CN114575812A - 页岩储层气井压裂方案的确定方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种页岩储层气井压裂方案的确定方法和装置。方法包括：在对目标气井的气井信息和目标储层的储层信息进行分析后，对目标气井进行分段，并依次优化目标气井的目标射孔参数、目标施工参数以及目标暂堵转向参数，基于此，得到优化后的目标压裂方案。上述方法充分考虑了目标气井和目标储层的特征，并对目标气井压裂方案所需的各项参数进行了优化，得到了能够充分开发页岩储层中页岩气的目标气井压裂方案。
Description
技术领域
本申请涉及油气开采技术领域，特别涉及一种页岩储层气井压裂方案的确定方法和装置。
背景技术
页岩气是一种非常规天然气资源，相关的开发工艺技术已逐渐趋于成熟，其中，页岩储层气井压裂方案的确定对页岩气的开发起着决定性作用。在我国川南地区，页岩储层水平应力差较大，水平应力差约为10-16MPa，导致形成的裂缝较为单一，页岩气的开发难度较大。对于这类高水平应力差页岩储层，要实现页岩气的充分开发，需要确定一种有效的气井压裂方案。
目前国内高水平应力差页岩储层气井压裂方案主要采用泵送桥塞分段，密切割压裂技术对页岩储层进行压裂。这种方案通过对水平井进行分段，将每段段长缩短到约40-50m，在每段段内确定3簇射孔，将簇间距缩短到约14-17m，然后采用低黏滑溜水，以段塞加砂或连续加砂的压裂模式，对页岩储层进行压裂。
然而，对于高水平应力差页岩储层，采用上述方案进行压裂存在以下几点问题：一是水平井每段段内仅有3簇射孔，压裂时产生的流体流动通道少，裂缝较为单一，导致页岩储层未能完全被压裂；二是水平井段内簇间距较大，诱导应力效应弱，裂缝的复杂程度较低，导致簇间储层动用不充分；三是水平井分段段长较短，施工段数增多，导致施工成本大大增加。因此，在实际工程中，缺少一种适合高水平应力差页岩储层的气井压裂方案，以充分开发这类页岩储层中的页岩气。
发明内容
本申请实施例提供了一种页岩储层气井压裂方案的确定方法，采用该方法得到了能够充分开发页岩储层中页岩气的目标气井压裂方案。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种页岩储层气井压裂方案的确定方法，该方法包括：
基于目标气井的气井信息和目标储层的储层信息，确定该目标气井的目标分段参数，该目标分段参数包括该目标气井的分段节点和分段段长，该目标分段参数满足分段条件，其中，该目标分段参数满足分段条件是指该目标气井的平均分段段长满足长度阈值；
确定该目标气井的目标射孔参数，该目标射孔参数包括射孔簇数、射孔孔数以及射孔直径；
基于该储层信息、该目标分段参数以及该目标射孔参数，确定目标施工参数，该目标施工参数包括施工排量、用液强度以及加砂强度，其中，基于该目标施工参数得到的模拟压裂结果满足压裂条件；
确定目标暂堵转向参数，该目标暂堵转向参数包括暂堵球的投入条件、粒径以及数量；
基于该目标分段参数、该目标射孔参数、该目标施工参数以及该目标暂堵转向参数，生成目标压裂方案。
可选地，该基于目标气井的气井信息和目标储层的储层信息，确定该目标气井的目标分段参数包括：
获取该气井信息和该储层信息，该气井信息包括该目标气井的水平段钻井显示和固井质量，该储层信息包括该目标储层的测井解释结果、天然裂缝特征、室内岩心实验结果以及地震测试结果；
基于该气井信息和该储层信息，对该目标气井的水平段区域进行分段，得到该目标分段参数。
可选地，该确定该目标气井的目标射孔参数包括：
基于该储层信息和该目标分段参数，确定该射孔簇数；
基于限流压裂理论和各簇压力平衡方程，确定该射孔孔数；
获取该射孔直径。
可选地，该基于该储层信息和该目标分段参数，确定该射孔簇数包括：
基于该储层信息和该目标分段参数，调用裂缝模拟模型，得到至少一个裂缝均匀指数，该裂缝模拟模型用于模拟该目标气井的水平段区域在不同射孔簇数下的诱导应力场分布情况以及裂缝扩展形态；
响应于任一该裂缝均匀指数满足指数阈值，确定该射孔簇数。
可选地，该基于该储层信息、该目标分段参数以及该目标射孔参数，确定目标施工参数包括：
基于该储层信息、该目标分段参数、该目标射孔参数，建立该目标储层的地质力学模型，该地质力学模型用于模拟处于不同施工条件下的该目标储层；
基于该地质力学模型，以非常规裂缝压裂的压裂方式，对该目标储层进行压裂模拟，得到该目标施工参数。
可选地，该对该目标储层进行压裂模拟，得到该目标施工参数包括：
基于多个预设施工排量、固定用液强度以及固定加砂强度，对该目标储层进行压裂模拟，确定该施工排量；
基于该施工排量、多个预设用液强度以及该固定加砂强度，对该目标储层进行压裂模拟，确定该用液强度；
