CN110439519B - 一种基于极限限流设计的压裂方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于极限限流设计的压裂方法及系统，其中，该方法包括：从初始时刻开始，根据测井数据及岩心测试数据，更新地质模型中受裂缝扩展影响的应力场的变化；计算射孔摩阻、缝内摩阻及缝口压力，根据每个时刻对应的裂缝尺寸，依次得到射孔簇的裂缝长度，标记压裂结束时刻；通过调整压裂段内的射孔簇数及射孔数目，得到压裂结束时所有射孔簇的裂缝长度的标准差；当标准差达到标准门槛值时，根据对应的压裂段内的射孔簇数及每个射孔簇的射孔数目生成储层压裂方案。本发明提出的压裂方法及系统可以通过调整压裂段内的射孔簇数及射孔数目得到最优化压裂方案，促进压裂段内多簇裂缝的均匀改造，使得产层最大程度地暴露，提高储层开发效率。

Description

一种基于极限限流设计的压裂方法及系统

技术领域

本发明涉及石油天然气开采技术领域，尤指一种基于极限限流设计的压裂方法及系统。

背景技术

目前，在石油天然气开采领域所用到的限流压裂方法提出已久，其可以针对竖直井，根据多个储层开启压力的不同，通过设计射孔摩阻，使井筒中的压裂液先后进入不同储层，最终实现多克储层的均匀造缝。

对于以开发一套储层为主的水平井，由于测井只能获取近井地带的地质力学参数，目前的射孔方法尚无法克服水力裂缝纵向与横向扩展过程中发育的不均匀性；而各簇裂缝缝间干扰、流量竞争与各簇炮眼冲蚀作用的影响，会加剧压裂段内各簇裂缝发育的不均匀性，导致储层无法较好地暴露，影响开发效率。

因此，亟需一种可以促进各簇裂缝均匀扩展的储层压裂方案。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种基于极限限流设计的压裂方法及系统，通过极限限流压裂，实现压裂段内多簇裂缝的均匀改造，最大程度地暴露产层，提高储层开发效率。

在本发明一实施例中，提出了一种基于极限限流设计的压裂方法，该方法包括：

获取测井数据及岩心测试数据，建立地质模型；

在一时刻下，根据所述测井数据及岩心测试数据，更新所述地质模型中受裂缝扩展影响的应力场的变化，得到应力值；

根据每个射孔簇的液量，得到每个射孔簇的射孔摩阻；

如果射孔簇的裂缝已经形成，根据相应的裂缝尺寸得到缝内摩阻；

根据所述每个射孔簇的射孔摩阻、缝内摩阻，得到每个射孔簇的缝口压力；

根据所述应力值以及缝口压力，通过应力矩阵，联立压裂液的缝间流量分配模型与缝间干扰下的裂缝扩展模型，得到下一时刻射孔簇的液量及裂缝尺寸，并更新所述地质模型中受裂缝扩展影响的应力场的变化；

从初始时刻开始，根据每个时刻对应的裂缝尺寸，依次得到每个射孔簇的裂缝长度，当某一时刻下，射孔簇的最长裂缝长度达到预设门槛值时，标记所述某一时刻为压裂结束时刻；

通过调整压裂段内的射孔簇数及每个射孔簇的射孔数目，得到压裂结束时所有射孔簇的裂缝长度的标准差；

当所述标准差达到标准门槛值时，根据对应的压裂段内的射孔簇数及每个射孔簇的射孔数目生成储层压裂方案。

在本发明一实施例中，还提出了一种基于极限限流设计的压裂系统，该系统包括：

数据获取模块，用于获取测井数据及岩心测试数据，建立地质模型；

应力值计算模块，用于在一时刻下，根据所述测井数据及岩心测试数据，更新所述地质模型中受裂缝扩展影响的应力场的变化，得到应力值；

射孔摩阻计算模块，用于根据每个射孔簇的液量，得到每个射孔簇的射孔摩阻；

缝内摩阻计算模块，用于在射孔簇的裂缝已经形成的情况下，根据相应的裂缝尺寸得到缝内摩阻；

缝口压力计算模块，用于根据所述每个射孔簇的射孔摩阻、缝内摩阻，得到每个射孔簇的缝口压力；

模型联立模块，用于根据所述应力值以及缝口压力，通过应力矩阵，联立压裂液的缝间流量分配模型与缝间干扰下的裂缝扩展模型，得到下一时刻射孔簇的液量及裂缝尺寸，并更新所述地质模型中受裂缝扩展影响的应力场的变化；

