CN111814318A - 一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法 - Google Patents

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CN111814318A CN202010575493.7A CN202010575493A CN111814318A CN 111814318 A CN111814318 A CN 111814318A CN 202010575493 A CN202010575493 A CN 202010575493A CN 111814318 A CN111814318 A CN 111814318A
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Abstract

一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法，包括：获取致密油藏地质开发资料，通过致密油藏地质开发资料建立分段压裂水平井开发数值模拟模型；改变水平井开发数值模拟模型中裂缝间距与裂缝导流能力的参数组合值，计算当前参数组合值下的有效生产时间与有效累产油量；建立致密油藏分段压裂水平井的日均产油能力与压裂增产潜力因子的关系曲线；根据致密油藏分段压裂水平井的日均产油能力设计值，确定分段压裂水平井的裂缝间距与裂缝导流能力参数组合值。本发明能快速准确地确定与致密油藏分段压裂水平井日均产油能力设计值相匹配的裂缝间距与裂缝导流能力组合方案，有利于提高致密油藏水平井分段压裂设计效率。

Description

一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法
技术领域
本发明涉及油气田开发技术领域，特别涉及一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法。
背景技术
我国致密油藏资源丰富，在松辽、鄂尔多斯、四川盆地等广泛分布。通常认为致密油开发最有效的方式是水平井多级压裂改造，而要保证压裂增产效果，需要在现场施工前提供完善的压裂施工设计方案。在众多设计参数中，裂缝间距与裂缝导流能力的选取对水平井分段压裂设计的改造效果以及压后生产效益具有重要影响。
现有技术中，申请号201410168072.7的发明专利公开了一种分段压裂水平井注水开发裂缝间距及井距确定方法，该方法通过将合理的裂缝间距、井距均与极限控制半径建立数学关系，确定分段压裂水平井合理的裂缝间距和井距；申请号201510570285.7的发明专利公开了一种确定水平井人工裂缝间距的方法及装置，该方法通过求解水平井人工裂缝间距的数学模型，确定水平井人工裂缝间距；申请号201510697400.7的发明专利公开了一种优化水平井分段压裂参数的方法和装置，该方法基于脆性参数和总有机碳含量参数以及裂缝展布特征和水平应力差异比，优化工区的分段压裂参数；申请号201811019267.X的发明专利公开了一种基于压裂潜力的待压裂水平井压裂设计方法和装置，该方法通过确定裂缝导流能力值与压裂潜力值的第一对应关系和裂缝半长与压裂潜力值的第二对应关系，确定对应的预测净现值最高的候选设计为待压裂水平井的压裂位置设计方案。
然而，目前已有的分段压裂裂缝参数设计方法多是针对具体待压裂水平井的方案优化设计，缺少区块乃至同类油藏的普适性，而且多需要通过复杂的数学模型求解实现，对于现场普通设计人员而言具有较高的应用难度，压裂设计效率较低。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法。
一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法，包括：
S100.获取致密油藏地质开发资料，通过致密油藏地质开发资料建立分段压裂水平井开发数值模拟模型；
S200.改变水平井开发数值模拟模型中裂缝间距与裂缝导流能力的参数组合值，计算当前参数组合值下的有效生产时间与有效累产油量；
S300.建立致密油藏分段压裂水平井的日均产油能力与压裂增产潜力因子的关系曲线；
S400.据致密油藏分段压裂水平井的日均产油能力设计值，确定分段压裂水平井的裂缝间距与裂缝导流能力参数组合值。
进一步地，S100中，致密油藏地质开发资料包括：目标区块储层构造参数、储层物性参数以及流体物性参数。
进一步地，目标区块储层构造参数至少包括：顶部构造、埋深、隔夹层以及断层分布数据。
进一步地，储层物性参数至少包括：地层压力、地层温度、砂体厚度、有效厚度、渗透率、孔隙度、含油饱和度分布数据以及岩石压缩系数。
进一步地，流体物性参数至少包括：原油粘度、原油密度、原油体积系数、原油压缩系数、原油饱和压力、水相粘度、水相密度、水相体积系数、水相压缩系数、相对渗透率曲线以及毛细管压力曲线。
进一步地，S200中，有效生产时间为水平井分段压裂后开井生产至日产油量低于2m3/d时统计的累计生产时间；有效累产油量为水平井分段压裂后开井生产至日产油量低于2m3/d时统计的累计产油量。
进一步地，S300具体步骤为：
S301.计算致密油藏分段压裂水平井在不同典型裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的压裂增产潜力因子值，压裂增产潜力因子值计算公式如下：
