CN114075974B - 暂堵转向压裂方法、装置、控制设备以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种暂堵转向压裂方法、装置、控制设备以及存储介质，属于水平井分段改造技术领域。所述方法通过获取在某一时间点所引发的微地震事件的波及空间的长宽差异系数和长高差异系数，以便在长宽差异系数和长高差异系数满足阈值条件时，在该时间点对压裂段进行暂堵转向压裂作业，由于进行暂堵转向压裂作业的初始时间是根据微地震事件的波及空间的长宽差异系数和长高差异系数来确定的，并不是借助其他压裂施工经验来确定，因此，能够精确确定出暂堵转向压裂作业的实施时机，在精确的实施时机对压裂段进行暂堵转向压裂作业，能够进一步提高裂缝网络的复杂度。
Description
技术领域
本申请涉及水平井分段改造技术领域，特别涉及一种暂堵转向压裂方法、装置、控制设备以及存储介质。
背景技术
通过水平井压裂形成复杂的裂缝网络是实现页岩气高产的核心途径。而在页岩压裂过程中，一般可以通过暂堵转向技术，来提高裂缝网络的复杂度。
目前，暂堵转向压裂的过程可以是：若水平井中的一个压裂段的压裂施工时长为2～3个时长，一般根据国外的压裂施工经验，当压裂施工进行到一半时在压裂段进行暂堵转向压裂作业，也即是在该压裂段进行压裂施工后的1～1.5个小时，在压裂液中添加暂堵剂，形成暂堵转向材料液，并向该压裂段注入暂堵转向材料液，以便暂堵转向材料液能够通过该压裂段的射孔，进入储层人工裂缝，在裂缝深部形成桥堵，迫使裂缝转向形成多条裂缝，以提高裂缝网络的复杂度。
在上述暂堵转向压裂过程中，暂堵转向压裂作业的实施时机是根据国外的压裂施工经验而确定的，但是不同地区页岩的地质可能有所不同，因此，仅仅借助国外的压裂施工经验所确定的暂堵转向压裂作业的实施时机，并不精确，则根据国外的压裂施工经验，进行暂堵转向压裂作业，提高裂缝网络的复杂度有限，也即是不能高效提高裂缝网络的复杂度。
发明内容
本申请实施例提供了一种暂堵转向压裂方法、装置、控制设备以及存储介质，能够提高裂缝网络的复杂度。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种暂堵转向压裂方法，所述方法包括：对于水平井的任一压裂段，获取所述压裂段在目标时间点所引发的微地震事件的事件描述信息，所述事件描述信息用于指示所述微地震事件的波及空间范围；
基于所述微地震事件的事件描述信息，获取所述微地震事件的波及空间的长宽差异系数和长高差异系数；
当所述长宽差异系数大于第一阈值且所述长高差异系数大于第二阈值时，在所述目标时间点对所述压裂段进行暂堵转向压裂作业。
可选地，所述获取所述压裂段在目标时间点所引发的微地震事件的事件描述信息包括：
在对所述压裂段进行压裂作业的过程中，实时检测所述压裂段的微地震事件；
根据在所述目标时间点检测到的所述微地震事件，获取所述事件描述信息。
可选地，所述获取所述压裂段在目标时间点所引发的微地震事件的事件描述信息包括：
基于微地震事件的裂缝动态扩展模型，预测所述事件描述信息，所述裂缝动态扩展模型用于描述所述微地震事件引起的裂缝扩展情况。
可选地，所述基于微地震事件的裂缝动态扩展模型，获取所述事件描述信息之前，所述方法还包括：
根据所述压裂段的地质参数以及所述压裂段在压裂作业过程中的工程参数，建立所述裂缝动态扩展模型。
可选地，所述获取所述压裂段在目标时间点所引发的微地震事件的事件描述信息之前，所述方法还包括：
根据目标时间段内所述压裂段的施工压力和/或支撑剂浓度，确定所述压裂段为暂堵转向可行段，所述目标时间段为所述目标时间点之前的时间段，所述支撑剂浓度为压裂液中支撑剂的浓度；
当所述压裂段为暂堵转向可行段时，执行所述获取压裂段在目标时间点所引发的微地震事件的事件描述信息的步骤。
可选地，所述根据目标时间段内所述压裂段的施工压力和/或支撑剂浓度，确定所述压裂段为暂堵转向可行段包括：
当所述目标时间段内的施工压力的变化幅度小于或等于压力变化幅度阈值，或/和，所述支撑剂浓度大于或等于支撑剂浓度阈值时，将所述压裂段确定为暂堵转向可行段。
可选地，所述方法还包括：
当所述目标时间段内的施工压力的变化幅度大于所述压力变化幅度阈值，或/和，所述支撑剂浓度小于所述支撑剂浓度阈值时，将所述压裂段确定为风险段。
可选地，所述在所述目标时间点对所述压裂段进行暂堵转向压裂作业之前，所述方法还包括：
确定在所述目标时间点时裂缝的张开宽度；
根据所述张开宽度的大小，确定所述暂堵转向压裂作业过程中所使用的暂堵剂的类型。
可选地，所述根据所述张开宽度的大小，确定所述暂堵转向压裂作业过程中所使用的暂堵剂的类型包括：
当所述张开宽度小于宽度阈值时，将所述暂堵剂确定为粉末状暂堵剂，否则将所述暂堵剂确定为混合暂堵剂，所述混合暂堵剂包括颗粒状暂堵剂和粉末状暂堵剂。
可选地，所述事件描述信息包括所述微地震事件的波及空间的波及长度、波及宽度以及波及高度。
第二方面，提供了一种暂堵转向压裂装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于对于水平井的任一压裂段，获取所述压裂段在目标时间点所引发的微地震事件的事件描述信息，所述事件描述信息用于指示所述微地震事件的波及空间范围；