裂缝长度计算模块，用于从初始时刻开始，根据每个时刻对应的裂缝尺寸，依次得到每个射孔簇的裂缝长度，当某一时刻下，射孔簇的最长裂缝长度达到预设门槛值时，标记所述某一时刻为压裂结束时刻；

标准差计算模块，用于通过调整压裂段内的射孔簇数及每个射孔簇的射孔数目，得到压裂结束时所有射孔簇的裂缝长度的标准差；

压裂方案生成模块，用于在所述标准差达到标准门槛值时，根据对应的压裂段内的射孔簇数及每个射孔簇的射孔数目生成储层压裂方案。

在本发明一实施例中，还提出了一种计算机设备，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前述基于极限限流设计的压裂方法。

在本发明一实施例中，还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行前述基于极限限流设计的压裂方法的计算机程序。

本发明提出的基于极限限流设计的压裂方法及系统可以通过调整压裂段内的射孔簇数及射孔数目得到最优化压裂方案，促进压裂段内多簇裂缝的均匀改造，使得产层最大程度地暴露，提高储层开发效率。

附图说明

图1是本发明一实施例的基于极限限流设计的压裂方法流程图。

图2、图3及图4是本发明一具体实施例的裂缝扩展形态示意图。

图5是本发明一实施例的基于极限限流设计的压裂系统结构示意图。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。

下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。

图1是本发明一实施例的基于极限限流设计的压裂方法流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤S1，获取测井数据及岩心测试数据，建立地质模型。

在一实施例中，首先，根据现场测井数据与岩心测试数据，建立地质模型，录入用于计算裂缝扩展所用的关键地质力学参数，例如，杨氏模量、泊松比、抗拉强度、最大与最小水平主应力、上覆应力等，以及储层物性参数，例如，渗透率、孔隙度等。

根据现场施工条件，在已知射孔直径、泵注排量上限、井筒承压上限与井口压力上限的基础上，利用后述步骤(循环步骤S2-步骤S8，以及步骤S9)，针对某一泵注程序进行该压裂段内裂缝的射孔簇数与射孔簇的射孔数目的优化。

步骤S2-步骤S6是以初始时刻为起始，依次计算间隔一定时间的时刻下的储层压裂处理结果，通过步骤S7-步骤S9，直至符合预设的一些条件，则停止计算，得到最优化的储层压裂方案。具体的，在进行初始时刻的储层压裂处理后，进而可以得到下一时刻的参数，在下一时刻，进一步根据该些参数，进行相应的储层压裂处理，再得到下下一时刻的参数，循环步骤S2-步骤S6，从而得到各个时刻下储层压裂结果。

步骤S2，在一时刻下，根据所述测井数据及岩心测试数据，更新所述地质模型中受裂缝扩展影响的应力场的变化，得到应力值。

在初始时刻下，可以根据原始的测井数据及岩心测试数据进行应力值的计算，在后续时刻，可以基于前一时刻的处理，得到更新后的所述地质模型中受裂缝扩展影响的应力场的变化，从而计算当前时刻的应力值。

所述应力值根据以下公式得到：

σ_xx＝2GD_x(2f_,xy+yf_,xyy)+2GD_y(f_,xy+yf_,xyy)；

σ_yy＝2GD_x(-yf_,xyy)+2GD_y(f_,yy-yf_,yyy)；

σ_xy＝2GD_x(2f_,yy+yf_,yyy)+2GD_y(-yf_,xyy)；

其中，σ_xx、σ_yy、σ_xy分别表示X方向正应力、Y方向正应力、XY方向切应力，单位为Pa；G为剪切模量，单位为Pa；D_x、D_y分别表示X、Y方向的位移，单位为m；f_,xy、f_,yy、f_,xyy、f_,yyy分别表示格林函数的不同方向导数；y为Y方向距离参考点的长度，单位m；