Figure BDA0002550813220000031
其中：Pfrac表示第i种裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的压裂增产因子，单位为mD；FCDi表示第i种裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的压裂缝导流能力，单位为mD·m；ΔLi—第i种裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的压裂缝间距，单位为m；i＝1,2,3,…,n；n表示典型的裂缝间距与裂缝导流能力参数组合数目。
S302：根据不同典型的裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的有效累产油量和有效生产时间计算当前参数组合下的日均产油能力值，采用计算公式如下：
Figure BDA0002550813220000032
其中：Qoai表示第i种裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的日均产油能力值，m3/d；Coei—第i种裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的有效累产油量，单位为m3；Tei—第i种裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的有效生产时间，单位为d，i＝1,2,3,…,n；n表示典型的裂缝间距与裂缝导流能力参数组合数目；
S303：在二维坐标系中，以计算的压裂增产潜力因子Pfraci为横坐标，以计算的日均产油能力Qoai为纵坐标，绘制(Pfraci，Qoai)散点图，通过对数拟合曲线建立致密油藏分段压裂水平井的日均产油能力与压裂增产潜力因子关系式，(Pfraci，Qoai)散点拟合曲线关系式为：
Qoa＝a ln Pfrac+b
其中：Qoa表示日均产油能力，单位为m3/d；Pfrac表示压裂增产因子，单位为mD；a、b为拟合系数。
进一步地，S400具体方法为：根据S300建立的日均产油能力与压裂增产潜力因子关系，通过致密油藏分段压裂水平井的日均产油能力设计值，确定对应的压裂增产潜力因子，然后通过压裂增产潜力因子与压裂缝间距和压裂缝导流能力值关系式，确定分段压裂水平井的裂缝间距与裂缝导流能力参数组合值，其中，压裂增产潜力因子与压裂缝间距和压裂缝导流能力值关系式为：
FCD＝Pfrac×ΔL
其中：ΔL表示设计的裂缝间距，单位为m；FCD表示设计的裂缝导流能力，单位为mD·m。
进一步地，(Pfraci，Qoai)散点拟合曲线关系式为：
Qoa＝2.5078ln Pfrac+2.6502
进一步地，S100中，通过CMG-IMEX模拟器建立分段压裂水平井开发数值模拟模型。
本发明的有益效果是：
本发明提供一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法，通过不同典型的裂缝间距与裂缝导流能力的参数组合值，建立致密油藏分段压裂水平井日均产油能力与压裂增产潜力因子的关系曲线，快速准确地确定与致密油藏分段压裂水平井日均产油能力设计值相匹配的裂缝间距与裂缝导流能力组合方案，有利于提高致密油藏水平井分段压裂设计效率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例1中，一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法流程图；
图2为本发明实施例1中，建立致密油藏分段压裂水平井的日均产油能力与压裂增产潜力因子的关系曲线流程图；
图3为本发明实施例1中，致密油藏分段压裂水平井日均产油能力与压裂增产潜力因子拟合曲线图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例1
本实施例公开了一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法，包括：
S100.获取致密油藏地质开发资料，通过致密油藏地质开发资料建立分段压裂水平井开发数值模拟模型。
具体的，地质开发资料包括目标区块储层构造参数、储层物性参数以及流体物性参数；构造参数包括顶部构造、埋深、隔夹层、断层分布数据；储层物性参数包括地层压力、地层温度、砂体厚度、有效厚度、渗透率、孔隙度、含油饱和度分布数据以及岩石压缩系数；流体物性参数包括原油粘度、原油密度、原油体积系数、原油压缩系数、原油饱和压力、水相粘度、水相密度、水相体积系数、水相压缩系数、相对渗透率曲线、毛细管压力曲线；地质开发资料还包括目标区块开发方案设计的井口坐标、水平井进尺、井眼轨迹、分段射孔位置、裂缝间距、裂缝半长、裂缝宽度、裂缝导流能力，以及动态生产过程中的产液量、产油量、产水量、井底压力变化数据；在一些优选实施例中，通过CMG-IMEX模拟器建立分段压裂水平井开发数值模拟模型。
S200.改变水平井开发数值模拟模型中裂缝间距与裂缝导流能力的参数组合值，计算当前参数组合值下的有效生产时间与有效累产油量；具体的，在致密油藏水平井分段压裂开发数值模拟模型的其它参数保持不变的基础上，改变裂缝间距与裂缝导流能力参数组合值，代入分段压裂水平井开发数值模拟模型中，计算不同典型的裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的有效生产时间与有效累产油量。