第二获取模块，用于基于所述微地震事件的事件描述信息，获取所述微地震事件的波及空间的长宽差异系数和长高差异系数；
暂堵转向模块，用于当所述长宽差异系数大于第一阈值且所述长高差异系数大于第二阈值时，在所述目标时间点对所述压裂段进行暂堵转向压裂作业。
可选地，所述第一获取模块用于：
在对所述压裂段进行压裂作业的过程中，实时检测所述压裂段的微地震事件；
根据在所述目标时间点检测到的所述微地震事件，获取所述事件描述信息。
可选地，所述第一获取模块用于：
基于微地震事件的裂缝动态扩展模型，预测所述事件描述信息，所述裂缝动态扩展模型用于描述所述微地震事件引起的裂缝扩展情况。
可选地，所述装置还包括：
建立模块，用于根据所述压裂段的地质参数以及所述压裂段在压裂作业过程中的工程参数，建立所述裂缝动态扩展模型。
可选地，所述装置还包括：
第一确定模块，用于根据目标时间段内所述压裂段的施工压力和/或支撑剂浓度，确定所述压裂段为暂堵转向可行段，所述目标时间段为所述目标时间点之前的时间段，所述支撑剂浓度为压裂液中支撑剂的浓度；
所述第一获取模块，还用于当所述压裂段为暂堵转向可行段时，执行所述获取压裂段在目标时间点所引发的微地震事件的事件描述信息的步骤。
可选地，所述第一确定模块用于：
当所述目标时间段内的施工压力的变化幅度小于或等于压力变化幅度阈值，或/和，所述支撑剂浓度大于或等于支撑剂浓度阈值时，将所述压裂段确定为暂堵转向可行段。
所述第一确定模块还用于：
当所述目标时间段内的施工压力的变化幅度大于所述压力变化幅度阈值，或/和，所述支撑剂浓度小于所述支撑剂浓度阈值时，将所述压裂段确定为风险段。
可选地，所述装置还包括：
第二确定模块，用于确定在所述目标时间点时裂缝的张开宽度；
第三确定模块，用于根据所述张开宽度的大小，确定所述暂堵转向压裂作业过程中所使用的暂堵剂的类型。
可选地，所述第三确定模块用于：
当所述张开宽度小于宽度阈值时，将所述暂堵剂确定为粉末状暂堵剂，否则将所述暂堵剂确定为混合暂堵剂，所述混合暂堵剂包括颗粒状暂堵剂和粉末状暂堵剂。
可选地，所述事件描述信息包括所述微地震事件的波及空间的波及长度、波及宽度以及波及高度。
第三方面，提供一种控制设备，该控制设备包括处理器和存储器，该存储器中存储有至少一条程序代码，该程序代码由该处理器加载并执行以实现如上述暂堵转向压裂方法所执行的操作。
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有至少一条程序代码，该程序代码由处理器加载并执行以实现如上述暂堵转向压裂方法所执行的操作。
第五方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括程序代码，该程序代码存储在计算机可读存储介质中，计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该程序代码，处理器执行该程序代码，使得该计算机设备执行上述第一方面或者第一方面的各种可选实现方式中提供的方法。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过获取在某一时间点所引发的微地震事件的波及空间的长宽差异系数和长高差异系数，以便在长宽差异系数和长高差异系数满足阈值条件时，在该时间点对压裂段进行暂堵转向压裂作业，由于进行暂堵转向压裂作业的初始时间是根据微地震事件的波及空间的长宽差异系数和长高差异系数来确定的，并不是借助其他压裂施工经验来确定，因此，能够精确确定出暂堵转向压裂作业的实施时机，在精确的实施时机对压裂段进行暂堵转向压裂作业，能够进一步提高裂缝网络的复杂度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种暂堵转向压裂方法流程图；
图2是本申请实施例提供的一种微地震监测结果的示意图；
图3是本申请实施例提供的一种控制设备的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的一种暂堵转向压裂装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
在此，首先对暂堵转向技术进行如下介绍：
暂堵转向技术主要应用在储层品质较差的页岩的初次压裂，或初次压裂效果较差的页岩气井、段中。对于初次压裂，尤其是遇到多裂缝非均匀扩展现象时，可以利用暂堵球、暂堵剂封堵已形成的裂缝、开启或新生裂缝，随着段间压裂、缝内净压力的升高，人为造成压裂段或缝端就地应力的改变，促使裂缝发生转向扩展，增大裂缝复杂程度；对于重复压裂，将天然裂缝作为改造对象，利用暂堵球、暂堵剂使之达到沿天然裂缝转向扩展的裂缝相交准则条件，从而促进裂缝的复杂程度。
在对水平井的一个压裂段进行压裂作业的过程中，控制设备可以根据压裂作业过程中所引发的微地震事件的波及空间的长宽差异系数和长高差异系数，来确定对该压裂段进行暂堵转向压裂作业的实施时机，以便该控制设备能够在确定的实施时机，对该压裂段进行暂堵转向压裂作业。为了进一步说明该过程，参见图1是本申请实施例提供的一种暂堵转向压裂方法的流程图。
101、该控制设备获取水平井的每个压裂段的地质参数以及对每个压裂段进行压裂作业的工程参数。
该水平井为用于开采页岩气的直通井所连接的且并行于地表的任一水平井，该水平井包括多个压裂段，每个压裂段包括多个射孔。一个压裂段的地质参数包括钻遇层的矿物组成、TOC(total organic content，总有机碳含量)、孔隙度、岩石弹性模量、泊松比、断裂韧性和天然裂缝描述信息以及地应力特征值中的至少一个。其中，该钻遇层为该压裂段中进行的压裂作业所压裂的页岩，也即是压裂液冲击的页岩；该天然裂缝描述信息用于指示钻遇层中天然裂缝的发育情况，地应力特征值用于指示钻遇层的地应力特征，可以是最小水平主应力。对一个压裂段进行压裂作业的工程参数包括压裂段的段长(或段间距)、射孔的簇数(或簇间距)、压裂液黏度、支撑剂的材料类型、压裂液量、泵注排量、支撑剂添加强度中的至少一个。其中，支撑剂的材料类型可以包括石英砂或陶粒。
在一种可能的实现方式中，可以由多个检测设备对每个压裂段的钻遇层进行检测，得到每个压裂段处的钻遇层的矿物组成、TOC、孔隙度、岩石弹性模量、泊松比、断裂韧性等地质参数，再由该多个检测设备向该控制设备发送其所检测到地质参数，从而使得该控制设备获取到每个压裂段的地质参数。
在一种可能的实现方式中，该天然裂缝描述信息可通过蚂蚁体解释获取。
在一种可能的实现方式中，该控制设备基于用户的操作，触发该控制设备接收到每个压裂段的地质参数。可选地，用户可以在该控制设备的地质参数界面内输入该水平井各个压裂段的地质参数，当该控制设备检测到用户对该地质参数界面内输入的地质参数进行了确认操作后，触发该控制设备接收到该水平井各个压裂段的地质参数。
对于该水平井的任一压裂段，当该控制设备获取到该压裂段的地质参数后，该控制设备基于该压裂段的地质参数以及压裂设计方案，确定对该压裂段进行压力作业的工程参数。
当该控制设备获取到每个压裂段的地质参数和工程参数后，可以将获取到的地质参数和工程参数存储在参数表中，以便后续查找和使用。例如该水平井包括25个压裂段，表1为该水平井的参数表。
表1
102、对于水平井的任一压裂段，该控制设备根据该压裂段的工程参数，对该压裂段进行压裂作业。
当该压裂段的射孔为分簇射孔时，该控制设备可以根据该压裂段的工程参数，对该压裂段进行分簇射孔压裂作业。
103、该控制设备根据目标时间段内该压裂段的施工压力和/或支撑剂浓度，确定该压裂段为暂堵转向可行段，该目标时间段为该目标时间点之前的时间段，该支撑剂浓度用于压裂液中支撑剂的浓度。
暂堵转向可行段用于指示能够进行暂堵转向压裂作业的压裂段。由于暂堵转向压裂作业能够在裂缝深部形成桥堵，以便被堵住的裂缝内的压力增大，迫使该裂缝转向形成多条裂缝，可见，暂堵转向压裂作业的目的是为增加裂缝内的压力，而当裂缝内的施工压力不稳定时，若继续对该压裂段进行暂堵转向压裂作业，随着暂堵转向压裂作业过程中裂缝内的暂堵剂增加，就会进一步增加缝内的填充物(支撑剂和暂堵剂)的总量，从而使得缝内压力进一步增加，当缝内压力增加大一定程度时，可能对地面上的设备造成一定的危害，例如喷井设备。而当裂缝的砂敏感强度低于目标砂敏感强度时，若支撑剂的浓度较低，则导致更多的支撑剂进入裂缝，具有砂堵风险，若继续对该压裂段进行暂堵转向压裂作业，使得缝内砂量增加，而当缝内的砂量增加到一定程度时，可形成砂堵，影响施工进度。因此，控制设备可以根据目标时间段内该压裂段的施工压力和/或支撑剂浓度，确定该压裂段为暂堵转向可行段。
当该目标时间段内的施工压力的变化幅度小于或等于压力变化幅度阈值时，说明在该目标时间段内缝内的施工压力变化幅度小，施工压力稳定，则可以在该压裂段实施暂堵转向压裂作业，该压力变化幅度阈值可以是3MPa/min；而当砂敏感强度低于目标砂敏感强度时，若该支撑剂浓度大于或等于支撑剂浓度阈值时，说明在压裂作业过程中缝内压力不会发生明显波动，在该压裂段实施暂堵转向压裂作业不会导致砂堵，该支撑剂浓度阈值可以是120kg/m3。在一种可能的实现方式中，当该目标时间段内的施工压力的变化幅度小于或等于压力变化幅度阈值，或/和，该支撑剂浓度大于或等于支撑剂浓度阈值时，该控制设备将该压裂段确定为暂堵转向可行段。
而当该目标时间段内的施工压力的变化幅度大于压力变化幅度阈值时，说明在该目标时间段内缝内的施工压力变化幅度大，施工压力不稳定，为了避免造成缝内施工压力更加不稳定，则不在该目标时间点对该压裂段进行暂堵转向压裂作业。而当砂敏感强度低于目标砂敏感强度时，若该支撑剂浓度小于支撑剂浓度阈值，为了避免出现砂堵，则不在该目标时间点对该压裂段进行暂堵转向压裂作业。在一种可能的实现方式中，当该目标时间段内的施工压力的变化幅度大于压力变化幅度阈值，或/和，该支撑剂浓度小于支撑剂浓度阈值时，该控制设备将该压裂段确定为风险段。其中，风险段用于指示不能进行暂堵转向压裂作业的压裂段。其中，目标砂敏感强度、支撑剂浓度阈值和压力变化幅度阈值均可以是任一大小的数值，可以根据实际的实施环境来确定，本申请实施例对目标砂敏感强度、支撑剂浓度阈值和压力变化幅度阈值均不作具体限定。
在另一种可能的实现方式中，当该压裂段被确定为风险段后，该控制设备暂不执行本步骤103之后的步骤，可以继续执行本步骤103；若在该目标时点之间后的一个时间段内的施工压力的变化幅度小于或等于压力变化幅度阈值，或/和，该支撑剂浓度大于或等于支撑剂浓度阈值时，该控制设备可以将该压裂段确定为暂堵转向可行段，并继续执行本步骤103之后的步骤。例如该压裂段在时间段1，出现砂堵导致施工压力陡升至设备承载极限，或，出现压裂液滤失导致施工压力持续下降等情况所引起的缝内压力不稳定的情况，则控制设备暂时将该压裂段判定为风险段，但是通过现场技术调整使得施工压力在时间段2恢复至平稳状态(也即是施工压力的变化幅度小于或等于压力变化幅度阈值)，则该控制设备可以将该压裂段判定为暂堵转向可行段；若在对该压裂段进行压裂作业的过程中，该压裂段始终为风险段，则该控制设备将一直不能执行本步骤103之后的步骤，也即是该控制设备不能对该压裂段进行暂堵转向压裂作业。
在另一种可能的实现方式中，当该压裂段被确定为暂堵转向可行段后，该控制设备可以执行本步骤103之后的步骤；而在执行本步骤103之后的步骤的过程中，该控制设备可以同时执行本步骤103，一旦后续该压裂段被确定为风险段后，该控制设备可以终止执行本步骤103之后的步骤。
在执行本步骤103之前，该控制设备可以先获取目标时间段内该压裂段的施工压力和/或支撑剂浓度。在一种可能的实现方式中，该控制设备可以获取该压裂段进行压裂过程中的多个压裂施工曲线，每个压裂施工曲线用于指示一个目标工程参数在进行压裂作业过程中随时间的变化规律，该目标工程参数可以包括施工压力、泵注排量以及支撑剂浓度等，例如施工压力曲线用于指示施工压力在进行压裂作业过程中随时间的变化规律，支撑剂浓度曲线用于指示支撑剂浓度在进行压裂作业过程中随时间的变化规律。该控制设备可以基于施工压力曲线，在目标时间段的变化情况，确定在目标时间段的施工压力的变化幅度；该控制设备还可以根据目标时间段的支撑剂浓度变化情况，确定该目标时间段内的平均支撑剂浓度。当该控制设备获取到该压裂段在目标时间段的施工压力的变化幅度以及平均支撑剂浓度后，通过执行本步骤103进行判定该压裂段是否为暂堵转向可行段。其中，对于任一目标工程参数的压裂施工曲线，该控制设备可以从用于检测该目标工程参数的检测设备，获取该任一目标工程参数的压裂施工曲线。该控制设备还可以从该用于检测该目标工程参数的检测设备，获取其检测到每个时间点的目标工程参数值，再由该控制设备基于获取到的每个时间点的目标工程参数值，绘制该任一目标工程参数的压裂施工曲线。
以表1为基础，控制设备根据表2所记载的水平井的各压裂段在压裂作业过程中的施工压力波动情况、砂堵情况、压裂液滤失情况以及砂堵和压裂液滤失的改善情况，判定该水平井的第1～11压裂段以及第16压裂段为危险段，不能实施暂堵转向压裂作业，其余压裂段均为暂堵转向可行段，可实施暂堵转向压裂作业。其中，表1中“\”用于指示不用考虑该表项。
表2
需要说明的是，本步骤103为可选步骤，也即是本步骤103可执行也可不执行。
104、该控制设备获取该压裂段在目标时间点所引发的微地震事件的事件描述信息，该事件描述信息用于指示该微地震事件的波及空间范围。
该目标时间点可以是当前时刻，也可以是未来的某一时刻，该事件描述信息包括在该目标时间点所引发的微地震事件的波及空间的波及长度、波及宽度以及波及高度。
在一些实施例中，该控制设备可以根据微地震事件的检测结果，来实时获取多个时间点所引发的微地震事件的事件描述信息，此时，该目标时间点为当前时刻或者说当前时间点，该多个时间点之间的时间间隔相同，该时间间隔可以是微地震事件的检测周期。
在一种可能的实现方式中，本步骤104所示的过程可以由下述步骤1041-1043所示的过程来实现。
步骤1041、在对该压裂段进行压裂作业的过程中，微地震事件检测设备实时检测该压裂段的微地震事件。
该微地震事件检测设备用于检测该压裂段在压裂作业的过程中所引发的微地震事件。
在一种可能的实现方式中，该微地震事件检测设备可以检测该压裂段在压裂作业过程中实时所引发的微地震事件。在另一种可能的实现方式中，该微地震事件检测设备可以周期性的检测压裂段在压裂作业过程中所引发的微地震事件，其中，检测周期可以是任一时间段，例如该检测周期可以是1min，从对该压裂段进行压裂作业开始计时，微地震事件检测设备每间隔1min检测在当前时刻所引发的微地震事件。
步骤1042、该微地震事件检测设备根据在目标时间点检测到的微地震事件，获取在目标时间点所引发的微地震事件的事件描述信息。
当该微地震事件检测设备在该目标时间点检测到微地震事件时，可以检测到该微地震事件的波及空间的波及长度、波及宽度以及波及高度，该微地震事件检测设备将检测到的波及长度、波及宽度以及波及高度作为该事件描述信息。
当该微地震事件检测设备获取到该事件描述信息后，该微地震事件检测设备可以将该目标时间点与在该目标时间点引发的微地震事件的事件描述信息进行关联存储，以便后续查找。
在一种可能的实现方式中，该微地震事件检测设备还可以根据在该压裂段的压裂作业过程中检测到的微地震事件的事件描述信息，实时绘制微地震事件描述曲线，该微地震事件描述曲线用于指示在该压裂段的压裂作业过程中，微地震事件的产生时间、微地震事件的波及空间的波及长度、波及宽度以及波及高度之间的关系。
在一种可能的实现方式中，当该微地震事件检测设备每获取到一个微地震事件的事件描述信息后，可以将获取到的微地震事件的事件描述信息以及该微地震事件的发生时间发送给该控制设备，从而使得控制设备能够获取到该微地震事件检测设备所检测到的每个微地震事件的事件描述信息以及发生时间。
在一种可能的实现方式中，该微地震事件检测设备还可以将其实时绘制的该微地震事件描述曲线发送给该控制设备，由该控制设备显示该微地震事件描述曲线。
步骤1043、该控制设备从该微地震事件检测设备获取在该目标时间点所引发的微地震事件的事件描述信息。
该控制设备可以实时从获取该微地震检测设备所检测到的每个微地震事件的事件描述信息。
在一种可能的实现方式中，当该微地震事件检测设备获取到该目标时间点所引发的微地震事件的事件描述信息后，可以将获取到的微地震事件的事件描述信息以及该目标时间点发送该控制设备，从而使得控制设备能够获取到该目标时间点所引发的微地震事件的事件描述信息。控制设备还可以对接收到的微地震事件的事件描述信息以及该目标时间进行关联存储。当然，控制设备还可以根据微地震事件检测设备在该压裂段的压裂作业过程中检测到的微地震事件的事件描述信息，实时绘制微地震事件描述曲线，并显示该微地震事件描述曲线。
在一种可能的实现方式，该控制设备可以从该微地震事件检测设备，获取该微地震事件检测设备实时绘制的微地震事件描述曲线，并显示获取到的微地震事件描述曲线；该控制设备可以根据该目标时间点，从该微地震事件描述曲线中读取该目标时间点所对应的微地震时间的波及长度、波及宽度以及波及高度。
需要说明的是，该微地震事件检测设备和该控制设备可以是2个独立的设备。而在另一些实施例中，该微地震事件检测设备的功能也可以集成在该控制设备内，也即是该微地震事件检测设备为该控制设备中的一个模块，则本步骤105可以由该控制设备中的处理器来执行。
而在另外一些实施例中，该控制设备还可以基于微地震事件的裂缝动态扩展模型，获取该事件描述信息，该裂缝动态扩展模型用于描述该微地震事件引起的裂缝扩展情况。在一种可能的实现方式中，本步骤104所示的过程可以由下述步骤104A-104B所示的过程实现。
步骤104A、该控制设备建立该裂缝动态扩展模型。
其中，本步骤104A可以由下述步骤A1-A4所示的过程来实现。
A1、对于任一裂缝，该控制设备确定该裂缝的主缝上任一点的裂缝最大宽度。
其中，该任一裂缝为从该压裂段的任一射孔为起点的裂缝。该主缝上任一点的由微地震事件引发的最大宽度(也即是波及宽度)可以由下述公式(1)来表示：
其中，y为垂直于压裂段的方向；W(y)为裂缝扩展路径上y处的临界波及宽度，m；E为岩石弹性模量，MPa；v为岩石泊松比；Hf(y)为裂缝扩展路径上y处的波及高度，m，其中，f用于指示裂缝；p(y)为裂缝扩展路径上y处的缝内流体压力，MPa；σn(y)为裂缝扩展路径上y处的裂缝面正应力，MPa。
A2、该控制设备确定裂缝扩展至该任一点时的流体流量。
该控制设备可以将裂缝扩展路径形成的几何体(也即是波及空间)简化为椭球体，则x-z方向上任一椭圆面的裂缝流动方程来表示。
其中，x为平行于压裂段的方向，z为垂直于x和y的方向；q(y)为裂缝扩展至y处时的流体流量，m3/min；μ为压裂液黏度，MPa·s。
A3、该控制设备构建裂缝扩展路径上裂缝微单元内的压裂液流量，与微单元的体积变化量、压裂液滤失量之间的关系。
在裂缝扩展路径y方向上，任一裂缝微单元内的压裂液流量，与微单元的体积变化量、压裂液滤失量之和相等，该相等关系可以由下述公式(3)来表示。
/>
其中，α为任一裂缝微单元内的压裂液流量；β为压裂液滤失量；δ为微单元的体积变化量；τ(y)为裂缝扩展路径y处压裂液正常滤失初始时间，min；t为压裂施工作业时间，min；cL为压裂液滤失系数，m/min0.5；
A4、该控制设备确定该裂缝动态扩展模型的约束条件。
由于岩石断裂韧性可有效约束裂缝z方向的扩展程度，因此该控制设备基于岩石断裂韧性，可以确定下述公式(4)所示的约束条件。
其中，K为岩石断裂韧性，MPa/m0.5；
假设裂缝扩展至无限远时，裂缝宽度趋于零，则该控制设备可以确定如下述公式(5)所示的边界条件。
其中，Lt为t时裂缝的波及长度；Qi为第i条主缝分配到的流量，m3/min；QP为压裂施工的泵注排量，m3/min；m为压裂段单段射孔簇数或裂缝条数。
步骤104B、该控制设备基于微地震事件的裂缝动态扩展模型，预测该事件描述信息。
该控制设备可以将上述公式(1)-(5)确定为该裂缝动态扩展模型，并基压裂施工作业时间t从0开始进行迭代计算，以计算出每个压裂施工作业中每个时间t所对应的波及宽度W(y)、波及宽度Hf(y)以及波及长度Lt。
需要说明的是，对于上述2种获取微地震事件的事件描述信息的过程，其中步骤1041-1043所示的过程为在对该压裂段进行压裂作业过程中实时获取事件描述信息的过程，而步骤104A-10B所示的过程可以是在对该压裂段进行压裂作业过程中实时获取事件描述信息的过程，也可以是在对该压裂段进行压裂作业之前，提前所预测的在目标时间点所引发的微地震事件的事件描述信息的过程。
105、该控制设备基于该微地震事件的事件描述信息，获取该微地震事件的波及空间的长宽差异系数和长高差异系数。
其中，该长宽差异系数用于指示该波及空间的波及长度和波及宽度的差异，该长高差异系数用于指示该波及空间的波及长度和波及高度的差异。该长宽差异系数可以是该波及空间的波及长度和波及宽度之间的比值，该长高差异系数可以是该波及空间的波及长度和波及高度之间的比值。其中，该长宽差异系数以及长高差异系数可以分别由下述公式(6)和(7)来表示。
/>
其中，k1，k2，...，kn分别为时间1，2，3，…，n对应的长宽差异系数，其中n大于3；s1，s2，...，sn分别为时间1，2，3，…，n对应的长高差异系数。
106、当该长宽差异系数大于第一阈值且该长高差异系数大于第二阈值时，该控制设备将该目标时间点确定为对该压裂段进行暂堵转向压裂作业的起始时间。
其中，该第一阈值和第二阈值可以相同，例如第一阈值和第二阈值均为4，在另一种可能的实现方式中该第一阈值和第二阈值也可以不同。本申请实施例对该第一阈值和第二阈值不做具体限定，可以根据实际情况进行选择。
当该长宽差异系数大于第一阈值且该长高差异系数大于第二阈值时，说明在该目标时间时，裂缝上微地震事件点所发生的微地震事件的波及空间更加偏向椭圆体，偏离球体，则认为此时单缝的特征逐渐明显，后续该裂缝可能发展为单缝，以该裂缝出发的裂缝网络形态难以维系，则需要从该目标时间点对该压裂段进行暂堵转向压裂作业，以提高裂缝网络的复杂度，因此，当该长宽差异系数大于第一阈值且该长高差异系数大于第二阈值时，该控制设备将该目标时间点确定为对该压裂段进行暂堵转向压裂作业的起始时间。
以表2为基础，该控制设备将时间步长设置为1min，即每隔1min计算每个时间点的长宽差异系数和长高差异系数，且第一阈值和第二阈值均为4，该控制设备基于公式(1)～(7)进行迭代计算，在长宽差异系数、长高差异系数均大于4的条件下，计算出该水平井的每个压裂段进行暂堵转向压裂作业的起始时间，例如表3中对各个压裂段的进行暂堵转向压裂作业的起始时间。
表3
107、该控制设备确定在该目标时间点时裂缝的张开宽度。
该控制设备可以基于下述公式(8)所示的宽度评价模型，计算裂缝的张开宽度。
其中，d(y)为裂缝扩展路径上y处的裂缝椭圆截面最大缝宽，也即是张开宽度，mm；H为储层有效厚度，m；Δσ为压裂段水平地应力差，MPa。
以表3中各个起始时间为基础，该控制设备采用公式(8)，计算各个压裂段在进行暂堵转向压裂作业的初始时间时裂缝的张开宽度，如表3中的各个张开宽度。
108、该控制设备根据该张开宽度的大小，确定暂堵转向压裂作业过程中所使用的暂堵剂的类型。
其中，暂堵剂的类型用于指示暂堵剂的形状，例如粉末状暂堵剂和混合暂堵剂，混合暂堵剂包括颗粒状暂堵剂和粉末状暂堵剂，该粉末状暂堵剂和粉末状暂堵剂的原材料均可以为砂材料。
当该张开宽度小于宽度阈值时，该控制设备将该暂堵剂确定为粉末状暂堵剂，说明在该目标时间点时裂缝的张开宽度比较小，后续进行暂堵转向压裂作业时，若在压裂液中添加颗粒状暂堵剂，可能导致携带颗粒状暂堵剂的压裂液无法进入裂缝，则无法实现暂堵转向，因此，当该张开宽度小于宽度阈值时，该控制设备将该暂堵剂确定为粉末状暂堵剂。
而当该张开宽度大于或等于宽度阈值时，说明在该目标时间点时裂缝的张开宽度比较大，后续进行暂堵转向压裂作业时，若在压裂液中仅添加粉末状暂堵剂，那么为了在大裂缝中实现暂堵转向，则需要在压裂液中添加大量的可粉末状暂堵剂，从而加大成本，因此，当该张开宽度大于或等于宽度阈值时，该控制设备将所述暂堵剂确定为混合暂堵剂，以降低成本。
例如宽度阈值为4mm，若该张开宽度为3m，则该控制设备将粉末状暂堵剂确定为暂堵转向压裂作业过程中所使用的暂堵剂，而若该张开宽度为5mm，该控制设备将混合暂堵剂确定为暂堵转向压裂作业过程中所使用的暂堵剂。
需要说明的是，本步骤107-108所示的过程可以是可选步骤，若不执行本步骤107-108所示的过程，该控制设备可以直接将暂堵转向压裂作业过程中所使用的暂堵剂的类型确定为粉末状。例如为了确保施工顺利进行，控制设备将表3中所示的各个压裂段，进行暂堵转向压裂作业过程中所使用的暂堵剂类型均确定为粉末状暂堵剂。
109、该控制设备在该目标时间点对该压裂段进行暂堵转向压裂作业。
若该目标时间点为当前时刻，则该控制设备可以在该当前时刻，对该压裂段进行暂堵转向压裂作业；若该目标时间点为未来的某一时刻，则该控制设备暂不对该压裂段进行暂堵转向压裂作业，而是当达到该目标时间点时，再对该压裂段进行暂堵转向压裂作业。
在一种可能的实现方式中，该控制设备可以基于确定的暂堵剂类型，在该目标时间点对该压裂段进行暂堵转向压裂作业。可选地，该控制设备在目标时间点，将确定的暂堵剂类型暂堵剂添加在压裂液中，并将携带该暂堵剂的压裂液注入该压裂段，以便携带该暂堵剂的压裂液通过该压裂段的射孔，进入储层人工裂缝(也即是水力裂缝)，在裂缝深部形成桥堵，迫使裂缝转向形成多条裂缝，以提高裂缝网络的复杂度，待缝内的暂堵剂降解后开井生产。
需要说明的是，步骤107和109所示的过程也即是当该长宽差异系数大于第一阈值且该长高差异系数大于第二阈值时，该控制设备在该目标时间点对该压裂段进行暂堵转向压裂作业的过程。
仍以表1-3为基础，若该水平井包括25个压裂段，对第1～11压裂段仅进行常规压裂作业(也即是步骤102)，对第12～15压裂段以及第17～25压裂段除了进行了常规压裂作业外，还进行了暂堵转向压裂作业(也即是步骤109)。以第25压裂段为例，该控制设备对第25压裂段以16.5m3/min排量、100kg/m3支撑剂浓度进行压裂作业，当压裂至t＝96min时，该控制设备对该第25压裂段实施暂堵转向压裂作业，由于t＝96min时，压裂作业的施工压力高于90MPa，故该控制设备使用200kg暂堵剂，以4m3/min排量泵注，以进行暂堵转向压裂作业。当暂堵转向压裂作业完成后，该控制设备适度提升排量和支撑剂浓度，以17m3/min排量、120kg/m3支撑剂浓度进行压裂作业，待暂堵剂降解后开井生产。
为了验证该暂堵压裂作业方法能够提高页岩气缝网复杂度。例如图2所示的本申请实施例提供的一种微地震监测结果的示意图，处于未进行暂堵转向压裂作业的压裂段的裂缝的长度、宽度、高度以及SRV(stimulated reservoir volume，储层改造体积)均小于或等于处于进行暂堵转向压裂作业的压裂段的裂缝的长度、宽度、高度以及SRV，可见该暂堵转向压裂方法能够效提高深层页岩气缝网复杂度。
本申请实施例提供的方法，通过获取在某一时间点所引发的微地震事件的波及空间的长宽差异系数和长高差异系数，以便在长宽差异系数和长高差异系数满足阈值条件时，在该时间点对压裂段进行暂堵转向压裂作业，由于进行暂堵转向压裂作业的初始时间是根据微地震事件的波及空间的长宽差异系数和长高差异系数来确定的，并不是借助其他压裂施工经验来确定，因此，能够精确确定出暂堵转向压裂作业的实施时机，在精确的实施时机对压裂段进行暂堵转向压裂作业，能够进一步提高裂缝网络的复杂度。
为了进一步体现控制设备的硬件结构，参见图3，图3是本申请实施例提供的一种控制设备的结构示意图，该控制设备300可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器301和一个或一个以上的存储器302，其中，所述存储器302中存储有至少一条程序代码，所述至少一条程序代码由所述处理器301加载并执行以实现上述方法实施例提供的方法。当然，该控制设备300还可以具有有线或无线网络接口、键盘以及输入输出接口等部件，以便进行输入输出，该控制设备300还可以包括其他用于实现设备功能的部件，在此不做赘述。
在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，例如包括程序代码的存储器，上述程序代码可由终端中的处理器执行以完成下述实施例中暂堵转向压裂方法。例如，所述计算机可读存储介质可以是ROM(read-only memory，只读存储器)、RAM(randomaccess memory，随机存取存储器)、CD-ROM(compact disc read-only memory，只读光盘)、磁带、软盘和光数据存储设备等。
图4是本申请实施例提供的一种暂堵转向压裂装置的结构示意图，参见图4，所述装置400包括：
第一获取模块401，用于对于水平井的任一压裂段，获取所述压裂段在目标时间点所引发的微地震事件的事件描述信息，所述事件描述信息用于指示所述微地震事件的波及空间范围；
第二获取模块402，用于基于所述微地震事件的事件描述信息，获取所述微地震事件的波及空间的长宽差异系数和长高差异系数；
暂堵转向模块403，用于当所述长宽差异系数大于第一阈值且所述长高差异系数大于第二阈值时，在所述目标时间点对所述压裂段进行暂堵转向压裂作业。
可选地，所述第一获取模块401用于：
在对所述压裂段进行压裂作业的过程中，实时检测所述压裂段的微地震事件；
根据在所述目标时间点检测到的所述微地震事件，获取所述事件描述信息。
可选地，所述第一获取模块401用于：
基于微地震事件的裂缝动态扩展模型，预测所述事件描述信息，所述裂缝动态扩展模型用于描述所述微地震事件引起的裂缝扩展情况。
可选地，所述装置400还包括：
建立模块，用于根据所述压裂段的地质参数以及所述压裂段在压裂作业过程中的工程参数，建立所述裂缝动态扩展模型。
可选地，所述装置400还包括：
第一确定模块，用于根据目标时间段内所述压裂段的施工压力和/或支撑剂浓度，确定所述压裂段为暂堵转向可行段，所述目标时间段为所述目标时间点之前时间段，所述支撑剂浓度为压裂液中支撑剂的浓度；
所述第一获取模块401，还用于当所述压裂段为暂堵转向可行段时，执行所述获取压裂段在目标时间点所引发的微地震事件的事件描述信息的步骤。
可选地，所述第一确定模块用于：
当所述目标时间段内的施工压力的变化幅度小于或等于压力变化幅度阈值，或/和，所述支撑剂浓度大于或等于支撑剂浓度阈值时，将所述压裂段确定为暂堵转向可行段。
所述第一确定模块还用于：
当所述目标时间段内的施工压力的变化幅度大于所述压力变化幅度阈值，或/和，所述支撑剂浓度小于所述支撑剂浓度阈值时，将所述压裂段确定为风险段。
可选地，所述装置400还包括：
第二确定模块，用于确定在所述目标时间点时裂缝的张开宽度；
第三确定模块，用于根据所述张开宽度的大小，确定所述暂堵转向压裂作业过程中所使用的暂堵剂的类型。
可选地，所述第三确定模块用于：
当所述张开宽度小于宽度阈值时，将所述暂堵剂确定为粉末状暂堵剂，否则将所述暂堵剂确定为混合暂堵剂，所述混合暂堵剂包括颗粒状暂堵剂和粉末状暂堵剂。
可选地，所述事件描述信息包括所述微地震事件的波及空间的波及长度、波及宽度以及波及高度。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。
需要说明的是：上述实施例提供的暂堵转向压裂装置在进行暂堵转向压裂作业时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的暂堵转向压裂方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中，控制设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该控制设备执行上述暂堵转向压裂方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种暂堵转向压裂方法，其特征在于，所述方法包括：
对于水平井的任一压裂段，根据目标时间段内所述压裂段的施工压力和/或支撑剂浓度，确定所述压裂段为暂堵转向可行段，所述目标时间段为目标时间点之前的时间段，所述支撑剂浓度为压裂液中支撑剂的浓度；
当所述压裂段为暂堵转向可行段时，获取所述压裂段在目标时间点所引发的微地震事件的事件描述信息，所述事件描述信息用于指示所述微地震事件的波及空间范围；
基于所述微地震事件的事件描述信息，获取所述微地震事件的波及空间的长宽差异系数和长高差异系数；
当所述长宽差异系数大于第一阈值且所述长高差异系数大于第二阈值时，在所述目标时间点对所述压裂段进行暂堵转向压裂作业。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述压裂段在目标时间点所引发的微地震事件的事件描述信息包括：
在对所述压裂段进行压裂作业的过程中，实时检测所述压裂段的微地震事件；
根据在所述目标时间点检测到的所述微地震事件，获取所述事件描述信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述压裂段在目标时间点所引发的微地震事件的事件描述信息包括：
基于微地震事件的裂缝动态扩展模型，预测所述事件描述信息，所述裂缝动态扩展模型用于描述所述微地震事件引起的裂缝扩展情况。
4.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述根据目标时间段内所述压裂段的施工压力和/或支撑剂浓度，确定所述压裂段为暂堵转向可行段包括：
当所述目标时间段内的施工压力的变化幅度小于或等于压力变化幅度阈值，或/和，所述支撑剂浓度大于或等于支撑剂浓度阈值时，将所述压裂段确定为暂堵转向可行段。
5.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述在所述目标时间点对所述压裂段进行暂堵转向压裂作业之前，所述方法还包括：
确定在所述目标时间点时裂缝的张开宽度；
根据所述张开宽度的大小，确定所述暂堵转向压裂作业过程中所使用的暂堵剂的类型。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述张开宽度的大小，确定所述暂堵转向压裂作业过程中所使用的暂堵剂的类型包括：
当所述张开宽度小于宽度阈值时，将所述暂堵剂确定为粉末状暂堵剂，否则将所述暂堵剂确定为混合暂堵剂，所述混合暂堵剂包括颗粒状暂堵剂和粉末状堵剂。
7.一种暂堵转向压裂装置，其特征在于，所述装置用于执行如权利要求1至权利要求6任一项所述的暂堵转向压裂方法所执行的操作。
8.一种控制设备，其特征在于，所述控制设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器，所述一个或多个存储器中存储有至少一条程序代码，所述程序代码由所述一个或多个处理器加载并执行以实现如权利要求1至权利要求6任一项所述的暂堵转向压裂方法所执行的操作。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条程序代码，所述程序代码由处理器加载并执行以实现如权利要求1至权利要求6任一项所述的暂堵转向压裂方法所执行的操作。
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