剪切模量G根据以下公式得到：

其中，E为弹性模量，单位为Pa；ν为泊松比，无量纲；

X、Y方向的位移D_x、D_y根据以下公式得到：

D_x＝2a×cosθ；

D_y＝2a×sinθ；

其中，θ为裂缝扩展的角度，单位为°；a为裂缝扩展时步长的一半，单位为m；

裂缝扩展的角度θ根据以下公式得到：

其中，θ为裂缝扩展角度，单位为°；K₁、K₂分别根据以下公式得到：

其中，D_n、D_s分别表示径向、切向的位移，单位为m；

格林函数的不同方向导数f_,xy、f_,yy、f_,xyy、f_,yyy分别根据以下公式得到：

其中，a为裂缝扩展时步长的一半，单位为m；x、y分别为X或Y方向距离参考点的长度，单位m。

步骤S3，根据每个射孔簇的液量，得到每个射孔簇的射孔摩阻。

在初始时刻下，根据每个射孔簇内的射孔数目，平均分配每个射孔簇的液量，得到初始时刻下的每个射孔簇的射孔摩阻。通常，在初始时刻下，裂缝还未开始生长、扩展，因此，液量可以在每个射孔中平均分配。随着时间的变化，裂缝开始生长，则液量也会产生相应变化。因此，在其它时刻(初始时刻以后的时刻)，可以随着前一时刻得到的压裂处理结果，获取下一时刻的液量。

所述每个射孔簇的射孔摩阻根据以下公式得到：

其中，ΔP_perf,i为第i簇射孔簇的射孔摩阻，即压裂液流经第i簇射孔摩阻产生的压力降低量，单位为Pa；Q_i为第i簇射孔簇的分配的液量，单位为m³；ρ_f为压裂液的密度，单位为kg/m³；n_i为第i簇射孔簇的射孔孔眼数，单位为个；D_perf为射孔簇的射孔直径，单位为m；C_d为流量系数，根据射孔磨损时间设置，取值范围在0.56-0.89之间，无单位；

受压裂液冲蚀作用的影响，D_perf、C_d随时间的磨损变化根据以下公式得到：

其中，C_pro_p为压裂液中支撑剂的浓度，单位为kg/m³；D_perf,(t-1)为上一时刻射簇的射孔直径，单位为m；

为射孔簇的射孔的最大流量系数，无单位；α与β为实验测量参数。

在一具体实施例中，例如，对于N80的套管和720kg/m³的支撑剂浓度，α为1.03×10^-13(单位m²·s/kg)，β为2.58×10^-8(单位m·s/kg)。

步骤S4，如果射孔簇的裂缝已经形成，根据相应的裂缝尺寸得到缝内摩阻。

其中，所述缝内摩阻根据以下公式得到：

其中，ΔP_w,i为第i簇射孔簇的缝内摩阻，即第i簇的缝内压力降低量，单位为Pa；Δl为缝长，单位为m；W_i为第i簇射孔簇裂缝的宽度，单位为m；μ为压裂液的粘度，单位为Pa·s；A_i为第i簇射孔簇裂缝的面积，单位为m²；Q_L,i为第i簇射孔簇中压裂液的滤失量，单位为m³/s；t为步长计算时间，单位为s；

射孔簇中压裂液的滤失量Q_L,i根据以下公式得到：

其中，C_L为储层的滤失系数，单位为m/s；t₀(x,y)为从不同位置开始滤失的时间，单位为s；t为步长计算时间，单位为s。

上述计算ΔP_w,i的公式，是通过

以及

合并得到的，在计算ΔP_w,i时，可以直接采用

进行计算；

其中，▽P_w,i为第i簇缝长l方向的压力降低量，单位为Pa；P_w,i为第i簇裂缝内的压力，单位为Pa；l为缝长，单位为m；

步骤S5，根据所述每个射孔簇的射孔摩阻、缝内摩阻，得到每个射孔簇的缝口压力。

缝口压力根据以下公式得到：

其中，P_i是第i簇射孔簇裂缝的缝口压力，单位为Pa；P_c,i是第i簇射孔位置的裂缝闭合压力，由测井解释获得，单位为Pa；ΔP_cf,i是第i簇到前一簇的沿程摩阻，单位为Pa；r为射孔簇的总数，单位为个；P_h,i是第i簇裂缝射孔位置的液柱净压力，单位为Pa。