基于该施工排量、该用液强度以及多个预设加砂强度，对该目标储层进行压裂模拟，确定该加砂强度。
可选地，该基于该目标施工参数得到的模拟压裂结果满足压裂条件是指：该目标储层的体积增幅满足增幅条件，且，该目标储层的裂缝长度和该井间距相匹配，该井间距是指该目标气井与相邻气井之间的距离。
可选地，该施工参数还包括加砂方式，该加砂方式是指滑溜水连续加砂方式，或，滑溜水段塞式加砂方式。
另一方面，提供了一种页岩储层气井压裂方案的确定装置，其特征在于，该装置包括：
第一确定模块，用于基于目标气井的气井信息和目标储层的储层信息，确定该目标气井的目标分段参数，该目标分段参数包括该目标气井的分段节点和分段段长，该目标分段参数满足分段条件，其中，该目标分段参数满足该分段条件是指该目标气井的平均分段段长满足长度阈值；
第二确定模块，用于确定该目标气井的目标射孔参数，该目标射孔参数包括射孔簇数、射孔孔数以及射孔直径；
第三确定模块，用于基于该储层信息、该目标分段参数以及该目标射孔参数，确定目标施工参数，该目标施工参数包括施工排量、用液强度以及加砂强度，其中，基于该目标施工参数所得到的模拟压裂结果满足压裂条件；
第四确定模块，用于确定目标暂堵转向参数，该目标暂堵转向参数包括暂堵球的投入条件、粒径以及数量；
目标压裂方案生成模块，用于基于该目标分段参数、该目标射孔参数、该目标施工参数以及该目标暂堵转向参数，生成目标压裂方案。
可选地，该第一确定模块用于：
获取该气井信息和该储层信息，该气井信息包括该目标气井的水平段钻井显示和固井质量，该储层信息包括该目标储层的测井解释结果、天然裂缝特征、室内岩心实验结果以及地震测试结果；
基于该气井信息和该储层信息，对该目标气井的水平段区域进行分段，得到该目标分段参数。
可选地，该第二确定模块包括：
第一确定单元，用于基于该储层信息和该目标分段参数，确定该射孔簇数；
第二确定单元，用于基于限流压裂理论和各簇压力平衡方程，确定该射孔孔数；
获取单元，用于获取该射孔直径。
可选地，该第一确定单元用于：
基于该储层信息和该目标分段参数，调用裂缝模拟模型，得到至少一个裂缝均匀指数，该裂缝模拟模型用于模拟该目标气井的水平段区域在不同射孔簇数下的诱导应力场分布情况以及裂缝扩展形态；
响应于任一该裂缝均匀指数满足指数阈值，确定该射孔簇数。
可选地，该第三确定模块包括：
地质力学模型建立单元，用于基于该储层信息、该目标分段参数、该目标射孔参数，建立该目标储层的地质力学模型，该地质力学模型用于模拟处于不同施工条件下的该目标储层；
压裂模拟单元，用于基于该地质力学模型，以非常规裂缝压裂的压裂方式，对该目标储层进行压裂模拟，得到该目标施工参数。
可选地，该压裂模拟单元用于：
基于多个预设施工排量、固定用液强度以及固定加砂强度，对该目标储层进行压裂模拟，确定该施工排量；
基于该施工排量、多个预设用液强度以及该固定加砂强度，对该目标储层进行压裂模拟，确定该用液强度；
基于该施工排量、该用液强度以及多个预设加砂强度，对该目标储层进行压裂模拟，确定该加砂强度。
可选地，该基于该目标施工参数得到的模拟压裂结果满足压裂条件是指：该目标储层的体积增幅满足增幅条件，且，该目标储层的裂缝长度和该井间距相匹配，该井间距是指该目标气井与相邻气井之间的距离。
可选地，该施工参数还包括加砂方式，该加砂方式是指滑溜水连续加砂方式，或，滑溜水段塞式加砂方式。
另一方面，提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器和存储器，该存储器用于存储至少一段程序代码，该至少一段程序代码由该处理器加载并执行以实现本申请实施例中的页岩储层气井压裂方案的确定方法中所执行的操作。
另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有至少一段程序代码，该至少一段程序代码由该处理器加载并执行以实现如本申请实施例中页岩储层气井压裂方案的确定方法中所执行的操作。
在本申请实施例中，本申请实施例提供了一种页岩储层气井压裂方案的确定方法，在对目标气井的气井信息和目标储层的储层信息进行分析后，对目标气井进行分段，并依次优化目标气井的目标射孔参数、目标施工参数以及目标暂堵转向参数，基于此，得到优化后的目标压裂方案。上述方法充分考虑了目标气井和目标储层的特征，并对目标气井压裂方案所需的各项参数进行了优化，得到了能够充分开发页岩储层中页岩气的目标气井压裂方案。
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是根据本申请实施例提供的一种页岩储层气井压裂方案的确定方法的流程图；
