CN110185426A - 一种页岩油藏多级裂缝导流能力优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于页岩油藏缝网压裂优化技术，具体涉及一种页岩油藏多级裂缝导流能力优化方法，包括以下步骤：S1、复杂裂缝改造体优化，获取页岩油藏储层特征，根据油气渗流力学理论，得到优化改造体的体积和渗透率；S2、确定最优等效裂缝渗透率；S3、确定等效裂缝导流能力；S4、计算最优多级裂缝导流能力；利用该方法可以确定页岩油藏压裂形成的复杂裂缝的主裂缝、次裂缝和微裂缝的三级裂缝导流能力，从而为压裂支撑剂选择和加砂工艺设计提供指导，在页岩油层中形成高效支撑的改造体积，提高页岩油藏改造效果。

Description

一种页岩油藏多级裂缝导流能力优化方法
技术领域
本发明属于页岩油藏缝网压裂优化技术，具体涉及到一种页岩油藏多级裂缝导流能力优化方法。
背景技术
在美国页岩油勘探开发取得成功的鼓舞下，页岩油资源逐渐受到全球的重视，我国页岩油资源丰富，是我国油气资源的重要接替。但由于页岩油藏存在于页岩中，其渗透率和孔隙度极低，必须依靠大规模水力压裂产生复杂的裂缝网络才能进行有效勘探开发。目前国内外压裂时都紧靠经验进行支撑剂选择与加砂工艺设计，对压裂形成的各级裂缝需要多大的导流能力认识不清，缺乏有效的方法对复杂裂缝导流能力进行优化。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的问题，提供一种页岩油藏多级裂缝导流能力优化方法。利用该方法可以确定页岩油藏压裂形成的复杂裂缝的主裂缝、次裂缝和微裂缝的三级裂缝导流能力，从而为压裂支撑剂选择和加砂工艺设计提供指导，在页岩油层中形成高效支撑的改造体积，提高页岩油藏改造效果。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种页岩油藏多级裂缝导流能力优化方法，包括以下步骤：
S1、复杂裂缝改造体优化，获取页岩油藏储层特征，根据油气渗流力学理论，将复杂裂缝改造体等效为高渗透体，模拟不同参数下的压后产量，根据产量优化改造体的体积和渗透率；
S2、获取页岩油藏储层渗透率、结合步骤S1得到的改造体的体积和渗透率，利用公式(Ⅰ)获取等效裂缝体积与等效裂缝渗透率的关系曲线，根据关系曲线的拐点确定最优等效裂缝渗透率；
式(Ⅰ)中，V和Vf分别为改造体积、等效裂缝体积，m3；Km和Kf分别为改造体、页岩油藏储层和等效裂缝渗透率，D；
S3、将步骤S2计算得到的最优等效裂缝渗透率，利用公式(Ⅱ)确定等效裂缝导流能力；
Fe＝Kfwf (Ⅱ)
式(Ⅱ)中，Fe为等效裂缝导流能力，D·cm，wf为等效裂缝宽度，cm，取0.8-1.2mm；
S4、根据步骤S3得到的等效裂缝导流能力，根据区块微地震监测数据确定次裂缝与主裂缝数量的比值α1、微裂缝与主裂缝数量的比值α2；计算多级裂缝导流能力。
本发明的目的还可以通过以下技术方案来实现：
上述一种页岩油藏多级裂缝导流能力优化方法，步骤S4中所述的多级裂缝导流能力的计算方法为：提出关于等效裂缝导流能力Fe、主裂缝导流能力Fp、次裂缝导流能力FI s、微裂缝导流能力FII s、次裂缝与主裂缝数量的比值α1、次裂缝与主裂缝缝长的比值β1、微裂缝与主裂缝数量的比值α2、微裂缝与主裂缝缝长的比值β2、自支撑裂缝与支撑裂缝数量的比值α、自支撑裂缝与支撑裂缝缝长的比值β为参数的公式，得到关于主裂缝导流能力Fp、次裂缝导流能力FI s、微裂缝导流能力FII s的函数，得到最优多级裂缝导流能力。
进一步的，所述的公式包括式(Ⅲ)、式(Ⅳ)，如下所示：