其中，ΔP_cf,i、P_h,i分别根据以下公式得到：

P_h,i＝ρ_fgh_i；

其中，λ为沿程阻力系数，无量纲；L_i为井口到第i簇的井筒长度，单位为m；d_wf为井筒半径，单位为m；ρ_f为压裂液的密度，单位为kg/m³；v_i为压裂液到第i簇裂缝时在井筒内的平均流速，单位为m/s；g是重力加速度常数，单位为m/s²；h_i为第i簇的深度，单位为m。

步骤S6，根据所述应力值以及缝口压力，通过应力矩阵，联立压裂液的缝间流量分配模型与缝间干扰下的裂缝扩展模型，得到下一时刻射孔簇的液量及裂缝尺寸，并更新所述地质模型中受裂缝扩展影响的应力场的变化。

其中，应力矩阵为：

σ_ij为第i簇裂缝第j个点水平方向的主应力，单位为Pa；τ_ij为第i簇裂缝第j个点的切应力，单位为Pa；P_i为第i簇射孔簇裂缝的缝口压力，单位为Pa；F_far1、F_far2分别为射孔簇位置储层的主应力、切应力，单位为Pa。

步骤S7，从初始时刻开始，循环执行步骤S2-步骤S6，可以根据每个时刻对应的裂缝尺寸，依次得到每个时刻下每个射孔簇的裂缝长度，当某一时刻下，射孔簇的最长裂缝长度达到预设门槛值时，标记所述某一时刻为压裂结束时刻。

在一具体实施例中，以两口测井为例，两口测井之间的距离为200m，则可以设置门槛值为100m，当有一条裂缝成长至100m时，停止计算，视为压裂结束，标记这一时刻为压裂结束时刻。

步骤S8，通过调整压裂段内的射孔簇数及每个射孔簇的射孔数目，得到压裂结束时所有射孔簇的裂缝长度的标准差。

根据压裂结束时刻的所有裂缝长度，可以计算裂缝长度标准差，该标准差越小，则说明裂缝成长的情况接近，压裂段的射孔簇数和射孔数目设计方案效果较好。因此，可以通过调整压裂段内的射孔簇数及每个射孔簇的射孔数目，利用步骤S2-步骤S8，设计出多种储层压裂方案，并计算对应的标准差。

步骤S9，当所述标准差达到标准门槛值时，根据对应的压裂段内的射孔簇数及每个射孔簇的射孔数目生成储层压裂方案。

由于标准差达到标准门槛值，所以利用对应的射孔簇数及每个射孔簇的射孔数目设计出的方案都属于较佳的储层压裂方案。

在进行压裂方案设计时，一般采用非穷举的方式，射孔簇数可以取2-14簇，射孔数据可以取2-8个。通过前述步骤，可以对应得到一个或者几个较佳的储层压裂方案，这些压裂方案在实施时可以提高储层产能，并尽量采用较低的成本，保证一定的施工安全。而具体选择哪个进行现场储层压裂，则可以由工作人员根据储层实际情况进行选择。

此外，尽管在上述实施例及附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

为了对上述基于极限限流设计的压裂方法进行更为清楚的解释，下面结合一个具体的实施例来进行说明，然而值得注意的是该实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明不当的限定。

以某地区的储层为例。依据上述极限限流压裂设计下的多缝扩展数学模型，首先，针对不同簇间距(10m、20m和30m)进行了极限限流射孔方案的优化，以便在现场施工限制下最大限度地促进各簇裂缝的发育；继而，对比了三种簇间距下各最优极限限流射孔方案对全井段的改造效率和各自的施工成本，能够为指导现场施工奠定优化依据。目标地层的岩石力学参数与主要施工参数如表1所示。三种簇间距的设计如表2-表4所示，表2为簇间距为10m，簇数14个，簇射孔数为2、3、4个的极限限流射孔方案，表3为簇间距为20m，簇数7个，簇射孔数为5、4、3个的极限限流射孔方案，表4为簇间距为30m，簇数5个，簇射孔数为8、6、5个的极限限流射孔方案。