图2是根据本申请实施例提供的另一种页岩储层气井压裂方案的确定方法的流程图；
图3是根据本申请实施例提供的一种基于气井信息和储层信息进行分段的示意图；
图4是根据本申请实施例提供的两种布孔方式下的均匀指数示意图；
图5是根据本申请实施例提供的一种基于目标施工参数进行压裂的示意图；
图6是根据本申请实施例提供的一种页岩储层气井压裂方案的确定装置的结构框图；
图7是根据本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
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。
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据本申请实施例提供的一种页岩储层气井压裂方案的确定方法的流程图，如图1所示，在本申请实施例中以应用于计算机设备为例进行说明。该方法包括以下步骤：
101、计算机设备基于目标气井的气井信息和目标储层的储层信息，确定该目标气井的目标分段参数，该目标分段参数满足分段条件。
在本申请实施例中，目标分段参数包括分段节点和分段段长。该目标分段参数满足分段条件是指目标气井的平均分段段长满足长度阈值。
102、计算机设备确定该目标气井的目标射孔参数，该目标射孔参数包括射孔簇数、射孔孔数以及射孔直径。
103、计算机设备基于储层信息、目标分段参数以及目标射孔参数，确定目标施工参数，该目标施工参数包括施工排量、用液强度以及加砂强度，其中，基于该目标施工参数所得到的模拟压裂结果满足压裂条件。
104、计算机设备确定目标暂堵转向参数，该目标暂堵转向参数包括暂堵球的投入条件、粒径以及数量。
105、计算机设备基于该目标分段参数、该目标射孔参数、该目标施工参数以及该目标暂堵转向参数，生成目标压裂方案。
在本申请实施例中，提供了一种页岩储层气井压裂方案的确定方法，在对目标气井的气井信息和目标储层的储层信息进行分析后，对目标气井进行分段，并依次优化目标气井的目标射孔参数、目标施工参数以及目标暂堵转向参数，基于此，得到优化后的目标压裂方案。上述方法充分考虑了目标气井和目标储层的特征，并对目标气井压裂方案所需的各项参数进行了优化，得到了能够充分开发页岩储层中页岩气的目标气井压裂方案。
图2是根据本申请实施例提供的一种页岩储层气井压裂方案的确定方法的流程图，如图2所示，在本申请实施例中以应用于计算机设备为例进行说明。该方法包括以下步骤：
201、计算机设备获取目标气井的气井信息和目标储层的储层信息，该气井信息包括目标气井的水平段钻井显示和固井质量，该储层信息包括目标储层的测井解释结果、天然裂缝特征、室内岩心实验结果以及地震测试结果。
在本申请实施例中，目标气井用于开采目标储层中的页岩气。目标储层是指具有高水平应力差的页岩储层，例如，目标储层的水平应力差为11-14MPa，本申请实施例对于目标储层的水平应力差不作限定。水平段钻井显示是指对目标气井的水平段区域进行钻井作业时的显示参数。固井质量是指对目标气井进行固井作业后的固井质量评价参数。测井解释结果是指利用各类仪器对目标储层进行测量，得到的目标储层的物性参数以及力学参数等。天然裂缝特征是指目标储层天然发育的裂缝的走向、长度以及分布情况等信息。室内岩心实验结果是指对目标储层中岩心的物理、力学性质的测试结果，以及模拟实验结果等。地震测试结果是指利用地震监测仪对目标储层进行地震模拟检测得到的结果。
可选地，上述获取气井信息和储层信息的过程包括：计算机设备获取目标气井的气井编号，以该气井编号为索引，在页岩储层气井的数据资源库中，查询目标气井的气井信息和目标气井所在目标储层的储层信息，以得到本步骤中所述的各项信息。本申请实施例对于获取气井信息和储层信息的方式不作具体限定。
202、计算机设备基于该气井信息和该储层信息，对该目标气井的水平段区域进行分段，得到该目标气井的目标分段参数，该目标分段参数满足分段条件。
在本申请实施例中，目标分段参数包括该目标气井的分段节点和分段段长。分段节点是指对目标气井的水平段区域进行分段后，每段的起始位置和终点位置。分段段长是指对目标气井的水平段区域进行分段后，每段的长度。该目标分段参数满足分段条件是指目标气井的平均分段段长满足长度阈值。可选地，计算机设备预先设置一个长度阈值，当目标气井的平均分段段长大于或等于该长度阈值，则确定上述分段参数满足分段条件，例如，该长度阈值为60m。本申请实施例对于长度阈值的具体数值不作具体限定。
在本申请实施例中，计算机设备基于储层信息，对目标储层中与目标气井水平段区域对应的储层进行划分，将物性相近、力学性质相近的储层分为一段，同时结合气井信息，得到与划分后的储层对应的目标气井的分段参数。