进一步的，根据所述的关于主裂缝导流能力Fp、次裂缝导流能力FI s、微裂缝导流能力FII s的函数，绘制得到关于主裂缝导流能力Fp、次裂缝导流能力FI s、微裂缝导流能力FII s的三维曲面图，图中的凹点的坐标值即为最优多级裂缝导流能力。
进一步的，所述的自支撑裂缝与支撑裂缝数量的比值α、自支撑裂缝与支撑裂缝缝长的比值β的取值根据实际区块微地震数据统计得到。
优选的，所述的自支撑裂缝与支撑裂缝数量的比值α、自支撑裂缝与支撑裂缝缝长的比值β的取值分别为20和1。
进一步的，所述的次裂缝与主裂缝数量的比值α1、微裂缝与主裂缝数量的比值α2的取值分别为2和20。
本发明主要基于油气渗流理论将改造体积等效为高渗透体进行优化，优化出高渗透体的改造体积和渗透率；再根据渗流理论优化出复杂裂缝的等效裂缝渗透率；最后分别优化多级裂缝中主裂缝、次裂缝和微裂缝的导流能力，从而为压裂支撑剂选择和加砂工艺设计提供指导。
本发明具有如下有益效果：本发明利用油气渗流力学理论实现了页岩油藏压裂复杂裂缝中的三级裂缝导流能力优化，利用本发明的优化结果，结合页岩油层条件下的多级裂缝导流能力的室内评价结果，能够对页岩油藏支撑剂的选择和加砂工艺的设计进行有效指导，从而实现页岩油储层改造体积的高效支撑，提高页岩油藏改造效果。
附图说明：
图1是实施例缝网等效裂缝渗透率与等效裂缝体积的关系曲线图。
图2是实施例主裂缝、次裂缝、微裂缝导流能力关系曲线图。
具体实施方式
下面以一口井为实施例详细描述本发明的具体实施方式。
实施例 一种页岩油藏多级裂缝导流能力优化方法
包括以下步骤：
S1、复杂裂缝改造体优化，获取页岩油藏储层特征(该页岩油井孔隙度为2.4％，储层渗透率为0.073mD，储层厚度35m)，根据油气渗流力学理论，将复杂裂缝改造体等效为高渗透体，模拟不同参数下的压后产量，根据产量优化改造体的体积7×104m3和渗透率6mD；
S2、获取页岩油藏储层渗透率、结合步骤S1得到的改造体的体积和渗透率，利用公式(Ⅰ)获取等效裂缝体积与等效裂缝渗透率的关系曲线，根据关系曲线的拐点(如图1所示)确定最优等效裂缝渗透率20.37D；从图1中可以看出，曲线拐点值为20.37D；
式(Ⅰ)中，V和Vf分别为改造体积、等效裂缝体积，m3；Km和Kf分别为改造体、页岩油藏储层和等效裂缝渗透率，D；
将V＝7×104m3，Km＝0.073mD，带入公式(Ⅰ)中，则公式化为Vf和Kf的反函数，存在最优值，求得最优值Vf＝20.37m3，Kf＝20.37D。
S3、将步骤S2计算得到的最优等效裂缝渗透率，利用公式(Ⅱ)确定等效裂缝导流能力5.93D·cm；
Fe＝Kfwf (Ⅱ)
式(Ⅱ)中，Fe为等效裂缝导流能力，D·cm，wf为等效裂缝宽度，cm；
S4、根据步骤S3得到的等效裂缝导流能力，根据区块微地震监测数据确定次裂缝与主裂缝数量的比值α1为2、微裂缝与主裂缝数量的比值α2为20，提出关于等效裂缝导流能力Fe、主裂缝导流能力Fp、次裂缝导流能力FI s、微裂缝导流能力FII s、次裂缝与主裂缝数量的比值α1、次裂缝与主裂缝缝长的比值β1、微裂缝与主裂缝数量的比值α2、微裂缝与主裂缝缝长的比值β2、自支撑裂缝与支撑裂缝数量的比值α、自支撑裂缝与支撑裂缝缝长的比值β为参数的公式，包括式(Ⅲ)、式(Ⅳ)，如下所示：带入数值，得到关于主裂缝导流能力Fp、次裂缝导流能力FI s、微裂缝导流能力FII s的函数，绘制得到关于主裂缝导流能力Fp、次裂缝导流能力FI s、微裂缝导流能力FII s的三维曲面图(如图2所示)，图中的凹点的坐标值即为最优多级裂缝导流能力。
所述的自支撑裂缝与支撑裂缝数量的比值α、自支撑裂缝与支撑裂缝缝长的比值β的取值根据实际区块微地震数据统计得到，取值分别为20和1。
从图2中可以看出，图2中三维图坐标分别为(主裂缝导流能力Fp坐标轴是0-19D·cm、次裂缝导流能力FI s坐标轴是0-1.5、微裂缝导流能力FII s坐标轴是0-1.0)图中凹点处对应的三级裂缝导流能力值(主裂缝导流能力Fp、次裂缝导流能力FI s、微裂缝导流能力FII s)分别为11.25D·cm、1.2D·cm和0.2D·cm。
根据计算得到的级裂缝导流能力结果能够对页岩油藏支撑剂的选择和加砂工艺的设计进行有效指导，从而实现页岩油储层改造体积的高效支撑，提高页岩油藏改造效果。

Claims (7)

1.一种页岩油藏多级裂缝导流能力优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、复杂裂缝改造体优化，获取页岩油藏储层特征，根据油气渗流力学理论，将复杂裂缝改造体等效为高渗透体，模拟不同参数下的压后产量，根据产量优化改造体的体积和渗透率；
S2、获取页岩油藏储层渗透率、结合步骤S1得到的改造体的体积和渗透率，利用公式(Ⅰ)获取等效裂缝体积与等效裂缝渗透率的关系曲线，根据关系曲线的拐点确定最优等效裂缝渗透率；
式(Ⅰ)中，V和Vf分别为改造体积、等效裂缝体积，m3；Km和Kf分别为改造体、页岩油藏储层和等效裂缝渗透率，D；
S3、将步骤S2计算得到的最优等效裂缝渗透率，利用公式(Ⅱ)确定等效裂缝导流能力；
Fe＝Kfwf (Ⅱ)
式(Ⅱ)中，Fe为等效裂缝导流能力，D·cm，wf为等效裂缝宽度，cm，取0.8-1.2mm；
S4、根据步骤S3得到的等效裂缝导流能力，根据区块微地震监测数据确定次裂缝与主裂缝数量的比值α1、微裂缝与主裂缝数量的比值α2；计算多级裂缝导流能力。
2.根据权利要求1所述的页岩油藏多级裂缝导流能力优化方法，其特征在于，步骤S4中所述的最优多级裂缝导流能力的计算方法为：提出关于等效裂缝导流能力Fe、主裂缝导流能力Fp、次裂缝导流能力FI s、微裂缝导流能力FII s、次裂缝与主裂缝数量的比值α1、次裂缝与主裂缝缝长的比值β1、微裂缝与主裂缝数量的比值α2、微裂缝与主裂缝缝长的比值β2、自支撑裂缝与支撑裂缝数量的比值α、自支撑裂缝与支撑裂缝缝长的比值β为参数的公式，得到关于主裂缝导流能力Fp、次裂缝导流能力FI s、微裂缝导流能力FII s的函数，计算最优多级裂缝导流能力。
3.根据权利要求2所述的页岩油藏多级裂缝导流能力优化方法，其特征在于，所述的公式包括式(Ⅲ)、式(Ⅳ)，如下所示：
4.根据权利要求2所述的页岩油藏多级裂缝导流能力优化方法，其特征在于，根据所述的关于主裂缝导流能力Fp、次裂缝导流能力FI s、微裂缝导流能力FII s的函数，绘制得到关于主裂缝导流能力Fp、次裂缝导流能力FI s、微裂缝导流能力FII s的三维曲面图，图中的凹点的坐标值即为最优多级裂缝导流能力。
5.根据权利要求2所述的页岩油藏多级裂缝导流能力优化方法，其特征在于，所述的自支撑裂缝与支撑裂缝数量的比值α、自支撑裂缝与支撑裂缝缝长的比值β的取值根据实际区块微地震数据统计得到。
6.根据权利要求5所述的页岩油藏多级裂缝导流能力优化方法，其特征在于，所述的自支撑裂缝与支撑裂缝数量的比值α、自支撑裂缝与支撑裂缝缝长的比值β的取值分别为20和1。
7.根据权利要求1或2所述的页岩油藏多级裂缝导流能力优化方法，其特征在于，所述的次裂缝与主裂缝数量的比值α1、微裂缝与主裂缝数量的比值α2的取值分别为2和20。
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