表1目标地层的岩石力学参数与主要施工参数

压裂段段长(m)	150
		杨氏模量(GPa)	37.69
泊松比	0.27
		最大主应力(MPa)	47.12
最小主应力(MPa)	40.17
		上覆应力(MPa)	52.30
泵入速度(m<sup>3</sup>/min)	10
		射孔直径(mm)	8

表2簇间距为10m，14个簇的极限限流射孔方案

表3簇间距为20m，7个簇的极限限流射孔方案

表4簇间距为30m，5个簇的极限限流射孔方案

在上表中，选出三种最佳的极限限流射孔方案：

1、簇间距10m，簇射孔数2个，射孔摩擦阻力为2000psi；如图2所示，为利用该压裂方案压裂30mins的裂缝扩展形态示意图。

2、簇间距20m，簇射孔数3个，射孔摩擦阻力为3500psi；如图3所示，为利用该压裂方案压裂30mins的裂缝扩展形态示意图。

3、簇间距30m，簇射孔数5个，射孔摩擦阻力为2500psi；如图4所示，为利用该压裂方案压裂30mins的裂缝扩展形态示意图。

在上述图2、图3及图4中，横、纵坐标单位为m，右侧为压强标识，单位为Pa。图像中横向靠近横轴0m的部分(颜色较浅)，为油气储层的主要分布区域，压强约为5×10⁷Pa，多个簇裂缝均分布在这一部分中，图中靠外围的浅色部分没有油气分布，压强约为0Pa。

对1120米的水平井进行了方案对比，测算了各方案下的施工成本与预期产能，如表5所示，能够指导现场最终方案的制定与优化。

表5各射孔方案经济与工艺对比

在得到表5的储层压裂方案后，工作人员可以根据实际储层的情况，进行储层压裂方案的选择。从表5中可以看出，相比较原方案，方案一成本节省了195万元，产能提高了50％，属于限压极限的方案；方案二成本节省了155万元，产能提高35％，属于安全可行的方案；方案三成本节省了115万元，产能提高20％，也属于安全可行的方案。工作人员一般可以考虑选择方案二或者方案三。

基于同一发明构思，本发明还提出了一种基于极限限流设计的压裂系统，如图5所示，该系统包括：

数据获取模块100，用于获取测井数据及岩心测试数据，建立地质模型；

应力值计算模块200，用于在一时刻下，根据所述测井数据及岩心测试数据，更新所述地质模型中受裂缝扩展影响的应力场的变化，得到应力值；

射孔摩阻计算模块300，用于根据每个射孔簇的液量，得到每个射孔簇的射孔摩阻；

缝内摩阻计算模块400，用于在射孔簇的裂缝已经形成的情况下，根据相应的裂缝尺寸得到缝内摩阻；

缝口压力计算模块500，用于根据所述每个射孔簇的射孔摩阻、缝内摩阻，得到每个射孔簇的缝口压力；

模型联立模块600，用于根据所述应力值以及缝口压力，通过应力矩阵，联立压裂液的缝间流量分配模型与缝间干扰下的裂缝扩展模型，得到下一时刻射孔簇的液量及裂缝尺寸，并更新所述地质模型中受裂缝扩展影响的应力场的变化；

裂缝长度计算模块700，用于从初始时刻开始，根据每个时刻对应的裂缝尺寸，依次得到每个射孔簇的裂缝长度，当某一时刻下，射孔簇的最长裂缝长度达到预设门槛值时，标记所述某一时刻为压裂结束时刻；

标准差计算模块800，用于通过调整压裂段内的射孔簇数及每个射孔簇的射孔数目，得到压裂结束时所有射孔簇的裂缝长度的标准差；

压裂方案生成模块900，用于在所述标准差达到标准门槛值时，根据对应的压裂段内的射孔簇数及每个射孔簇的射孔数目生成储层压裂方案。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了基于极限限流设计的压裂系统的若干模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。

基于同一发明构思，本发明还提出了一种计算机设备，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前述基于极限限流设计的压裂方法。

基于同一发明构思，本发明还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行前述基于极限限流设计的压裂方法的计算机程序。

本发明提出的基于极限限流设计的压裂方法及系统是一种利用了极限限流法的水力压裂方案，有利于致密储层水平井中、长压裂段内的多簇裂缝均匀发育，通过耦合射孔冲蚀模型、压裂液流量分配模型与多簇裂缝干扰下的三维扩展模型，能够在考虑多缝间应力干扰影响和炮眼冲蚀影响，使各簇裂缝流量分配不均与裂缝发育不均的情况下，最大程度地减少并优化压裂段内各射孔簇的射孔数目，提高井筒净压力以克服沿井筒方向裂缝起裂的非均质性，从而最大限度地开启各簇裂缝，实现长压裂段内各簇裂缝的均匀改造，最大程度地暴露产层。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

Claims (5)

1.一种基于极限限流设计的压裂方法，其特征在于，该方法包括：

步骤S1，获取测井数据及岩心测试数据，建立地质模型；

步骤S2，在一时刻下，根据所述测井数据及岩心测试数据，更新所述地质模型中受裂缝扩展影响的应力场的变化，得到应力值；

步骤S3，根据每个射孔簇的液量，得到每个射孔簇的射孔摩阻；其中，

在初始时刻下，根据每个射孔簇内的射孔数目，平均分配每个射孔簇的液量，得到初始时刻下的每个射孔簇的射孔摩阻；

在初始时刻以后的时刻，利用上一时刻射孔簇的射孔直径获取下一时刻的液量，进而得到每个射孔簇的射孔摩阻；

所述每个射孔簇的射孔摩阻根据以下公式得到：

其中，ΔP_perf,i为第i簇射孔簇的射孔摩阻，单位为Pa；Q_i为第i簇射孔簇的分配的液量，单位为m³；ρ_f为压裂液的密度，单位为kg/m³；n_i为第i簇射孔簇的射孔孔眼数，单位为个；D_perf为射孔簇的射孔直径，单位为m；C_d为流量系数，根据射孔磨损时间设置，取值范围在0.56-0.89之间，无单位；

受压裂液冲蚀作用的影响，D_perf、C_d随时间的磨损变化根据以下公式得到：

其中，C_prop为压裂液中支撑剂的浓度，单位为kg/m³；D_perf,(t-1)为上一时刻射孔簇的射孔直径，单位为m；

为射孔簇的射孔的最大流量系数，无单位；α与β为实验测量参数；

步骤S4，如果射孔簇的裂缝已经形成，根据相应的裂缝尺寸得到缝内摩阻；其中，所述缝内摩阻根据以下公式得到：

其中，ΔP_w,i为第i簇射孔簇的缝内摩阻，单位为Pa；Δl为缝长，单位为m；W_i为第i簇射孔簇裂缝的宽度，单位为m；μ为压裂液的粘度，单位为Pa·s；A_i为第i簇射孔簇裂缝的面积，单位为m²；Q_L,i为第i簇射孔簇中压裂液的滤失量，单位为m³/s；t为步长计算时间，单位为s；

射孔簇中压裂液的滤失量Q_L,i根据以下公式得到：

其中，C_L为储层的滤失系数，单位为m/s；t₀(x,y)为从不同位置开始滤失的时间，单位为s；t为步长计算时间，单位为s；

步骤S5，根据所述每个射孔簇的射孔摩阻、缝内摩阻，得到每个射孔簇的缝口压力；其中，缝口压力根据以下公式得到：

其中，P_i是第i簇射孔簇裂缝的缝口压力，单位为Pa；P_c,i是第i簇射孔位置的裂缝闭合压力，由测井解释获得，单位为Pa；ΔP_cf,i是第i簇到前一簇的沿程摩阻，单位为Pa；r为射孔簇的总数，单位为个；P_h,i是第i簇裂缝射孔位置的液柱净压力，单位为Pa；

其中，ΔP_cf,i、P_h,i分别根据以下公式得到：

P_h,i＝ρ_fgh_i；

其中，λ为沿程阻力系数，无量纲；L_i为井口到第i簇的井筒长度，单位为m；d_wf为井筒半径，单位为m；ρ_f为压裂液的密度，单位为kg/m³；v_i为压裂液到第i簇裂缝时在井筒内的平均流速，单位为m/s；g是重力加速度常数，单位为m/s²；h_i为第i簇的深度，单位为m；

步骤S6，根据所述应力值以及缝口压力，通过应力矩阵，联立压裂液的缝间流量分配模型与缝间干扰下的裂缝扩展模型，得到下一时刻射孔簇的液量及裂缝尺寸，并更新所述地质模型中受裂缝扩展影响的应力场的变化；

步骤S7，从初始时刻开始，根据每个时刻对应的裂缝尺寸，依次得到每个射孔簇的裂缝长度，当某一时刻下，射孔簇的最长裂缝长度达到预设门槛值时，标记所述某一时刻为压裂结束时刻；

步骤S8，通过调整压裂段内的射孔簇数及每个射孔簇的射孔数目，得到压裂结束时所有射孔簇的裂缝长度的标准差；

步骤S9，当所述标准差达到标准门槛值时，根据对应的压裂段内的射孔簇数及每个射孔簇的射孔数目生成储层压裂方案。

2.根据权利要求1所述的基于极限限流设计的压裂方法，其特征在于，在一时刻下，根据所述测井数据、岩心测试数据，更新所述地质模型中受裂缝扩展影响的应力场的变化，得到应力值，其中，所述应力值根据以下公式得到：

σ_xx＝2GD_x(2f_,xy+yf_,xyy)+2GD_y(f_,xy+yf_,xyy)；

σ_yy＝2GD_x(-yf_,xyy)+2GD_y(f_,yy-yf_,yyy)；

σ_xy＝2GD_x(2f_,yy+yf_,yyy)+2GD_y(-yf_,xyy)；

其中，σ_xx、σ_yy、σ_xy分别表示X方向正应力、Y方向正应力、XY方向切应力，单位为Pa；G为剪切模量，单位为Pa；D_x、D_y分别表示X、Y方向的位移，单位为m；f_,xy、f_,yy、f_,xyy、f_,yyy分别表示格林函数的不同方向导数；y为Y方向距离参考点的长度，单位m；

剪切模量G根据以下公式得到：

其中，E为弹性模量，单位为Pa；ν为泊松比，无量纲；

X、Y方向的位移D_x、D_y根据以下公式得到：

D_x＝2a×cosθ；

D_y＝2a×sinθ；

其中，θ为裂缝扩展的角度，单位为°；a为裂缝扩展时步长的一半，单位为m；

裂缝扩展的角度θ根据以下公式得到：

其中，θ为裂缝扩展角度，单位为°；K₁、K₂分别根据以下公式得到：

其中，D_n、D_s分别表示径向、切向的位移，单位为m；

格林函数的不同方向导数f_,xy、f_,yy、f_,xyy、f_,yyy分别根据以下公式得到：

其中，a为裂缝扩展时步长的一半，单位为m；x、y分别为X或Y方向距离参考点的长度，单位m。

3.根据权利要求2所述的基于极限限流设计的压裂方法，其特征在于，根据所述应力值以及缝口压力P_i，通过应力矩阵，联立压裂液的缝间流量分配模型与缝间干扰下的裂缝扩展模型，得到下一时刻射孔簇的液量及裂缝尺寸，并更新所述地质模型中受裂缝扩展影响的应力场的变化，其中，应力矩阵为：

σ_ij为第i簇裂缝第j个点水平方向的主应力，单位为Pa；τ_ij为第i簇裂缝第j个点的切应力，单位为Pa；P_i为第i簇射孔簇裂缝的缝口压力，单位为Pa；F_far1、F_far2分别为射孔簇位置储层的主应力、切应力，单位为Pa。

4.一种基于极限限流设计的压裂系统，其特征在于，该系统包括：

数据获取模块，用于获取测井数据及岩心测试数据，建立地质模型；

应力值计算模块，用于在一时刻下，根据所述测井数据及岩心测试数据，更新所述地质模型中受裂缝扩展影响的应力场的变化，得到应力值；

射孔摩阻计算模块，用于根据每个射孔簇的液量，得到每个射孔簇的射孔摩阻；其中，

在初始时刻下，根据每个射孔簇内的射孔数目，平均分配每个射孔簇的液量，得到初始时刻下的每个射孔簇的射孔摩阻；

在初始时刻以后的时刻，利用上一时刻射孔簇的射孔直径获取下一时刻的液量，进而得到每个射孔簇的射孔摩阻；

所述每个射孔簇的射孔摩阻根据以下公式得到：

其中，ΔP_perf,i为第i簇射孔簇的射孔摩阻，单位为Pa；Q_i为第i簇射孔簇的分配的液量，单位为m³；ρ_f为压裂液的密度，单位为kg/m³；n_i为第i簇射孔簇的射孔孔眼数，单位为个；D_perf为射孔簇的射孔直径，单位为m；C_d为流量系数，根据射孔磨损时间设置，取值范围在0.56-0.89之间，无单位；

受压裂液冲蚀作用的影响，D_perf、C_d随时间的磨损变化根据以下公式得到：

其中，C_prop为压裂液中支撑剂的浓度，单位为kg/m³；D_perf,(t-1)为上一时刻射孔簇的射孔直径，单位为m；

为射孔簇的射孔的最大流量系数，无单位；α与β为实验测量参数；

缝内摩阻计算模块，用于在射孔簇的裂缝已经形成的情况下，根据相应的裂缝尺寸得到缝内摩阻；其中，所述缝内摩阻根据以下公式得到：

其中，ΔP_w,i为第i簇射孔簇的缝内摩阻，单位为Pa；Δl为缝长，单位为m；W_i为第i簇射孔簇裂缝的宽度，单位为m；μ为压裂液的粘度，单位为Pa·s；A_i为第i簇射孔簇裂缝的面积，单位为m²；Q_L,i为第i簇射孔簇中压裂液的滤失量，单位为m³/s；t为步长计算时间，单位为s；

射孔簇中压裂液的滤失量Q_L,i根据以下公式得到：

其中，C_L为储层的滤失系数，单位为m/s；t₀(x,y)为从不同位置开始滤失的时间，单位为s；t为步长计算时间，单位为s；

缝口压力计算模块，用于根据所述每个射孔簇的射孔摩阻、缝内摩阻，得到每个射孔簇的缝口压力；其中，缝口压力根据以下公式得到：

其中，P_i是第i簇射孔簇裂缝的缝口压力，单位为Pa；P_c,i是第i簇射孔位置的裂缝闭合压力，由测井解释获得，单位为Pa；ΔP_cf,i是第i簇到前一簇的沿程摩阻，单位为Pa；r为射孔簇的总数，单位为个；P_h,i是第i簇裂缝射孔位置的液柱净压力，单位为Pa；

其中，ΔP_cf,i、P_h,i分别根据以下公式得到：

P_h,i＝ρ_fgh_i；

其中，λ为沿程阻力系数，无量纲；L_i为井口到第i簇的井筒长度，单位为m；d_wf为井筒半径，单位为m；ρ_f为压裂液的密度，单位为kg/m³；v_i为压裂液到第i簇裂缝时在井筒内的平均流速，单位为m/s；g是重力加速度常数，单位为m/s²；h_i为第i簇的深度，单位为m；

模型联立模块，用于根据所述应力值以及缝口压力，通过应力矩阵，联立压裂液的缝间流量分配模型与缝间干扰下的裂缝扩展模型，得到下一时刻射孔簇的液量及裂缝尺寸，并更新所述地质模型中受裂缝扩展影响的应力场的变化；

裂缝长度计算模块，用于从初始时刻开始，根据每个时刻对应的裂缝尺寸，依次得到每个射孔簇的裂缝长度，当某一时刻下，射孔簇的最长裂缝长度达到预设门槛值时，标记所述某一时刻为压裂结束时刻；

标准差计算模块，用于通过调整压裂段内的射孔簇数及每个射孔簇的射孔数目，得到压裂结束时所有射孔簇的裂缝长度的标准差；

压裂方案生成模块，用于在所述标准差达到标准门槛值时，根据对应的压裂段内的射孔簇数及每个射孔簇的射孔数目生成储层压裂方案。

5.一种计算机设备，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权利要求1至3任一所述方法。

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