可选地，物性相近主要考虑的物理参数包括有机碳含量、含气量、孔隙度以及脆性矿物含量等，力学性质相近主要考虑的力学参数包括弹性模量、泊松比、地层破裂压力以及最大和最小水平主应力等。例如，具体可参考图3，图3是本申请实施例提供的一种基于气井信息和储层信息进行分段的示意图，图中所示即为根据气井信息和储层信息，将物性相近、力学性质相近的储层分为一段，得到分段节点和分段段长。
通过基于气井信息和储层信息对目标气井进行分段，且目标分段参数满足分段条件，既考虑了目标储层的地质特征和目标气井的硬件条件，又考虑了施工成本，极大地优化了目标气井的分段参数。
203、计算机设备基于该储层信息和该目标分段参数，确定射孔簇数。
在本申请实施例中，射孔簇数是指对目标气井进行分段后，每段段内所设置的射孔簇的数量。
本步骤分为以下两个步骤：
步骤一：计算机设备基于该储层信息和该目标分段参数，调用裂缝模拟模型，得到至少一个裂缝均匀指数。
在本申请实施例中，裂缝模拟模型用于模拟目标气井的水平段区域在不同射孔簇数下的诱导应力场分布情况以及裂缝扩展形态。具体地，计算机设备基于目标分段参数、储层信息中测井解释结果的物性参数以及室内岩心实验结果，基于数值模拟软件，调用裂缝模拟模型，模拟目标气井的水平段区域在不同射孔簇数下的诱导应力场分布情况以及裂缝扩展形态，然后计算机设备计算不同射孔簇数下的裂缝均匀指数。
可选地，计算机设备预先设置至少一个射孔簇数，例如，设置射孔簇数分别为4簇、5簇、6簇、7簇、8簇或更多簇，然后计算机设备基于数值模拟软件，调用裂缝模拟模型，模拟得到目标气井的水平段区域在不同射孔簇数下的诱导应力场分布情况以及裂缝扩展形态，基于此，得到不同射孔簇数下的裂缝的缝长，通过下述公式(1)计算不同射孔簇数下的裂缝均匀指数SL，通常，裂缝均匀指数越大，裂缝扩展越好。公式(1)如下：
式中，N为裂缝条数，Xi为第i条裂缝的长度，X为裂缝的平均长度。
步骤二：计算机设备响应于任一裂缝均匀指数满足指数阈值，确定射孔簇数。
在本申请实施例中，裂缝均匀指数用于评价射孔簇之间的簇间距，通常，簇间距不易太短或太长，簇间距较短时，裂缝延伸抑制作用较强，不利于裂缝的扩展，而簇间距较长时，射孔簇与射孔簇之间可能未被改造，且基质中气体流向裂缝的渗流时间长，也不利于裂缝的扩展。
可选地，计算机设备预先设置指数阈值，当计算机设备基于不同射孔簇数，确定某一射孔簇数下的裂缝均匀指数满足指数阈值时，则将对应的射孔簇数确定为本步骤中的射孔簇数。本申请实施例对于指数阈值的设置方式不作具体限定。
204、计算机设备基于限流压裂理论和各簇压力平衡方程，确定射孔孔数。
在本申请实施例中，射孔孔数是指对目标气井进行分段后，每段段内所设置的射孔的孔数。限流压裂理论是指，射孔孔数减少，孔眼摩阻增加，施工过程中有利于提高井底压力，使各簇均匀起裂，但孔数太少也会引起施工泵压过高，此外，由于簇间诱导应力影响，中间簇裂缝会受到抑制，导致裂缝非均匀扩展。各簇压力平衡方程如以下公式(2)和公式(3)所示：
Pi+Pfi＝Pfi+1+Pi，i+1 (2)
Pi-1+Pfi-1＝Pi+Pfi+Pi-1，i (3)
式中，Pi-1、Pi、Pi+1分别为第i-1、i、i+1簇的破裂压力，Pfi-1、Pfi、Pfi+1分别为第i-1、i、i+1簇的孔眼摩阻，Pi-1，i、Pi，i+1为沿程摩阻。
基于各簇压力平衡方程可知，在单段孔数不变条件下，适当增加中间簇的射孔孔数，使其流量分配增加，有利于中间裂缝进一步扩展。
可选地，计算机设备基于数值模拟软件，调用射孔孔数计算模型，基于限流压裂理论和各簇压力平衡方程，计算得到射孔孔数。例如，射孔孔数为48孔和36孔。
可选地，为了使裂缝同步扩展，在每段的射孔孔数不变的情况下，使中间射孔簇的射孔孔数大于段内其余射孔簇的射孔孔数，能够进一步的增加流量分配，利于中间裂缝进一步延伸。参考图4，图4是本申请实施例提供的两种布孔方式下的均匀指数示意图，以射孔簇数为6簇、射孔孔数为36孔为例，图中左图所示为均匀布孔，每个射孔簇的射孔孔数均为6，图中右图所示为非均匀布孔，中间两个射孔簇的射孔孔数为8，其余射孔簇的射孔孔数为5，显然，非均匀布孔方式下的均匀指数更低，说明流量分配更均匀。
通过限流压裂理论和各簇压力平衡方程，来确定射孔孔数，既可提高井底压力又可保证正常施工，能够在保证多簇裂缝起裂的同时，实现裂缝的均匀扩展。
205、计算机设备获取射孔直径。
在本申请实施例中，计算机设备显示射孔直径的设置界面，用户能够根据以往的实际工程经验，确定射孔直径，并在该设置界面上输入射孔直径。例如，射孔直径设置为10mm。
206、计算机设备基于射孔簇数、射孔孔数以及射孔直径，得到该目标气井的目标射孔参数。
需要说明的是，在本申请实施例中，计算机设备按照上述步骤203至步骤206以从前往后的顺序进行目标射孔参数的确定。在一种可选的实现方式中，计算机设备按照上述步骤203至步骤205以并行的方式进行目标射孔参数的确定。在另一种可选的实现方式中，计算机设备按照上述步骤203至步骤205以任一顺序进行目标射孔参数的确定。本申请实施例对于上述步骤203至步骤205的执行顺序不作具体限定。
207、计算机设备基于储层信息、目标分段参数、目标射孔参数，建立目标储层的地质力学模型。
在本申请实施例中，计算机设备基于上述步骤201中储层信息中的测井解释结果和地震测试结果、上述步骤202中得到的目标分段参数以及上述步骤206中得到的目标射孔参数，通过数值模拟软件，建立目标储层的地质力学模型。该地质力学模型用于模拟处于不同施工条件下的目标储层。
208、计算机设备基于该地质力学模型，以非常规裂缝压裂的压裂方式，对目标储层进行压裂模拟，得到目标施工参数，该目标施工参数包括施工排量、用液强度以及加砂强度，其中，基于该目标施工参数所得到的模拟压裂结果满足压裂条件。
在本申请实施例中，计算机设备通过数值模拟软件，以该地质力学模型为基础，通过非常规裂缝压裂的压裂方式，对目标储层进行压裂模拟。基于该目标施工参数所得到的模拟压裂结果满足压裂条件是指：目标储层的体积增幅满足增幅条件，且，目标储层的裂缝长度和井间距相匹配，该井间距是指目标气井与相邻气井之间的距离。其中，体积增幅满足增幅条件是指目标储层被压裂后的体积增幅速率小于或等于预设增幅阈值，裂缝长度和井间距相匹配是指目标储层被压裂后得到的裂缝长度不能超过井间距，避免与相邻气井出现压窜现象。例如，井间距为300m，则目标储层的裂缝长度不能超过150m。
可选地，上述施工参数还包括加砂方式，该加砂方式是指滑溜水连续加砂方式，或，滑溜水段塞式加砂方式。
本步骤中，计算机设备对目标储层进行压裂模拟包括以下步骤一至步骤三：
步骤一：计算机设备基于多个预设施工排量、固定用液强度以及固定加砂强度，对目标储层进行压裂模拟，确定施工排量。
在本申请实施例中，计算机设备预先设置多个预设施工排量、一个固定用液强度以及一个固定加砂强度，其中，多个预设施工排量的数值均不相同，固定用液强度和固定加砂强度均为默认不变的固定数值。例如，多个预设施工排量分别为14m3/min、15m3/min、16m3/min以及17m3/min，固定用液强度为25m3/m，固定加砂强度为2t/m。然后计算机设备基于固定用液强度和固定加砂强度，在不同预设施工排量下，依次对目标储层进行压裂模拟，得到符合压裂条件的施工排量，在该施工排量下，目标储层的体积增幅满足增幅条件，且，目标储层的裂缝长度和井间距相匹配。需要说明的是，在实际工程中，能够根据需求设置不同的预设施工排量、固定用液强度以及固定加砂强度，本申请实施例对此不作具体限定。
可选地，计算机设备在确定施工排量的同时，计算沿程摩阻、裂缝延伸压力梯度以及施工限制压力等，以确保在高水平应力差下，目标储层的裂缝能够顺利延伸。
步骤二：计算机设备基于该施工排量、多个预设用液强度以及固定加砂强度，对目标储层进行压裂模拟，确定用液强度。
在本申请实施例中，计算机设备在通过上述步骤一确定了施工排量的情况下，预先设置多个预设用液强度以及一个固定加砂强度，其中，多个预设用液强度的数值均不相同，固定加砂强度为默认不变的固定数值。例如，计算机设备基于步骤一得到的施工排量为16m3/min，多个预设用液强度分别为25m3/m，30m3/m、35m3/m以及40m3/m，固定加砂强度为2t/m。然后计算机设备基于上述施工排量和固定加砂强度，在不同预设用液强度下，依次对目标储层进行压裂模拟，得到符合压裂条件的用液强度，在该用液强度下，目标储层的体积增幅满足增幅条件，且，目标储层的裂缝长度和井间距相匹配。需要说明的是，在实际工程中，能够根据需求设置不同的预设用液强度以及固定加砂强度，本申请实施例对此不作具体限定。
步骤三：计算机设备基于该施工排量、该用液强度以及多个预设加砂强度，对目标储层进行压裂模拟，确定加砂强度。
在本申请实施例中，计算机设备通过上述步骤一和步骤二，确定了施工排量以及用液强度的情况下，预先设置多个预设加砂强度，其中，多个预设加砂强度的数值均不相同。例如，计算机设备基于步骤一得到的施工排量为16m3/min，基于步骤二得到的用液强度为35m3/m，多个预设加砂强度分别为2t/m、3t/m、4t/m以及5t/m。然后计算机设备基于从上述步骤一中得到的施工排量和从上述步骤二中得到的用液强度，在不同预设加砂强度下，依次对目标储层进行压裂模拟，得到符合压裂条件的加砂强度，在该加砂强度下，目标储层的体积增幅满足增幅条件，且，目标储层的裂缝长度和井间距相匹配。需要说明的是，在实际工程中，能够根据需求设置不同的预设加砂强度，本申请实施例对此不作具体限定。
参考图5，图5是本申请实施例提供的一种基于本申请实施例得到的目标施工参数对目标储层进行压裂后的压裂结果。按照目标施工参数对目标储层进行压裂后，支撑裂缝范围明显增大，且符合压裂条件。
209、计算机设备确定目标暂堵转向参数，该目标暂堵转向参数包括暂堵球的投入条件、粒径以及数量。
在本申请实施例中，暂堵球用于在气井压裂的施工过程中，对已压开裂缝的射孔进行封堵，以便在水力的作用下迫使页岩储层产生新的压裂裂缝。投入条件是指在施工过程中，投入暂堵球的条件，粒径是指投入的暂堵球的直径，数量是指投入的暂堵球的数量。在实际工程中，通常在压裂时，会存在无效射孔簇，这类射孔簇未能及时被压开，因此，需要在压裂过程中投入暂堵球，以暂时堵住已被压开的射孔簇，在此基础上，迫使压裂液进入无效射孔簇，使这类无效射孔簇也能被压开，增大段内的簇效率，以形成更多的裂缝。可选地，暂堵球的粒径范围为15mm至19mm，暂堵球的数量为射孔孔数的0.5倍至0.6倍。需要说明的是，在一些实施例中，暂堵球的粒径并不统一，其中每种粒径的暂堵球的数量也不统一，在实际应用中，能够根据用户的实际需求进行设置，本申请实施例对此不作具体限定。
可选地，计算机设备显示目标暂堵转向参数的设置界面，用户能够根据以往的实际工程经验，根据已确定的目标射孔参数，确定目标暂堵转向参数，并在该设置界面上输入暂堵球的投入条件、粒径以及数量。例如，暂堵球的投入条件为注入50％-60％的压液量，且施工排量降至4-6m3/min时，暂堵球的粒径为15mm，暂堵球的数量为射孔孔数的0.5倍，也即是，以射孔孔数为48孔和36孔为例，段内射孔孔数为48孔时采用24颗15mm的暂堵球，段内射孔孔数为36孔时采用18颗15mm的暂堵球。本申请实施例对于目标暂堵转向参数的确定方式不作具体限定。
需要说明的是，在本申请实施例中，上述步骤207至步骤209是按照从前往后的顺序执行的。在一种可选的实现方式中，计算机设备先执行步骤209，确定目标暂堵转向参数，然后再执行上述步骤207和步骤208，确定目标施工参数。本申请实施例对于上述步骤207至步骤209的执行顺序不作具体限定。
210、计算机设备基于目标分段参数、目标射孔参数、目标施工参数以及目标暂堵转向参数，生成目标压裂方案。
在本申请实施例中，计算机设备基于上述步骤201至步骤209得到的各项参数，生成目标气井的目标压裂方案。
例如，目标压裂方案为：将目标气井的水平段区域按照图3所示进行分段，分段后的平均段长大于等于60m；每段内的射孔簇数为6簇，每段内的射孔孔数为48孔或36孔，射孔直径为10mm，每段内的中间射孔簇的射孔孔数大于段内其余射孔簇的射孔孔数；施工排量为16m3/min，用液强度为35m3/m，加砂强度3t/m，施工时加砂方式为滑溜水连续加砂方式；在注入50％-60％的压液量，且施工排量降至4-6m3/min时，投入暂堵球，段内射孔孔数为48孔时采用24颗15mm的暂堵球，段内射孔孔数为36孔时采用18颗15mm的暂堵球。进一步的，将本申请实施例提供的目标压裂方案与相关技术中射孔簇数为3簇的压裂方案进行比较，模拟得到的结果显示，目标压裂方案的测试产量提高27.6-30.7％，相同生产制度下，目标压裂方案的累计产量提高15.6-29.7％，且压裂后目标储层的单位体积下裂缝体积增加，体积增幅满足增幅条件，裂缝长度与井间距匹配，储层能够得到充分改造。
在本申请实施例中，提供了一种页岩储层气井压裂方案的确定方法，在对目标气井的气井信息和目标储层的储层信息进行分析后，对目标气井进行分段，并依次优化目标气井的目标射孔参数、目标施工参数以及目标暂堵转向参数，基于此，得到优化后的目标压裂方案。上述方法充分考虑了目标气井和目标储层的特征，并对目标气井压裂方案所需的各项参数进行了优化，得到了能够充分开发页岩储层中页岩气的目标气井压裂方案。
图6是根据本申请实施例提供的一种页岩储层气井压裂方案的确定装置的框图，该装置用于执行上述页岩储层气井压裂方案的确定方法时的步骤，参见图6，装置包括：第一确定模块601、第二确定模块602、第三确定模块603、第四确定模块604以及目标压裂方案生成模块605。
第一确定模块601，用于基于目标气井的气井信息和目标储层的储层信息，确定该目标气井的目标分段参数，该目标分段参数包括该目标气井的分段节点和分段段长，该目标分段参数满足分段条件，其中，该目标分段参数满足该分段条件是指该目标气井的平均分段段长满足长度阈值；
第二确定模块602，用于确定该目标气井的目标射孔参数，该目标射孔参数包括射孔簇数、射孔孔数以及射孔直径；
第三确定模块603，用于基于该储层信息、该目标分段参数以及该目标射孔参数，确定目标施工参数，该目标施工参数包括施工排量、用液强度以及加砂强度，其中，基于该目标施工参数所得到的模拟压裂结果满足压裂条件；
第四确定模块604，用于确定目标暂堵转向参数，该目标暂堵转向参数包括暂堵球的投入条件、粒径以及数量；
目标压裂方案生成模块605，用于基于该目标分段参数、该目标射孔参数、该目标施工参数以及该目标暂堵转向参数，生成目标压裂方案。
可选地，该第一确定模块601用于：
获取该气井信息和该储层信息，该气井信息包括该目标气井的水平段钻井显示和固井质量，该储层信息包括该目标储层的测井解释结果、天然裂缝特征、室内岩心实验结果以及地震测试结果；
基于该气井信息和该储层信息，对该目标气井的水平段区域进行分段，得到该目标分段参数。
可选地，该第二确定模块602包括：
第一确定单元，用于基于该储层信息和该目标分段参数，确定该射孔簇数；
第二确定单元，用于基于限流压裂理论和各簇压力平衡方程，确定该射孔孔数；
获取单元，用于获取该射孔直径。
可选地，该第一确定单元用于：
基于该储层信息和该目标分段参数，调用裂缝模拟模型，得到至少一个裂缝均匀指数，该裂缝模拟模型用于模拟该目标气井的水平段区域在不同射孔簇数下的诱导应力场分布情况以及裂缝扩展形态；
响应于任一该裂缝均匀指数满足指数阈值，确定该射孔簇数。
可选地，该第三确定模块603包括：
地质力学模型建立单元，用于基于该储层信息、该目标分段参数、该目标射孔参数，建立该目标储层的地质力学模型，该地质力学模型用于模拟处于不同施工条件下的该目标储层；
压裂模拟单元，用于基于该地质力学模型，以非常规裂缝压裂的压裂方式，对该目标储层进行压裂模拟，得到该目标施工参数。
可选地，该压裂模拟单元用于：
基于多个预设施工排量、固定用液强度以及固定加砂强度，对该目标储层进行压裂模拟，确定该施工排量；
基于该施工排量、多个预设用液强度以及该固定加砂强度，对该目标储层进行压裂模拟，确定该用液强度；
基于该施工排量、该用液强度以及多个预设加砂强度，对该目标储层进行压裂模拟，确定该加砂强度。
可选地，该基于该目标施工参数得到的模拟压裂结果满足压裂条件是指：该目标储层的体积增幅满足增幅条件，且，该目标储层的裂缝长度和该井间距相匹配，该井间距是指该目标气井与相邻气井之间的距离。
可选地，该施工参数还包括加砂方式，该加砂方式是指滑溜水连续加砂方式，或，滑溜水段塞式加砂方式。
在本申请实施例中，提供了一种页岩储层气井压裂方案的确定装置，在对目标气井的气井信息和目标储层的储层信息进行分析后，对目标气井进行分段，并依次优化目标气井的目标射孔参数、目标施工参数以及目标暂堵转向参数，基于此，得到优化后的目标压裂方案。上述方法充分考虑了目标气井和目标储层的特征，并对目标气井压裂方案所需的各项参数进行了优化，得到了能够充分开发页岩储层中页岩气的目标气井压裂方案。
图7是根据本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，该计算机设备700可因配置或性能不同而产生比较大的差异，能够包括一个或一个以上处理器(CentralProcessing Units，CPU)701和一个或一个以上的存储器702，其中，该存储器702中存储有至少一条程序代码，该至少一条程序代码由处理器701加载并执行以实现上述各个方法实施例提供的页岩储层气井压裂方案的确定方法。当然，该计算机设备还能够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，该计算机设备还能够包括其他用于实现设备功能的部件，在此不做赘述。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质应用于计算机设备，该计算机可读存储介质中存储有至少一段程序代码，该至少一段程序代码由处理器加载并执行以实现上述实施例的页岩储层气井压裂方案的确定方法中计算机设备所执行的操作。
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 (10)
1.一种页岩储层气井压裂方案的确定方法，其特征在于，所述方法包括：
基于目标气井的气井信息和目标储层的储层信息，确定所述目标气井的目标分段参数，所述目标分段参数包括所述目标气井的分段节点和分段段长，所述目标分段参数满足分段条件，其中，所述目标分段参数满足分段条件是指所述目标气井的平均分段段长满足长度阈值；
确定所述目标气井的目标射孔参数，所述目标射孔参数包括射孔簇数、射孔孔数以及射孔直径；
基于所述储层信息、所述目标分段参数以及所述目标射孔参数，确定目标施工参数，所述目标施工参数包括施工排量、用液强度以及加砂强度，其中，基于所述目标施工参数得到的模拟压裂结果满足压裂条件；
确定目标暂堵转向参数，所述目标暂堵转向参数包括暂堵球的投入条件、粒径以及数量；
基于所述目标分段参数、所述目标射孔参数、所述目标施工参数以及所述目标暂堵转向参数，生成目标压裂方案。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于目标气井的气井信息和目标储层的储层信息，确定所述目标气井的目标分段参数包括：
获取所述气井信息和所述储层信息，所述气井信息包括所述目标气井的水平段钻井显示和固井质量，所述储层信息包括所述目标储层的测井解释结果、天然裂缝特征、室内岩心实验结果以及地震测试结果；
基于所述气井信息和所述储层信息，对所述目标气井的水平段区域进行分段，得到所述目标分段参数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述目标气井的目标射孔参数包括：
基于所述储层信息和所述目标分段参数，确定所述射孔簇数；
基于限流压裂理论和各簇压力平衡方程，确定所述射孔孔数；
获取所述射孔直径。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述储层信息和所述目标分段参数，确定所述射孔簇数包括：
基于所述储层信息和所述目标分段参数，调用裂缝模拟模型，得到至少一个裂缝均匀指数，所述裂缝模拟模型用于模拟所述目标气井的水平段区域在不同射孔簇数下的诱导应力场分布情况以及裂缝扩展形态；
响应于任一所述裂缝均匀指数满足指数阈值，确定所述射孔簇数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述储层信息、所述目标分段参数以及所述目标射孔参数，确定目标施工参数包括：
基于所述储层信息、所述目标分段参数、所述目标射孔参数，建立所述目标储层的地质力学模型，所述地质力学模型用于模拟处于不同施工条件下的所述目标储层；
基于所述地质力学模型，以非常规裂缝压裂的压裂方式，对所述目标储层进行压裂模拟，得到所述目标施工参数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述目标储层进行压裂模拟，得到所述目标施工参数包括：
基于多个预设施工排量、固定用液强度以及固定加砂强度，对所述目标储层进行压裂模拟，确定所述施工排量；
基于所述施工排量、多个预设用液强度以及所述固定加砂强度，对所述目标储层进行压裂模拟，确定所述用液强度；
基于所述施工排量、所述用液强度以及多个预设加砂强度，对所述目标储层进行压裂模拟，确定所述加砂强度。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标施工参数得到的模拟压裂结果满足压裂条件是指：所述目标储层的体积增幅满足增幅条件，且，所述目标储层的裂缝长度和所述井间距相匹配，所述井间距是指所述目标气井与相邻气井之间的距离。
8.根据权利要求1至7任一所述的方法，其特征在于，所述施工参数还包括加砂方式，所述加砂方式是指滑溜水连续加砂方式，或，滑溜水段塞式加砂方式。
9.一种页岩储层气井压裂方案的确定装置，其特征在于，所述装置包括：
第一确定模块，用于基于目标气井的气井信息和目标储层的储层信息，确定所述目标气井的目标分段参数，所述目标分段参数包括所述目标气井的分段节点和分段段长，所述目标分段参数满足分段条件，其中，所述目标分段参数满足所述分段条件是指所述目标气井的平均分段段长满足长度阈值；
第二确定模块，用于确定所述目标气井的目标射孔参数，所述目标射孔参数包括射孔簇数、射孔孔数以及射孔直径；
第三确定模块，用于基于所述储层信息、所述目标分段参数以及所述目标射孔参数，确定目标施工参数，所述目标施工参数包括施工排量、用液强度以及加砂强度，其中，基于所述目标施工参数所得到的模拟压裂结果满足压裂条件；
第四确定模块，用于确定目标暂堵转向参数，所述目标暂堵转向参数包括暂堵球的投入条件、粒径以及数量；
目标压裂方案生成模块，用于基于所述目标分段参数、所述目标射孔参数、所述目标施工参数以及所述目标暂堵转向参数，生成目标压裂方案。
10.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器用于存储至少一段程序代码，所述至少一段程序代码由所述处理器加载并执行如权利要求1至8任一权利要求所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |