缝渗流物理模型、渗流方程和产能方程，设计压裂一层多缝的裂缝条数、压裂裂缝的顺序、裂缝在储层中最优的相对位置、裂缝的形态、射孔位置和射孔顺序等，与现有方法相比，利用本发明的方法，对浅储层一层多缝压裂效果评价符合程度85％以上，一层多水平缝压裂裂缝参数设计技术能使油田采收率提高1.5个百分点，给出的一层多缝压裂射孔厚度推荐值能够有效改善开发效果。对浅层低渗油藏开发具有很好的指导作用，应用前景广阔。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
建立一层多水平缝渗流物理模型；其中，该模型包含：一个储层小层内有n(n≥2)条水平裂缝，裂缝和储层具有不同的渗透率，储层内水平方向的渗透率与垂直方向的渗透率也不尽相同；
根据所述渗流物理模型，确定压裂裂缝的渗流特征；
根据所述渗流物理模型及所述压裂裂缝的渗流特征，确定所述压裂裂缝的渗流方程及产能方程；
根据所述渗流方程、所述产能方程及获取的物性资料，利用数值模拟方法确定所述压裂裂缝的条数、压裂裂缝顺序、压裂裂缝的最优相对位置、压裂裂缝的最优形状及最优长度，以及最优射孔位置及最优射孔厚度。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
建立一层多水平缝渗流物理模型；其中，该模型包含：一个储层小层内有n(n≥2)条水平裂缝，裂缝和储层具有不同的渗透率，储层内水平方向的渗透率与垂直方向的渗透率也不尽相同；
根据所述渗流物理模型，确定压裂裂缝的渗流特征；
根据所述渗流物理模型及所述压裂裂缝的渗流特征，确定所述压裂裂缝的渗流方程及产能方程；
根据所述渗流方程、所述产能方程及获取的物性资料，利用数值模拟方法确定所述压裂裂缝的条数、压裂裂缝顺序、压裂裂缝的最优相对位置、压裂裂缝的最优形状及最优长度，以及最优射孔位置及最优射孔厚度。
基于与上述一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定方法相同的申请构思，本发明还提供了上述一种计算机设备及一种计算机可读存储介质。由于该一种计算机设备及一种计算机可读存储介质解决问题的原理与一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定方法相似，因此该一种计算机设备及一种计算机可读存储介质的实施可以参见一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定方法的实施，重复之处不再赘述。
本发明中的计算机设备及计算机可读存储介质建立在油藏工程理论基础之上、经过油田开发实践验证的，可以避免压裂施工的盲目性，为浅层油藏一层多水平缝压裂高效开发提供基础。本发明具有普遍适用性，更加符合油田实际压裂裂缝的形态。本发明通过创建的一层多缝渗流物理模型、渗流方程和产能方程，设计压裂一层多缝的裂缝条数、压裂裂缝的顺序、裂缝在储层中最优的相对位置、裂缝的形态、射孔位置和射孔顺序等，与现有方法相比，利用本发明的方法，对浅储层一层多缝压裂效果评价符合程度85％以上，一层多水平缝压裂裂缝参数设计技术能使油田采收率提高1.5个百分点，给出的一层多缝压裂射孔厚度推荐值能够有效改善开发效果。对浅层低渗油藏开发具有很好的指导作用，应用前景广阔。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，比如ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定方法，其特征在于，所述方法包括：
建立一层多水平缝渗流物理模型；
根据所述渗流物理模型，确定压裂裂缝的渗流特征；
根据所述渗流物理模型及所述压裂裂缝的渗流特征，建立所述压裂裂缝的渗流方程及产能方程；
根据所述渗流方程、所述产能方程及获取的物性资料，利用数值模拟方法确定所述压裂裂缝的条数、压裂裂缝顺序、压裂裂缝的最优相对位置、压裂裂缝的最优形状及最优长度，以及最优射孔位置及最优射孔厚度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述渗流物理模型为椭圆形一层多水平缝渗流物理模型。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压裂裂缝的渗流特征包括：对无限导流能力水平压裂裂缝的渗流特征及对有限导流能力水平压裂裂缝的渗流特征；其中，所述对无限导流能力水平压裂裂缝的渗流特征包括：介质到裂缝的垂直线性流阶段、垂直到近水平方向的过渡流阶段、半球形流阶段及地层内水平径向流阶段；所述对有限导流能力水平压裂裂缝的渗流特征包括：裂缝内水平径向流阶段、介质到裂缝的垂直线性流阶段、垂直到近水平方向的过渡流阶段、半球形流阶段及地层内水平径向流阶段。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述渗流方程为：
其中，
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产能方程包括不考虑启动压力梯度时的压裂水平缝直井产能方程及考虑启动压力梯度时的压裂水平缝直井产能方程，其中，所述不考虑启动压力梯度时的压裂水平缝直井产能方程为：
所述考虑启动压力梯度时的压裂水平缝直井产能方程为：
6.一种浅层低渗油藏一层多水平缝压裂裂缝参数确定装置，其特征在于，所述装置包括：
渗流模型单元，用于建立一层多水平缝渗流物理模型；
渗流特征单元，用于根据所述渗流物理模型，确定压裂裂缝的渗流特征；
方程确定单元，用于根据所述渗流物理模型及所述压裂裂缝的渗流特征，确定所述压裂裂缝的渗流方程及产能方程；
压裂裂缝参数确定单元，用于根据所述渗流方程、所述产能方程及获取的物性资料，利用数值模拟方法确定所述压裂裂缝的条数、压裂裂缝顺序、压裂裂缝的最优相对位置、压裂裂缝的最优形状及最优长度，以及最优射孔位置及最优射孔厚度。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述渗流物理模型为椭圆形一层多水平缝渗流物理模型。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述压裂裂缝的渗流特征包括：对无限导流能力水平压裂裂缝的渗流特征及对有限导流能力水平压裂裂缝的渗流特征；其中，所述对无限导流能力水平压裂裂缝的渗流特征包括：介质到裂缝的垂直线性流阶段、垂直到近水平方向的过渡流阶段、半球形流阶段及地层内水平径向流阶段；所述对有限导流能力水平压裂裂缝的渗流特征包括：裂缝内水平径向流阶段、介质到裂缝的垂直线性流阶段、垂直到近水平方向的过渡流阶段、半球形流阶段及地层内水平径向流阶段。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
建立一层多水平缝渗流物理模型；
根据所述渗流物理模型，确定压裂裂缝的渗流特征；
根据所述渗流物理模型及所述压裂裂缝的渗流特征，确定所述压裂裂缝的渗流方程及产能方程；
根据所述渗流方程、所述产能方程及获取的物性资料，利用数值模拟方法确定所述压裂裂缝的条数、压裂裂缝顺序、压裂裂缝的最优相对位置、压裂裂缝的最优形状及最优长度，以及最优射孔位置及最优射孔厚度。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
建立一层多水平缝渗流物理模型；
根据所述渗流物理模型，确定压裂裂缝的渗流特征；
根据所述渗流物理模型及所述压裂裂缝的渗流特征，确定所述压裂裂缝的渗流方程及产能方程；
根据所述渗流方程、所述产能方程及获取的物性资料，利用数值模拟方法确定所述压裂裂缝的条数、压裂裂缝顺序、压裂裂缝的最优相对位置、压裂裂缝的最优形状及最优长度，以及最优射孔位置及最优射孔厚度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190118 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |