CN114165205B - 一种考虑渗吸的压裂液井间串通量计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种考虑渗吸的压裂液井间串通量计算方法，包括如下过程：获取渗吸置换压裂液体积与缝内油体积之间的关系；获取缝内压裂液体积与滞留压裂液体积之间的关系；根据物质守恒定律，结合所述渗吸置换压裂液体积与缝内油体积之间的关系以及所述缝内压裂液体积与滞留压裂液体积之间的关系，计算得到裂缝内流体体积和滞留压裂液体积之间的关系；确定压裂液串通量、井口压力变化量、液体综合压缩系数以及裂缝内流体体积之间的关系；根据压裂液串通量、井口压力变化量、液体综合压缩系数以及裂缝内流体体积之间的关系，计算得到压裂液井间串通量。本发明实现了定量表征邻井压裂液串通干扰、准确评价井间干扰程度的目标。
Description
技术领域
本发明属于石油工程天然气开发领域，主要用于计算压裂液井间串通量，特别涉及一种考虑渗吸的压裂液井间串通量计算方法。
背景技术
压裂工艺是重要的油田增产措施之一，大量的室内、现场试验表明：压裂液串通量直接关系到压裂改造效果，串通的压裂液将对邻井产生影响，比如近裂缝面基质损伤、邻井产水增加等，尤其对低渗透油气藏的影响更为突出，因此，对于压裂液串通量的评价尤为重要。
通过对现有技术进行调研，发现目前常用的评价井间干扰的方法有放射性示踪、试井技术、支撑剂覆膜示踪等技术，这些方法与手段均可从不同角度对压裂液井间干扰进行监测与表征。其中，放射性示踪技术必须保证探测深度距压裂井径向距离在1米内，并且施工危险性强；试井技术模型假设条件多，不能准确模拟储层环境，解释结果具有较多不确定性与多解性；支撑剂覆膜示踪技术施工难度大、不易控制，并且成本高；此外，现有技术的研究都处于定性分析，无法实现定量评价压裂液的井间串通量，而压裂液串通量是评价井间干扰幅度的重要指标，因此亟需确定压裂液串通量。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种考虑渗吸的压裂液井间串通量计算方法，本发明能够计算出压裂液井间串通量，以定量评估压裂过程中井间干扰程度，从而为现场施工提供一定的依据。
本发明采用的技术方案如下：
一种考虑渗吸的压裂液井间串通量计算方法，包括如下过程：
获取渗吸置换压裂液体积与缝内油体积之间的关系；
获取缝内压裂液体积与滞留压裂液体积之间的关系；
根据物质守恒定律，结合所述渗吸置换压裂液体积与缝内油体积之间的关系以及所述缝内压裂液体积与滞留压裂液体积之间的关系，计算得到裂缝内流体体积和滞留压裂液体积之间的关系；
确定压裂液串通量、井口压力变化量、液体综合压缩系数以及裂缝内流体体积之间的关系；
根据压裂液串通量、井口压力变化量、液体综合压缩系数以及裂缝内流体体积之间的关系，计算得到压裂液井间串通量。
优选的：所述渗吸置换压裂液体积与缝内油体积之间的关系为一比例常数α，该比例常数通过如下方式得到：
通过渗吸实验确定压裂液的渗吸量以及渗吸驱油的体积，在忽略地层高压的情况，渗吸实验得到的渗吸压裂液与驱替出油的体积之比与闷井过程中渗吸置换压裂液体积与缝内油体积之比保持一致，得到所述比例常数α。
优选的：渗吸实验过程中，当渗吸液量与驱替油量趋于稳定时，再计算得到所述比例常数α。
优选的：缝内压裂液体积与滞留压裂液体积之间的关系为一比例常数β，该比例常数通过如下方式得到：所述比例常数通过多个缝网中压裂液的滞留实验获得。
优选的，所述比例常数β为0.6～1.0。
优选的，根据裂缝内流体和滞留压裂液体积总量守恒的定律，结合所述渗吸置换压裂液体积与缝内油体积之间的关系以及所述缝内压裂液体积与滞留压裂液体积之间的关系，计算得到裂缝内流体体积和滞留压裂液体积之间的关系，所述裂缝内流体体积和滞留压裂液体积之间的关系如下：
其中，V裂缝内流体为裂缝内流体体积，V滞留压裂液为滞留压裂液体积，α为渗吸置换压裂液体积与缝内油体积之间的比值，β为缝内压裂液体积与滞留压裂液体积之间的比值。
优选的，确定压裂液串通量、井口压力变化量、液体综合压缩系数以及裂缝内流体体积之间的关系时，对研究区井作出如下假设：
假设一：注入压裂液用于造缝和渗吸置换压裂液；
假设二：为了使储层具有一定的渗吸置换能力，必须确保基质渗透率在0.1mD以下；
假设三：同一区块内压裂液渗吸体积与置换油体积成正向关系
优选的，确定压裂液串通量、井口压力变化量、液体综合压缩系数以及裂缝内流体体积之间的关系时，根据被干扰井的井口压力波动计算闷井过程中主干扰井向被干扰井中串通的压裂液量，压裂液串通量、井口压力变化量、液体综合压缩系数以及裂缝内流体体积之间的关系如下所示：
其中，ΔP为井口压力变化量，单位为MPa；C为液体综合压缩系数；ΔV为压裂液井间串通量，单位为m3；V为缝内液体体积，单位为m3。
优选的，所述压裂液井间串通量ΔV的计算公式如下：
ΔV＝C·V·ΔP。
优选的，C取值数量级在3.4～5.0×10-4m3/MPa。
本发明具有如下有益效果：
本发明基于物质守恒定律，能够结合渗吸实验以及缝网中压裂液的滞留实验，通过测试渗吸置换压裂液与缝内油体积和缝内压裂液与滞留压裂液之间的关系，计算得出了邻井压裂液的串通量，实现了定量表征邻井压裂液串通量以及准确评估井间干扰程度的目的，为油田开发方案设计提供一定的依据。
附图说明
图1为本发明考虑渗吸的压裂液井间串通量计算方法流程示意图；
图2为本发明实施例中不同井间干扰程度对比图。
具体实施方式
下面以列举实施例的方式对本发明的技术方案进一步做出具体的阐述，但本发明不限于以下所列举的实施例。
参照图1，本发,考虑渗吸的压裂液井间串通量计算方法，包括如下步骤：
S1，由室内渗吸实验，确定渗吸置换压裂液体积(用于渗吸置换的压裂液体积)与缝内油体积之间的比例常数α；由缝网中压裂液的滞留实验，确定缝内压裂液的体积与滞留压裂液体积(滞留于储层中的压裂液，即缝内压裂液与渗吸置换压裂液体积之和)之间的比例常数β，如图1中S1所示；
S2，根据物质守恒定律，即裂缝内流体体积(即裂缝内压裂液与缝内油体积之和)与滞留压裂液体积总量守恒，再结合渗吸置换压裂液体积与缝内油体积、缝内压裂液与滞留压裂液之间的关系，推导得出裂缝内流体体积和滞留压裂液体积之间的关系，如图1中S2所示；
S3，对研究区井作出相关假设，得出压裂液串通量与压力、液体综合压缩系数以及裂缝内流体体积之间的关系，如图1中S3所示；
S4，由上述步骤得到的参数，计算压裂液井间串通量(也即井间压裂液串通量大小)。
根据压裂液井间串通量的大小能够评估不同井之间的干扰程度，如图1中S4所示。
本发明优选的方法中，S1的具体方法如下：
通过渗吸实验可确定压裂液的渗吸量以及渗吸驱油的体积，忽略地层高压的情况，实验得到的渗吸压裂液与驱替出油的体积之比与闷井过程中渗吸置换压裂液体积与缝内油体积之比保持一致，进而可确定α；通过大量缝网中压裂液的滞留实验表明，缝内压裂液与滞留压裂液的体积之比约为0.6～1.0，即β值取0.8。
本发明优选的方法中，S2的具体方法如下：
确定裂缝内流体的体积是计算裂缝串通量的关键，通过对裂缝内流体、滞留压裂液之间物质守恒公式进行推导，可得出裂缝内流体和滞留压裂液之间的关系：
由物质守恒方程可知：
V裂缝内流体＝V缝内压裂液+V缝内油 (1)
V滞留压裂液＝V缝内压裂液+V渗吸置换压裂液 (2)
由流体运移关系式可知：
V渗吸置换压裂液＝αV缝内油 (3)
V缝内压裂液＝βV滞留压裂液 (4)
通过对式(1)～式(4)推导可知，V裂缝内流体与V滞留压裂液之间存在以下关系：
本发明优选的方法中，S3的具体方法如下：
已知研究区一口井进行压裂时邻井通常处于关井状态，基于物质守恒定律作出如下假设：①注入压裂液用于造缝和渗吸置换压裂液；②为了使储层具有一定的渗吸置换能力，必须确保基质渗透率在0.1mD以下；③同一区块内压裂液渗吸体积与置换油体积成正向关系。因此，可根据被干扰井的井口压力波动计算闷井过程中主干扰井向被干扰井中串通的压裂液量，其串通量与压力、液体综合压缩系数以及裂缝内流体体积之间的关系如下所示：
其中：ΔP为井口压力变化量，单位为MPa；C为液体综合压缩系数，取值数量级在3.4～5.0×10-4m3/MPa；ΔV为压裂液串通量，单位为m3；V为缝内液体体积，单位为m3。在闷井过程中，井口压力变化量ΔP可直接由井口压力计测得，液体综合压缩系数C可取4.0×10- 4m3/MPa。
本发明优选的方法中，S4的具体方法如下：
由(6)式转化可知，压裂液串通量的计算公式为：
ΔV＝C·V·ΔP (7)。
实施例
本实施例中，为了定量表征不同井对其邻井的压裂液串通量、评价其井间干扰程度，本实施例选取J-1、J-2、J-3和J-4进行实验，具体步骤如下：
步骤一：由渗吸实验得到的渗吸压裂液与驱替出油的体积之比与闷井过程中渗吸置换压裂液液体与缝内油体积之比保持一致。分别对四口井进行25天的渗吸实验，监测四口井的单位长度渗吸液量体积的算数平均值和单位长度驱替油量体积的算数平均值，四口井的单位长度渗吸液量体积的算数平均值与四口井的单位长度驱替油量体积的算数平均值的比值为α，如表1所示。
表1
通过大量缝网中压裂液的滞留实验表明，缝内压裂液与滞留压裂液的体积之比β值取0.8。
步骤二：通过对一系列公式(如公式(1)～公式(4))推导，得出裂缝内流体和滞留压裂液体积之间的关系为：
其中，α、β均为比例常数。
步骤三：对4口井分别作出以下假设：①注入压裂液用于造缝和渗吸置换压裂液；②为了使储层具有一定的渗吸置换能力，必须确保基质渗透率在0.1mD以下；③同一区块内压裂液渗吸体积与置换油体积成正向关系。得出压裂液串通量与压力、液体综合压缩系数以及裂缝内流体体积之间的关系为：
其中：ΔP为井口压力变化量，单位为MPa；C为液体综合压缩系数，取值4.0×10- 4m3/MPa；ΔV为压裂液串通量，单位为m3；V为缝内液体体积，单位为m3。在闷井过程中，井口压力变化量ΔP可直接由井口压力计测得。
步骤四：由上述步骤得到的比例系数、注入压裂液滞留这些参数，计算井间压裂液串通量大小，评估不同井之间的干扰程度，压裂液井间串通量如表2所示。
表2
根据表2的结果绘制井间干扰程度对比图，如下图2所示。可以看出J-1井压裂液串通量最多，井间干扰程度最严重；J-3和J-4井压裂液串通量相当；J-2井压裂液串通量最小，井间干扰程度最微弱。
由上述可以看出，本发明建立了一种用于定量评价压裂液井间串通量的方法，该方法实现了定量表征邻井压裂液串通干扰、准确评价井间干扰程度的目标。
以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的研究人员均可能利用上述技术方案加以修改。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，属于本发明要求保护的范围。
Claims (3)
1.一种考虑渗吸的压裂液井间串通量计算方法，其特征在于，包括如下过程：
获取渗吸置换压裂液体积与缝内油体积之间的关系；
获取缝内压裂液体积与滞留压裂液体积之间的关系；
根据物质守恒定律，结合所述渗吸置换压裂液体积与缝内油体积之间的关系以及所述缝内压裂液体积与滞留压裂液体积之间的关系，计算得到裂缝内流体体积和滞留压裂液体积之间的关系；
确定压裂液串通量、井口压力变化量、液体综合压缩系数以及裂缝内流体体积之间的关系；
根据压裂液串通量、井口压力变化量、液体综合压缩系数以及裂缝内流体体积之间的关系，计算得到压裂液井间串通量；
所述渗吸置换压裂液体积与缝内油体积之间的关系为一比例常数，该比例常数通过如下方式得到：
通过渗吸实验确定压裂液的渗吸量以及渗吸驱油的体积，在忽略地层高压的情况，渗吸实验得到的渗吸压裂液与驱替出油的体积之比与闷井过程中渗吸置换压裂液体积与缝内油体积之比保持一致，得到所述比例常数；
渗吸实验过程中，当渗吸液量与驱替油量趋于稳定时，再计算得到所述比例常数；
缝内压裂液体积与滞留压裂液体积之间的关系为一比例常数，该比例常数通过如下方式得到：
所述比例常数通过多个缝网中压裂液的滞留实验获得；
根据裂缝内流体和滞留压裂液体积总量守恒的定律，结合所述渗吸置换压裂液体积与缝内油体积之间的关系以及所述缝内压裂液体积与滞留压裂液体积之间的关系，计算得到裂缝内流体体积和滞留压裂液体积之间的关系，所述裂缝内流体体积和滞留压裂液体积之间的关系如下：
其中，V裂缝内流体为裂缝内流体体积，V滞留压裂液为滞留压裂液体积，α为渗吸置换压裂液体积与缝内油体积之间的比值，β为缝内压裂液体积与滞留压裂液体积之间的比值；
确定压裂液串通量、井口压力变化量、液体综合压缩系数以及裂缝内流体体积之间的关系时，对研究区井作出如下假设：
假设一：注入压裂液用于造缝和渗吸置换压裂液；
假设二：基质渗透率在0.1mD以下；
假设三：同一区块内压裂液渗吸体积与置换油体积成正向关系；
确定压裂液串通量、井口压力变化量、液体综合压缩系数以及裂缝内流体体积之间的关系时，根据被干扰井的井口压力波动计算闷井过程中主干扰井向被干扰井中串通的压裂液量，压裂液串通量、井口压力变化量、液体综合压缩系数以及裂缝内流体体积之间的关系如下所示：
其中，ΔP为井口压力变化量，单位为MPa；C为液体综合压缩系数；ΔV为压裂液井间串通量，单位为m3；V为缝内液体体积，单位为m3；
所述压裂液井间串通量ΔV的计算公式如下：
。
2.根据权利要求1所述的一种考虑渗吸的压裂液井间串通量计算方法，其特征在于，所述比例常数为0.6~1.0。
3.根据权利要求1所述的一种考虑渗吸的压裂液井间串通量计算方法，其特征在于，C取值数量级在3.4~5.0×10-4m3/MPa。
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| CN109187923A (zh) * | 2018-09-12 | 2019-01-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种缝网裂缝油藏渗吸采油效果实验评价方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 基于压裂返排数据的有效破裂体积计算方法;刘子雄;王艳红;高杰;冯青;樊爱彬;;石油地质与工程(第02期);全文 * |
| 煤层应力敏感性及其对压裂液滤失的影响;冯利娟;郭大立;曾晓慧;朱卫平;刘川庆;;煤田地质与勘探(第02期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114165205A (zh) | 2022-03-11 |
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