CN110173249A - 一种基于层间均衡驱替的直井分层压裂缝长确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于层间均衡驱替的直井分层压裂缝长确定方法，涉及低渗透油藏直井分层压裂改造领域，该方法使油井能在满足产能要求的情况下，通过确定各层压裂的缝长，达到层间均衡驱替。所述方法包括：步骤1、确定各层启动压力梯度；步骤2、建立裂缝半长x_f与等效井径r_we的关系图版；步骤3、计算满足产量需求的单位厚度日产油量Q_c；步骤4、根据日产油量Q_c，计算得到各层的等效井径r_we；步骤5、根据各层等效井径r_we，计算得到各层压裂的裂缝半长x_f。

Description

一种基于层间均衡驱替的直井分层压裂缝长确定方法

技术领域

本发明涉及致密油藏压裂改造领域，特别涉及一种基于层间均衡驱替的直井分层压裂缝长确定方法。

背景技术

致密油藏目前是全球非常规油气勘探开发一个新热点，通常以压裂开发为主。受到致密油藏层间储层物性差异的影响，层间动用程度差异大，层间矛盾突出。如何根据层间储层物性差异设计合理的直井分层压裂缝长是改善层间矛盾的有效方法。为此，以层间均衡驱替为目标，综合优化各层段压裂缝长，可以使各层都得到有效动用，提高油田采收率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于层间均衡驱替的直井分层压裂缝长确定方法，使各层储层都得到有效动用，实现各层之间的均衡驱替。

对于一个直井分层压裂井组，n层合采，各层渗透率为k_i，孔隙度为Φ_i，原油粘度为μ_i，厚度为h_i，油井进行分层压裂，每层压裂缝长为x_fi，注采压差为△P，要求油井压裂投产后产能达到Q_o，优化每段裂缝半长x_f，在满足产能的情况下实现层间均衡动用。

本发明可以通过如下步骤来实现：

步骤1、确定各层启动压力梯度

步骤2、建立裂缝半长x_f与等效井径r_we的关系图版

步骤3、计算满足产量需求的单位厚度日产油量Q_c

步骤4、根据日产油量Q_c，计算得到各层的等效井径r_we

步骤5、根据等效井径r_we，计算得到裂缝半长x_f

可选地，所述步骤1中确定各层启动压力梯度具体计算公式为：

式中，λ为启动压力梯度，MPa/m；μ为原油粘度，mPa·s；K为地层渗透率，μm²；

可选地，所述步骤2中裂缝半长x_f与等效井径r_we的关系图版具体计算公式为：

有限导流能力垂直裂缝井等效井径公式为：

其中u＝ln(C_fD)，r_we为等效井径，m；x_f为裂缝半长，m；C_fD为裂缝无因次导流能力；w_f为裂缝半宽，m；k_f为裂缝渗透率，μm²；

取不同的裂缝无因次裂缝导流能力C_fD，即可求得裂缝半长x_f与等效井径r_we关系图版(见图2)。

可选地，步骤3计算满足产量需求的单位厚度日产油量Q_c的具体步骤为：

要求油井压裂投产后产能达到Q_o，基于层间均衡驱替的优化原则，使各小层在压裂投产后达到相同的单位厚度日产油量Q_c，则Q_c与油井压裂投产后日产油量Q₀和各小层日产油量Q_i的关系为：

式中，Q_c为单位厚度下的日产油量，m³/(d·m)；Q₀为油井压裂投产后日产油量，m³/d；Q_i为各小层日产油量，m³/d；H为油层总厚度，m；

可选地，步骤4根据日产油量Q_c，计算得到各层的等效井径r_we，具体计算公式为：

式中，L为注采井距，m；k为地层渗透率，μm²；△P为注采压差，MPa；μ为原油粘度，mPa·s；μ为原油粘度，mPa·s；

可选地，步骤5根据等效井径r_we，计算得到裂缝半长x_f具体步骤为：

已知小层的裂缝无因次导流能力C_fD，根据步骤2建立的裂缝半长x_f与等效井径r_we的关系图版，可在图版中查出该小层r_we与x_f的比值，进而可由步骤5计算的等效井径r_we求解出该小层裂缝半长x_f。

附图说明

图1为本发明基于层间均衡驱替的直井分层压裂缝长确定方法的小层示意图；

图2为本发明等效井径与裂缝无因次导流能力关系曲线图；

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细地说明。

以某低渗油藏为例，该区块共有5小层，基本参数设置如下表1所示：

表1各小层数据统计表

根据以上参数可进行计算，具体实施步骤如下：

步骤1：确定各层启动压力梯度。小层1的启动压力梯度同理，其它层启动压力梯度也可求出。

步骤2：建立裂缝半长x_f与等效井径r_we的关系图版。当裂缝无因次导流能力C_fD＝1时，如式(2)可得等效井径与裂缝半长的关系为：同理，可求得不同裂缝无因次导流能力下的等效井径与裂缝半长的比值(见图2)。

步骤3：计算满足产量需求的单位厚度日产油量Q_c。要求油井压裂投产后产能达到Q_o＝10m³/d，基于层间均衡驱替的优化原则，使各小层在压裂投产后达到相同的单位厚度日产油量Q_c，如式(3)可得单位厚度日产油量

步骤4：根据日产油量Q_c，计算得到各层的等效井径r_we。小层1的等效井径同理可得其它小层的等效井径，见表2。

步骤5：根据等效井径r_we，计算得到裂缝半长x_f。

已知小层的裂缝无因次导流能力C_fD＝1，查找步骤2建立的裂缝半长x_f与等效井径r_we的关系图版，可得当C_fD＝1时，r_we/x_f＝0.192，进而可由步骤4计算的等效井径r_we＝19.4求解出该小层裂缝半长x_f＝101m，同理，可求得其它小层达到均衡驱替且满足压裂投产后产能需求的裂缝半长，见表2。

表2各小层数据及裂缝半长

采用油藏数值模拟技术对上述计算结果进行了验证。根据表1中的数据建立了一个五点法井组(四注一采)模型，对其中的油井进行压裂。分两种情况进行对比，一种为笼统压裂，即各层压裂缝长相同，一种为分层压裂，各层缝长采用表2中的计算结果。生产5年后各层的采出程度见表3，可以看出，笼统压裂情况下，各层采出程度最大的为9.55％，最小的为3.32％；采用本文计算结果进行分层压裂情况下，最大采出程度和最小采出程度仅相差0.28％，层间采出程度差异非常小，有效的减小了层间矛盾，取得了较好的效果。

表3各层采出程度对比表

Claims (6)

1.一种基于层间均衡驱替的直井分层压裂缝长确定方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、确定各层启动压力梯度

步骤2、建立裂缝半长x_f与等效井径r_we关系图版

步骤3、计算满足产量需求的单位厚度日产油量Q_c

步骤4、根据日产油量Q_c，计算得到各层的等效井径r_we

步骤5、根据各层等效井径r_we，计算得到各层压裂的裂缝半长x_f。

2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述步骤1中确定各层启动压力梯度计算公式为：

式中，λ为启动压力梯度，MPa/m；μ为原油粘度，mPa·s；k为地层渗透率，μm²。

3.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，步骤2建立裂缝半长x_f与等效井径r_we的关系图版具体计算公式为：

有限导流能力垂直裂缝井等效井径公式为：

其中u＝ln(C_fD)，r_we为等效井径，m；x_f为裂缝半长，m；C_fD为裂缝无因次导流能力；w_f为裂缝半宽，m；k_f为裂缝渗透率，μm²；

取不同的裂缝无因次裂缝导流能力C_fD，即可求得裂缝半长x_f与等效井径r_we关系图版(见图2)。

4.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，步骤3中计算满足产量需求的单位厚度日产油量Q_c的具体步骤为：

要求油井压裂投产后产能达到Q_o，基于层间均衡驱替的优化原则，使各小层在压裂投产后达到相同的单位厚度日产油量Q_c，则Q_c与油井压裂投产后日产油量Q₀和各小层日产油量Q_i的关系为：

式中，Q_c为单位厚度下的日产油量，m³/(d·m)；Q₀为油井压裂投产后日产油量，m³/d；Q_i为各小层日产油量，m³/d；H为油层总厚度，m。

5.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，步骤4中根据日产油量Q_c，计算得到各层的等效井径r_we，具体计算公式为：

式中，L为注采井距，m；k为地层渗透率，μm²；△P为注采压差，MPa；μ为原油粘度，mPa·s；μ为原油粘度，mPa·s。

6.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，步骤5根据等效井径r_we，计算得到裂缝半长x_f具体步骤为：

已知小层的裂缝无因次导流能力C_fD，根据步骤2建立的裂缝半长x_f与等效井径r_we的关系图版，可在图版中查出该小层r_we与x_f的比值，进而可由步骤5计算的等效井径r_we求解出该小层裂缝半长x_f。