在一些优选实施例中，有效生产时间为水平井分段压裂后开井生产至日产油量低于2m3/d时统计的累计生产时间；有效累产油量为水平井分段压裂后开井生产至日产油量低于2m3/d时统计的累计产油量。
S300.建立致密油藏分段压裂水平井的日均产油能力与压裂增产潜力因子的关系曲线。其中，S300具体步骤为：
S301.计算致密油藏分段压裂水平井在不同典型裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的压裂增产潜力因子值，压裂增产潜力因子值计算公式如下：
Figure BDA0002550813220000071
其中：Pfrac表示第i种裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的压裂增产因子，单位为mD；FCDi表示第i种裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的压裂缝导流能力，单位为mD·m；ΔLi—第i种裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的压裂缝间距，单位为m；i＝1,2,3,…,n；n表示典型的裂缝间距与裂缝导流能力参数组合数目。
S302：根据不同典型的裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的有效累产油量和有效生产时间计算当前参数组合下的日均产油能力值，采用计算公式如下：
Figure BDA0002550813220000072
其中：Qoai表示第i种裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的日均产油能力值，m3/d；Coei—第i种裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的有效累产油量，单位为m3；Tei—第i种裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的有效生产时间，单位为d，i＝1,2,3,…,n；n表示典型的裂缝间距与裂缝导流能力参数组合数目。
S303：在二维坐标系中，以计算的压裂增产潜力因子Pfraci为横坐标，以计算的日均产油能力Qoai为纵坐标，绘制(Pfraci，Qoai)散点图，通过对数拟合曲线建立致密油藏分段压裂水平井的日均产油能力与压裂增产潜力因子关系式，(Pfraci，Qoai)散点拟合曲线关系式为：
Qoa＝a ln Pfrac+b (3)
其中：Qoa表示日均产油能力，单位为m3/d；Pfrac表示压裂增产因子，单位为mD；a、b为拟合系数。
在一些优选实施例中，压裂增产潜力因子Pfraci和日均产油能力Qoai拟合曲线关系式为：
Qoa＝2.5078ln Pfrac+2.6502
S400.据致密油藏分段压裂水平井的日均产油能力设计值，确定分段压裂水平井的裂缝间距与裂缝导流能力参数组合值。
在一些优选实施例中，S400具体方法为：根据S300建立的日均产油能力Qoai与压裂增产潜力因子关系，通过致密油藏分段压裂水平井的日均产油能力设计值，确定对应的压裂增产潜力因子，然后通过压裂增产潜力因子与压裂缝间距和压裂缝导流能力值关系式，确定分段压裂水平井的裂缝间距与裂缝导流能力参数组合值，其中，压裂增产潜力因子与压裂缝间距和压裂缝导流能力值关系式为：
FCD＝Pfrac×ΔL (4)
其中：ΔL表示设计的裂缝间距，单位为m；FCD表示设计的裂缝导流能力，单位为mD·m。
在一些优选实施例中，根据致密油藏分段压裂水平井的日均产油能力设计值，确定对应的压裂增产潜力因子，在进一步给定压裂缝间距ΔL的条件下，可根据公式4确定相应的压裂缝导流能力值FCD。
本实施例提供一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法，通过不同典型的裂缝间距与裂缝导流能力的参数组合值，建立致密油藏分段压裂水平井日均产油能力与压裂增产潜力因子的关系曲线，快速准确地确定与致密油藏分段压裂水平井日均产油能力设计值相匹配的裂缝间距与裂缝导流能力组合方案，有利于提高致密油藏水平井分段压裂设计效率。
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于的特定顺序或层次。
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

Claims (10)

1.一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法，其特征在于，包括：
S100.获取致密油藏地质开发资料，通过致密油藏地质开发资料建立分段压裂水平井开发数值模拟模型；
S200.改变水平井开发数值模拟模型中裂缝间距与裂缝导流能力的参数组合值，计算当前参数组合值下的有效生产时间与有效累产油量；
S300.建立致密油藏分段压裂水平井的日均产油能力与压裂增产潜力因子的关系曲线；
S400.根据致密油藏分段压裂水平井的日均产油能力设计值，确定分段压裂水平井的裂缝间距与裂缝导流能力参数组合值。
2.如权利要求1的一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法，其特征在于，S100中，致密油藏地质开发资料包括：目标区块储层构造参数、储层物性参数以及流体物性参数。
3.如权利要求2的一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法，其特征在于，目标区块储层构造参数至少包括：顶部构造、埋深、隔夹层以及断层分布数据。
4.如权利要求2的一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法，其特征在于，储层物性参数至少包括：地层压力、地层温度、砂体厚度、有效厚度、渗透率、孔隙度、含油饱和度分布数据以及岩石压缩系数。
5.如权利要求2的一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法，其特征在于，流体物性参数至少包括：原油粘度、原油密度、原油体积系数、原油压缩系数、原油饱和压力、水相粘度、水相密度、水相体积系数、水相压缩系数、相对渗透率曲线以及毛细管压力曲线。
6.如权利要求1的一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法，其特征在于，S200中，有效生产时间为水平井分段压裂后开井生产至日产油量低于2m3/d时统计的累计生产时间；有效累产油量为水平井分段压裂后开井生产至日产油量低于2m3/d时统计的累计产油量。
7.如权利要求1的一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法，其特征在于，S300具体步骤为：
S301.计算致密油藏分段压裂水平井在不同典型裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的压裂增产潜力因子值，压裂增产潜力因子值计算公式如下：
Figure FDA0002550813210000021
其中：Pfrac表示第i种裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的压裂增产因子，单位为mD；FCDi表示第i种裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的压裂缝导流能力，单位为mD·m；ΔLi—第i种裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的压裂缝间距，单位为m；i＝1,2,3,…,n；n表示典型的裂缝间距与裂缝导流能力参数组合数目；
S302：根据不同典型的裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的有效累产油量和有效生产时间计算当前参数组合下的日均产油能力值，采用计算公式如下：
Figure FDA0002550813210000022
其中：Qoai表示第i种裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的日均产油能力值，m3/d；Coei—第i种裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的有效累产油量，单位为m3；Tei—第i种裂缝间距与裂缝导流能力参数组合下的有效生产时间，单位为d，i＝1,2,3,…,n；n表示典型的裂缝间距与裂缝导流能力参数组合数目；
S303：在二维坐标系中，以计算的压裂增产潜力因子Pfraci为横坐标，以计算的日均产油能力Qoai为纵坐标，绘制(Pfraci，Qoai)散点图，通过对数拟合曲线建立致密油藏分段压裂水平井的日均产油能力与压裂增产潜力因子关系式，(Pfraci，Qoai)散点拟合曲线关系式为：
Qoa＝a ln Pfrac+b
其中：Qoa表示日均产油能力，单位为m3/d；Pfrac表示压裂增产因子，单位为mD；a、b为拟合系数。
8.如权利要求1的一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法，其特征在于，S400具体方法为：根据S300建立的日均产油能力与压裂增产潜力因子关系，通过致密油藏分段压裂水平井的日均产油能力设计值，确定对应的压裂增产潜力因子，然后通过压裂增产潜力因子与压裂缝间距和压裂缝导流能力值关系式，确定分段压裂水平井的裂缝间距与裂缝导流能力参数组合值，其中，压裂增产潜力因子与压裂缝间距和压裂缝导流能力值关系式为：
FCD＝Pfrac×ΔL
其中：ΔL表示设计的裂缝间距，单位为m；FCD表示设计的裂缝导流能力，单位为mD·m。
9.如权利要求7的一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法，其特征在于，(Pfraci，Qoai)散点拟合曲线关系式为：
Qoa＝2.5078ln Pfrac+2.6502。
10.如权利要求1的一种致密油藏水平井分段压裂裂缝参数设计方法，其特征在于，S100中，通过CMG-IMEX模拟器建立分段压裂水平井开发数值模拟模型。
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