CN112836446B - 一种致密储层水平井分簇限流布孔优化设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种致密储层水平井分簇限流布孔优化设计方法，包括以下步骤：S1采集基础岩石力学参数、最小水平地应力参数及压裂施工工程参数值；S2建立多射孔簇位置压裂裂缝扩展模型，模拟均匀布孔多簇裂缝扩展裂缝形态；S3模拟多簇裂缝扩展形态下的诱导应力场分布和多簇裂缝扩展均匀程度指标定量表征；S4建立段内多簇压力和流量分配关系及无磨蚀条件分簇限流布孔数优化模型；S5设计射孔孔眼磨蚀情况下的分簇限流布孔数；S6验证分簇限流布孔优化后裂缝扩展效果。本发明能有效避免无效射孔簇的产生，提高多簇压裂井的射孔簇效率。对科学设计致密油气藏分簇限流布孔优化设计方案、高效经济开发致密油藏具有重要意义。

Description

一种致密储层水平井分簇限流布孔优化设计方法

技术领域

本发明涉及石油与天然气开发技术领域，尤其涉及一种致密储层水平井分簇限流布孔优化设计方法

背景技术

我国致密油气藏勘探开发潜力巨大，段内多簇布孔数对多簇裂缝延伸和储层改造有重要影响。当前水平井多段压裂逐渐发展成为密集分段多簇压裂，通过不断减小射孔簇间距密集切割进而增大多簇压裂改造体积。而密集切割易造成压裂段中各射孔簇位置的起裂裂缝后并非同时扩展，部分裂缝起裂后过早停止延伸，使得射孔簇位置无法形成有效延伸裂缝或裂缝宽度不足，导致支撑剂运移过程中造成砂堵，无法有效支撑裂缝，这都极大的制约了压裂完井的射孔簇效率。而分簇限流射孔可以有效减缓诱导应力场在密集间距下的负面效应，促使射孔位置延伸出的压裂缝尽可能均匀向地层深部扩展，孔眼摩阻可以平衡簇间诱导应力干扰应力，且当射孔簇压降与簇间裂缝的诱导应力大小在相近的数量级别时，多簇裂缝延伸形态较均匀。

因此，当前通过段内分簇限流布孔合理优化较小间距下的多簇裂缝扩展形态变的尤为重要。

然而在当前针对分簇射孔参数的研究中仍未充分讨论射孔参数优化工程实践方法：(1)通过分簇限流射孔来维持簇间应力差异下多簇均匀进液量仍然缺乏合理的分簇限流布孔的定量优化方法。分簇限流射孔或是极限限流射孔等工艺来促进多簇裂缝同时起裂延伸，且现场可操作性强，但当前针对分簇限流射孔只有定性认识，即在同一压裂级内，中部少布孔，两边相对多布孔的布孔方式，或采用整体降低段内各簇布孔数的方式，然而都缺乏合理的定量优化设计方法。(2)仅针对等间距布簇模式下的分簇限流布孔数优化，分簇限流射孔簇参数优化时未考虑各射孔簇间原地应力的差异，未能考虑多簇裂缝延伸对诱导应力场影响、以及原地应力与诱导应力共同作用下的簇间裂缝扩展的影响。

发明内容

为了解决射孔参数优化工程中缺乏合理的定量优化设计方法，未考虑各射孔簇间原地应力的差异，未能考虑多簇裂缝延伸对诱导应力场影响、以及原地应力与诱导应力共同作用下的簇间裂缝扩展的影响的问题，本发明提供一种致密储层水平井分簇限流布孔优化设计方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1采集基础岩石力学参数、最小水平地应力参数及压裂施工工程参数值；

S2建立多射孔簇位置压裂裂缝扩展模型，模拟均匀布孔多簇裂缝扩展裂缝形态；

S3模拟多簇裂缝扩展形态下的诱导应力场分布和多簇裂缝扩展均匀程度指标定量表征；

S4建立段内多簇压力和流量分配关系及无磨蚀条件分簇限流布孔数优化模型；

S5设计射孔孔眼磨蚀情况下的分簇限流布孔数；

S6验证分簇限流布孔优化后裂缝扩展效果。

进一步的，所述步骤S4中，分簇限流设计射孔孔眼无磨蚀射孔数目设计包括：

利用射孔簇位置的射孔孔眼摩阻来调整局部限流摩阻平衡多簇裂缝间的应力差异造成的多簇进液量不均匀的影响；

较短簇间距时忽略井筒摩阻，裂缝诱导后的最小水平地应力差值等于孔眼摩阻之差。

进一步的，所述步骤S4中，分簇限流设计射孔孔眼无磨蚀射孔数目设计包括：

射孔孔眼摩阻表示为：

式中：D_en,i为射孔密度，单位为孔/m；L_c,i为射孔簇长度，单位为m；d_per为射孔孔眼直径，单位为m；C_p，i为射孔孔眼流量系数，无量纲；ρ为压裂液密度，单位为kg/m³；q_i为流经射孔孔眼流量，单位为m³/s；

采用以下公式表示压裂过程中多簇裂缝的进液量体积：

若段内射孔为三簇射孔，多簇裂缝间的压力平衡关系式为：

p_m1+p_perf1＝p_m2+p_perf2+p_L12

p_m2+p_perf2＝p_m3+p_perf3+p_L23

簇间诱导应力时表示为：

δ|Δσ_h+Δσ_in|＝p_per1-p_per2

δ|(σ_h2+σ_in2)-(σ_h1+σ_in1)+p_L12|＝p_per1-p_per2

q₁＝q₂＝q₃＝Q/3，

σ_h为最小水平主应力，单位为MPa。

q₁,q₂,q₃分别表示多簇均匀扩展各簇进液量，Q表示总进液量,单位为m³/s。

将以上关系式转化为：

式中：p_m1为第一个射孔簇位置缝口压力，单位为MPa；p_m2为第二个射孔簇位置缝口压力，p_m3为第三个射孔簇位置缝口压力，单位为MPa；p_perf1为第一个射孔簇位置的孔眼摩阻，单位为MPa；p_perf2为第二个射孔簇位置的孔眼摩阻，单位为MPa；p_perf3为第三个射孔簇位置的孔眼摩阻，单位为MPa；p_per为第i簇射孔位置的孔眼摩阻，单位为MPa；σ_in为多簇裂缝在该射孔簇位置产生的沿着最小水平主应力方向的诱导应力值，单位为MPa；p_L为簇间沿程摩阻，单位为MPa；δ为相对优势裂缝判别系数，当第一簇相对于第二簇为优势簇时，则δ取1，反之取-1；当第一簇相对于第三簇为优势簇时，则δ取1，反之取-1；n₁为第一个射孔簇射孔数，n₂为第二个射孔簇射孔数，n₃为第三个射孔簇射孔数。C_p为射孔孔眼流量系数，无量纲。

当考虑孔眼磨蚀影响时，所需优化布孔数在不考虑磨蚀的限流射孔孔数基础上，统一乘以磨蚀影响系数ζ_err；

孔眼磨蚀优化系数ξ_err和考虑磨蚀时的优化布孔数N_perr,i表示为：

N_perr,i＝ξ_errN_pd,i

其中：C_p0表示最小孔眼流量系数，C’_p表示磨蚀后最大孔眼流量系数，N_pd,i表示不考虑磨蚀时的优化射孔数，ξ_err表示簇位置经验修正系数，劣势射孔簇位置值取1，优势射孔簇为ξ_err。

本发明的有益效果是，综合考虑多因素：射孔孔眼磨蚀状态、多簇裂缝扩展簇间诱导应力及段内各射孔簇位置的非均匀地应力状态、不同布簇模式对多裂缝扩展均匀程度影响，提出任意布簇模式下的分簇限流布孔的定量优化设计方法。本发明能有效避免无效射孔簇的产生，提高多簇压裂井的射孔簇效率。对科学设计致密储层分簇限流布孔优化设计方案、高效经济开发致密油气藏具有重要意义。

附图说明

图1本发明流程示意图。

图2段内三簇射孔示意图

图3原地应力下多缝延伸裂缝形态

图4裂缝周围诱导应力场分布图

图5原应力状态布孔数优化后多簇裂缝延伸形态

图6射孔孔眼磨蚀时多簇裂缝延伸形态

图7考虑磨蚀时布孔数优化后多簇裂缝延伸形态

图8不同案例下多簇裂缝均匀指数优化前后对比图

具体实施方式

为了克服当前技术中存在的问题，本发明提供了一种适于致密储层分簇限流布孔优化设计的新方法，具体包含以下几个步骤：

S1采集基础岩石力学参数、最小水平地应力参数及压裂施工工程参数值。

S2建立多射孔簇位置压裂裂缝扩展模型，模拟均匀布孔多簇裂缝扩展裂缝形态

所述步骤S2中包含以下子步骤：

S21模拟多簇裂缝延伸诱导应力场分布并获取射孔簇位置诱导应力值大小。

多簇压裂裂缝扩展过程中，多个裂缝单元存在相互影响，此时的诱导应力场法向和切向应力可以表示为：

式中：

为裂缝边界法向应力与切向应力，单位为Pa；

为裂缝应变量，单位为m；i，j为取值1～N，M^ij为缝高校正因子；C_nn为裂缝单元法向应力，C_ss为裂缝单元切向应力；C_ns、C_sn为裂缝单元平面应变。

S22多簇流体流动动态分配

段内多簇射孔后压裂液流动的压力平衡关系服从基尔霍夫第二定律，表示为水平段内的总压降为射孔孔眼摩阻、裂缝内压降、井筒内沿程摩阻之和：

式中：p_per,i为第i个簇位置射孔孔眼的摩阻，单位为Pa；p_g为压裂井筒跟端处的压力，单位为Pa；p_fk,i为第i条裂缝在缝口的压力，单位为Pa；p_f,j为第j个井段的沿程压降，单位为Pa；i表示裂缝编号,j表示井段号；其中，压裂液在井筒的沿程压降；

多裂缝同时起裂延伸时，根据流量分配方程对各裂缝缝口流量进行计算，此时的压裂段内多簇裂缝内流量守恒可表示为：

式中：q_L,j为第j段水平井段内的流量，单位为m³/s；q_z为压裂液总流量，单位为m³/s。

S23分簇射孔压裂缝缝内流动

多簇压裂过程中注入压裂液量应等于裂缝体积增量加上压裂液的滤失量，则全局物质平衡的方程表示为：

式中：L_f,i为第i条压裂缝的长度，单位为m；N为为压开的裂缝条数；q_lv为压裂液的滤失速率，单位为m/s；h_f为裂缝高度,单位为m；w_f裂缝宽度,单位为m；s裂缝延伸位置,单位为m；t泵注时间，单位为秒；qz泵注排量单位为m³/s。

S24裂缝延伸判别

多裂缝同步扩展情况下，首先计算各条裂缝缝尖应力强度因子，判别各裂缝是否满足继续扩展的条件，满足时则缝尖增加一个单元，根据最大周向应力理论，用等效强度因子表示的最大周向应力准则为：

K_IC为Ⅰ型断裂韧性指数，单位为MPa·m^1/2；θ_f裂缝转向角度，单位为度。

裂缝延伸过程中的裂缝尖端的转向角表示为：

裂缝缝尖单元第一类与第二类应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ：

式中：G为储层岩石剪切模量，单位为Pa；D_n为裂缝尖端元法向应变量、D_s为裂缝尖端元切向应变量，单位为m；a为离散裂缝单元长度的半长，单位为m；ν为储层岩石泊松比，无量纲。

S25流固耦合扩展模型求解

耦合多簇压裂裂缝扩展过程中岩石变形产生的诱导应力场和多簇间流体的动态分配，构建非线性方程组进行求解。其中裂缝间的诱导应力场可以表示为F1，在裂缝内时流体压力场可表示为F2、F3，簇裂缝扩展时的井筒内压力和流量分配可以表示为F4、F5。耦合模型先通过裂缝诱导应力场模型计算法向和切向位移，整个应力和流体压力耦合场的非线性方程组通过莱文贝格-马夸特迭代法多次耦合迭代求解计算。方程组的向量函数可以表示为：

方程组的解向量可以表示为：

S25模拟均匀布孔多簇裂缝扩展裂缝形态

S3模拟多簇裂缝扩展形态下的诱导应力场分布和多簇裂缝扩展均匀程度指标定量表征

所述步骤S3中包含以下子步骤：

S31模拟多簇裂缝扩展形态下的诱导应力场分布，获取各射孔簇位置的诱导应力值大小。

S32建立多簇裂缝体积与裂缝平均体积的偏差来表征多裂缝扩展的均匀程度，该参数可用于定量分析不同分簇射孔完井方案下的裂缝延伸形态差异，将其定义为多簇裂缝均匀指数，表示为：

其中，第i个裂缝单元的体积V_i为：

式中：N为为裂缝簇数；w_fi,j为为第i簇第j个裂缝单元的宽度；s_f,i为为第i簇第j个裂缝单元的长度；n_i为为第i簇的裂缝单元数；

为为N簇裂缝的平均裂缝体积。

S4建立段内多簇压力和流量分配关系及无磨蚀条件分簇限流布孔数优化模型；

所述步骤S4中包含以下子步骤：

S41计算射孔孔眼无磨蚀情况下分簇限流射孔孔眼布孔数

利用射孔簇位置的射孔孔眼摩阻来调整局部限流摩阻平衡多簇裂缝间的应力差异造成的多簇进液量不均匀的影响。此时，一方面孔眼摩阻用于平衡多裂缝产生的诱导应力，另一方面用于平衡多裂缝位置的原地应力的非均质性，二者之和即为原地应力变化后的地应力场。较短簇间距时忽略井筒摩阻，裂缝诱导后的最小水平地应力差值等于孔眼摩阻之差，可以表示为：

Δσ'＝Δp_perf

射孔孔眼摩阻表示为：

射孔孔眼摩阻表示为：

式中：D_en,i为射孔密度，单位孔/m；L_c,i为射孔簇长度，m；d_per为射孔孔眼直径，单位m；C_per,i为射孔孔眼流量系数，无量纲；ρ为压裂液密度，单位kg/m³；q_i为流经射孔孔眼流量，单位m³/s。

S42压力流量平衡关系确立

压裂过程中多簇裂缝的进液量满足体积守恒原则：

如图2所示，以段内射孔三簇射孔为例，多簇裂缝间的压力平衡可以得到关系式可表示为：

p_m1+p_perf1＝p_m2+p_perf2+p_L12

p_m2+p_perf2＝p_m3+p_perf3+p_L23

考虑簇间诱导应力时可以表示为：

δ|Δσ_h+Δσ_in|＝p_per1-p_per2

δ|(σ_h2+σ_in2)-(σ_h1+σ_in1)+p_L12|＝p_per1-p_per2

为使多簇均匀扩展假设各簇进液量相等，q₁＝q₂＝q₃＝Q/3，以上关系式可转化为：

式中：p_per为第i簇射孔位置的孔眼摩阻，单位MPa；σ_in为多簇裂缝在该射孔簇位置产生的沿着最小水平主应力方向的诱导应力值，MPa；p_L为簇间沿程摩阻，单位MPa；δ为为相对优势裂缝判别系数，当第一簇相对于第二簇为优势簇(裂缝扩展更为充分)时，则δ取1，反之取-1；当第一簇相对于第三簇为优势簇时，则δ取1，反之取-1，段内多簇时均按此规则。

S5考虑射孔孔眼磨蚀情况下的分簇限流布孔数设计

按上述段内三簇方法则可导出段内任意簇数下，各射孔簇内孔数关系式。在高、低应力差下均匀间距下的射孔数设计均可以采取上述方法设计。当考虑孔眼磨蚀影响时，所需优化布孔数应在不考虑磨蚀的限流射孔孔数基础上，统一乘以磨蚀影响系数ζ_err，进一步整体降低射孔数来增加各射孔簇的限流作用，促进磨蚀状态时的多簇裂缝均匀扩展。由于随着泵注时间孔眼直径和流量系数动态变化，孔眼磨蚀优化系数ξ_err和考虑磨蚀时的优化布孔数N_perr,i可以表示为：

N_perr,i＝ξ_errN_pd,i

其中：C_p0为最小孔眼流量系数，C’_p为磨蚀后最大孔眼流量系数，N_pd,i为不考虑磨蚀时的优化射孔数，ξ_err为簇位置经验修正系数，劣势射孔簇位置值取1，优势射孔簇为ξ_err。

S6分簇限流布孔优化后裂缝扩展效果验证。

模拟在未采用本发明分簇限流方法前，分别不考虑磨蚀和考虑磨蚀两种情况下的多簇压裂裂缝扩展形态和多簇裂缝均匀扩展指数，同时模拟采用本发明优化布孔数后的多簇压裂裂缝扩展形态和均匀扩展指数结果，进而对比上述两种情况下的裂缝扩展形态和均匀程度，验证本发明的分簇限流优化设计效果。

实施例1

下面结合附图对本发明做进一步的描述，对本发明做示范说明，但并不限定本发明的范围。

以三个不同某致密储层的区块为例，应用本发明方法进行水平井段内分簇限流布孔数的优化设计，其设计流程如图1所示，具体实施过程如下所述。

S1采集基础岩石力学参数、最小水平地应力参数大小值、压裂施工工程参数值。该压裂段采用注入排量10m³/min，压裂液密度1100kg/cm³，压裂液粘度10mPa·s，支撑剂浓度720kg/m³，而储层岩石裂缝韧性值为3.4MPa·m^1/2，模拟段内各射孔簇位置的射孔数为18孔/簇。

不同案例基础参数表

S2根据本发明建立的多簇压裂裂缝流固耦合扩展模型，模拟均匀布孔多簇裂缝扩展裂缝形态，分别对不同案例基础参数表中三个案例对应的不同情况，案例1为低两向应力差异时均匀应力状态下三簇等间距情况，案例2为低应力差异下非均匀应力时三簇非等间距的情况，案例3为低应力差异下均匀应力时4簇等间距的情况，各案例具体参数见不同案例基础参数表所示。即不同簇数、两向应力差异、簇间地应力状态、不同间距模式下裂缝扩展形态进行模拟，其模拟结果如图3。

S3模拟多簇裂缝扩展形态下的诱导应力场分布和多簇裂缝扩展均匀程度指标定量表征。计算得出不同情况下各射孔簇位置的诱导应力分布如图4，取得各射孔簇位置的诱导应力值大小见表布孔数优化结果表，多簇裂缝扩展均匀程度指数值如图8所示。

对以上案例采用均匀布孔方案时的多缝延伸模拟结果如图3所示，可以看出上述三种情况下的段内各射孔簇位置裂缝均长宽不等，多缝存在非均匀扩展现象。

S4建立段内多簇压力和流量分配关系及无磨蚀条件分簇限流布孔数优化模型。通过本文布孔数优化方法，对原先模拟所用均匀布孔数由以下公式进行进一步各个射孔簇位置的分簇限流优化设计，

所得结果见表布孔数优化结果表所示。

布孔数优化结果表

S5考虑射孔孔眼磨蚀情况下的分簇限流布孔数设计。

当考虑孔眼磨蚀时的簇裂缝延伸形态如图6所示，此时三种案例情况下的非均匀延伸现象都进一步加剧。优化考虑磨蚀的布孔设计时，在原地应力情况的限流布孔数基础上，乘以磨蚀影响系数，进行布孔数设计结果见布孔数优化结果表所示。

S6分簇限流布孔优化后裂缝扩展效果验证。

模拟不同案例在优化布孔数后的多裂缝形态如图5所示，可发现原先被抑制的射孔簇位置裂缝都能得到充分延伸，图8中裂缝形态均匀指数明显提升。说明本文提出的布孔数优化模型可一定程度的有效调节平衡簇间诱导应力，利于多簇裂缝的均匀延伸，且该模型在不同簇数、不同地应力状态、不同布簇模式、不同应力差异储层都具有较强的适应性。

当考虑孔眼磨蚀时的簇裂缝延伸形态如6所示，此时三种案例情况下的非均匀延伸现象都进一步加剧。优化考虑磨蚀的布孔设计时，在原地应力情况的限流布孔数基础上，乘以磨蚀影响系数，进行布孔数设计结果见布孔数优化结果表所示，优化后多簇裂缝延伸形态如图7所示，多簇裂缝都能均匀延伸。且如图8中，不同案例下多簇裂缝均匀指数优化前后对比发现，多簇均匀指数在采用限流布孔优化后都有明显提升，说明在考虑磨蚀情况下，该优化方法可一定程度地改善磨蚀造成的多簇裂缝延伸的非均匀性。

本发明的有益效果是，综合考虑多因素：射孔孔眼磨蚀状态、多簇裂缝扩展簇间诱导应力及段内各射孔簇位置的非均匀地应力状态、不同布簇模式对多裂缝扩展均匀程度影响，提出任意布簇模式下的分簇限流布孔的定量优化设计方法。本发明能有效避免无效射孔簇的产生，提高多簇压裂井的射孔簇效率。对科学设计致密油气藏分簇限流布孔优化设计方案、高效经济开发致密油气藏具有重要意义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种致密储层水平井分簇限流布孔优化设计方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1采集基础岩石力学参数、最小水平地应力参数及压裂施工工程参数值；

S2建立多射孔簇位置压裂裂缝扩展模型，模拟均匀布孔多簇裂缝扩展裂缝形态；

S3模拟多簇裂缝扩展形态下的诱导应力场分布和多簇裂缝扩展均匀程度指标定量表征；

S4建立段内多簇压力和流量分配关系及无磨蚀条件分簇限流布孔数优化模型；

S5设计射孔孔眼磨蚀情况下的分簇限流布孔数；

S6验证分簇限流布孔优化后裂缝扩展效果；

所述步骤S2中包含以下子步骤：

S21模拟多簇裂缝延伸诱导应力场分布并获取射孔簇位置诱导应力值大小；

多簇压裂裂缝扩展过程中，多个裂缝单元存在相互影响，此时的诱导应力场法向和切向应力表示为：

式中：

为裂缝边界法向应力与切向应力，单位为Pa；

为裂缝应变量，单位为m；i，j为取值1～N，M^ij为缝高校正因子；C_nn为裂缝单元法向应力，C_ss为裂缝单元切向应力；C_ns、C_sn为裂缝单元平面应变；

S22多簇流体流动动态分配

段内多簇射孔后压裂液流动的压力平衡关系服从基尔霍夫第二定律，表示为水平段内的总压降为射孔孔眼摩阻、裂缝内压降、井筒内沿程摩阻之和：

式中：p_per,i为第i个簇位置射孔孔眼的摩阻，单位为Pa；p_g为压裂井筒跟端处的压力，单位为Pa；p_fk,i为第i条裂缝在缝口的压力，单位为Pa；p_f,j为第j个井段的沿程压降，单位为Pa；i表示裂缝编号,j表示井段号；其中，压裂液在井筒的沿程压降；

多裂缝同时起裂延伸时，根据流量分配方程对各裂缝缝口流量进行计算，此时的压裂段内多簇裂缝内流量守恒表示为：

式中：q_L,j为第j段水平井段内的流量，单位为m³/s；q_z为压裂液总流量，单位为m³/s；

S23分簇射孔压裂缝缝内流动

多簇压裂过程中注入压裂液量应等于裂缝体积增量加上压裂液的滤失量，则全局物质平衡的方程表示为：

式中：L_f,i为第i条压裂缝的长度，单位为m；N为为压开的裂缝条数；q_lv为压裂液的滤失速率，单位为m/s；h_f为裂缝高度,单位为m；w_f裂缝宽度,单位为m；s裂缝延伸位置,单位为m；t泵注时间，单位为秒；q_z泵注排量单位为m³/s；

S24裂缝延伸判别

多裂缝同步扩展情况下，首先计算各条裂缝缝尖应力强度因子，判别各裂缝是否满足继续扩展的条件，满足时则缝尖增加一个单元，根据最大周向应力理论，用等效强度因子表示的最大周向应力准则为：

K_IC为Ⅰ型断裂韧性指数，单位为MPa·m^1/2；θ_f裂缝转向角度，单位为度；

裂缝延伸过程中的裂缝尖端的转向角表示为：

裂缝缝尖单元第一类与第二类应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ：

式中：G为储层岩石剪切模量，单位为Pa；D_n为裂缝尖端元法向应变量、D_s为裂缝尖端元切向应变量，单位为m；a为离散裂缝单元长度的半长，单位为m；ν为储层岩石泊松比，无量纲；

S25流固耦合扩展模型求解；

耦合多簇压裂裂缝扩展过程中岩石变形产生的诱导应力场和多簇间流体的动态分配，构建非线性方程组进行求解，其中裂缝间的诱导应力场表示为F1，在裂缝内时流体压力场表示为F2、F3，簇裂缝扩展时的井筒内压力和流量分配表示为F4、F5，耦合模型先通过裂缝诱导应力场模型计算法向和切向位移，整个应力和流体压力耦合场的非线性方程组通过莱文贝格-马夸特迭代法多次耦合迭代求解计算，方程组的向量函数表示为：

所述步骤S4中，分簇限流设计射孔孔眼无磨蚀射孔数目设计包括：

射孔孔眼摩阻表示为：

式中：D_en,i为射孔密度，单位为孔/m；L_c,i为射孔簇长度，单位为m；d_per为射孔孔眼直径，单位为m；C_p，i为射孔孔眼流量系数，无量纲；ρ为压裂液密度，单位为kg/m³；q_i为流经射孔孔眼流量，单位为m³/s；

采用以下公式表示压裂过程中多簇裂缝的进液量体积：

若段内射孔为三簇射孔，多簇裂缝间的压力平衡关系式为：

p_m1+p_perf1＝p_m2+p_perf2+p_L12

p_m2+p_perf2＝p_m3+p_perf3+p_L23

簇间诱导应力时表示为：

δ|Δσ_h+Δσ_in|＝p_per1-p_per2

δ|(σ_h2+σ_in2)-(σ_h1+σ_in1)+p_L12|＝p_per1-p_per2

q₁＝q₂＝q₃＝Q/3，

σ_h为最小水平主应力，单位为MPa，

q₁,q₂,q₃分别表示多簇均匀扩展各簇进液量，Q表示总进液量,单位为m³/s；

将以上关系式转化为：

式中：p_m1为第一个射孔簇位置缝口压力，单位为MPa；p_m2为第二个射孔簇位置缝口压力，p_m3为第三个射孔簇位置缝口压力，单位为MPa；p_perf1为第一个射孔簇位置的孔眼摩阻，单位为MPa；p_perf2为第二个射孔簇位置的孔眼摩阻，单位为MPa；p_perf3为第三个射孔簇位置的孔眼摩阻，单位为MPa；p_per为第i簇射孔位置的孔眼摩阻，单位为MPa；σ_in为多簇裂缝在该射孔簇位置产生的沿着最小水平主应力方向的诱导应力值，单位为MPa；p_L为簇间沿程摩阻，单位为MPa；δ为相对优势裂缝判别系数，当第一簇相对于第二簇为优势簇时，则δ取1，反之取-1；当第一簇相对于第三簇为优势簇时，则δ取1，反之取-1；n₁为第一个射孔簇射孔数，n₂为第二个射孔簇射孔数，n₃为第三个射孔簇射孔数；C_p为射孔孔眼流量系数，无量纲，

当考虑孔眼磨蚀影响时，所需优化布孔数在不考虑磨蚀的限流射孔孔数基础上，统一乘以磨蚀影响系数ζ_err；

孔眼磨蚀优化系数ξ_err和考虑磨蚀时的优化布孔数N_perr,i表示为：

N_perr,i＝ξ_errN_pd,i

其中：C_p0表示最小孔眼流量系数，C’_p表示磨蚀后最大孔眼流量系数，N_pd,i表示不考虑磨蚀时的优化射孔数，ξ_err表示簇位置经验修正系数，劣势射孔簇位置值取1，优势射孔簇为ξ_err。

2.根据权利要求1所述的一种致密储层水平井分簇限流布孔优化设计方法，其特征在于，所述步骤S4中，分簇限流设计射孔孔眼无磨蚀射孔数目设计包括：

利用射孔簇位置的射孔孔眼摩阻来调整局部限流摩阻平衡多簇裂缝间的应力差异造成的多簇进液量不均匀的影响；

短簇间距时忽略井筒摩阻，裂缝诱导后的最小水平地应力差值等于孔眼摩阻之差。

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