CN116306328A - 基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法 - Google Patents

基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法，该基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法包括：步骤1，收集储层地质、流体性质、压裂施工参数；步骤2，根据裂缝施工参数，计算压裂裂缝最佳导流系数；步骤3，根据步骤2中得到的压裂裂缝最佳导流系数，计算最优压裂裂缝长度；步骤4，根据步骤3中得到的最优压裂裂缝长度，计算最优压裂裂缝宽度。该基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法实用性强、方便快捷、参数要求少、应用简单，具有较好的操作性，有效实现了裂缝参数的计算。

Description

基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法
技术领域
本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法。
背景技术
在页岩油气的开发中，水力压裂的理论和目前的生产实践都表明：通过水力压裂最大化的提高产能，就必须求解唯一最佳的裂缝传导率CfD，而唯一最佳的裂缝传导率也决定了压裂唯一对应的裂缝长和裂缝宽度。因此，裂缝传导率的计算对于页岩油气压裂的设计和产能预测都具有极为重要的意义。在前人的研究中，最佳裂缝导流系数的求取主要根据拟合关系图版读取最佳裂缝导流系数，在极低渗透或者加砂量较小的情况下，裂缝最佳导流系数一般取1.6。这种方法存在着读取结果不确定性强，缺乏数学推导过程难于编程实现的问题，迫切需要研究更加便捷、科学的计算方法。
在申请号：CN201710374643.6的中国专利申请中，涉及到一种基于微地震事件的页岩气水平井网络裂缝建模方法。包括步骤：步骤1、数据准备及导入；步骤2、建立页岩气网络裂缝的主裂缝模型；步骤3、结合压裂微地震监测数据生成网格化微地震事件密度模型和网络裂缝密度模型；步骤4、建立页岩气网络裂缝的分支裂缝模型；步骤5、建立页岩气网络裂缝的联络裂缝模型；步骤6、组合主裂缝模型、分支裂缝模型和联络裂缝模型，形成页岩气水平井压裂网络裂缝的离散缝模型。
在申请号：CN201810154463.1的中国专利申请中，涉及到一种页岩油藏多级裂缝导流能力优化方法，包括以下步骤：S1、复杂裂缝改造体优化，获取页岩油藏储层特征，根据油气渗流力学理论，得到优化改造体的体积和渗透率；S2、确定最优等效裂缝渗透率；S3、确定等效裂缝导流能力；S4、计算最优多级裂缝导流能力。
在申请号：CN201610982227.X的中国专利申请中，涉及到一种网络裂缝导流能力优化的新方法。利用该方法可以确定网络裂缝中支撑剂支撑的主裂缝和无支撑剂的自支撑裂缝需要的导流能力，从而为压裂优化设计提供指导，形成高效支撑的裂缝网络，提高页岩气和致密油气藏压裂效果。该方法主要基于水电相似原理将复杂网络裂缝进行等效为间单的裂缝体进行优化。首先将裂缝网络沟通的储层等效为高渗透带，利用产量最优对高渗透带的渗透率进行优化；再根据水电相似原理，优化出等效裂缝渗透率；最后分别优化网络裂缝中陶粒支撑主裂缝与自支撑分支裂缝的导流能力，从而为压裂优化设计提供指导。
以上现有技术均与本发明有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们发明了一种新的页岩油气压裂生产最佳裂缝导流系数与缝长缝宽的解析计算方法
发明内容
本发明的目的是提供一种实用性强、方便快捷、参数要求少，可以快速计算最佳裂缝缝长缝宽，有利于指导提高压裂井产能的基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法，该基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法包括：
步骤1，收集储层地质、流体性质、压裂施工参数；
步骤2，根据裂缝施工参数，计算压裂裂缝最佳导流系数；
步骤3，根据步骤2中得到的压裂裂缝最佳导流系数，计算最优压裂裂缝长度；
步骤4，根据步骤3中得到的最优压裂裂缝长度，计算最优压裂裂缝宽度。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤1，收集的储层地质参数包括油层渗透率、油层厚度、油藏压力、油藏泄油半径。
在步骤1，收集的流体性质包括原油粘度、原油体积系数。
在步骤1，收集的压裂施工参数包括裂缝半长、裂缝高度、表皮系数。
在步骤2，采用下式计算最佳裂缝导流系数：
Figure BDA0003421792960000031
式中，
Y-综合系数；
CfD为裂缝最佳导流系数；
xf为裂缝半长。
在步骤2，将公式1求微分可以得到：
Figure BDA0003421792960000032
当Y’为0时，可得裂缝的最佳导流系数CfD的值为1.571。
在步骤3，计算最优压裂裂缝长度，裂缝半长Xf与加砂体积Vf和裂缝导流系数CfD之间关系为：
Figure BDA0003421792960000033
式中，
Kf-裂缝渗透率；
Vf-总加砂体积；
k-储层渗透率；
hf-裂缝高度；
CfD-裂缝最佳导流系数。
在步骤4，采用下式计算最优压裂裂缝宽度：
Figure BDA0003421792960000034
式中，
Wopt-最优压裂裂缝宽度；
Vf-总加砂体积；
k-储层渗透率；
Kf-裂缝渗透率；
h-油层厚度。
本发明中的基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法，涉及页岩油气压裂生产最佳裂缝导流系数的解析计算方法，可推导最佳裂缝导流系数，用于指导提高压裂井产能。本发明中的基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法，实用性强、方便快捷、参数要求少、应用简单，具有较好的操作性，有效实现了裂缝参数的计算。
附图说明
图1为本发明的基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法的一具体实施例的流程图；
图2为本发明的一具体实施例中井和同区块平均产量拉齐对比图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。
本发明中的基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法，具体包括了以下步骤：
步骤1，收集储层地质、流体性质、压裂施工参数。收集储层地质参数包括油层渗透率、油层厚度、油藏压力、油藏泄油半径等，流体性质包括原油粘度、原油体积系数，压裂施工参数包括裂缝半长、裂缝高度、表皮系数等。
步骤2，计算压裂裂缝最佳导流系数，采用下式计算最佳裂缝导流系数：
Figure BDA0003421792960000051
式中，
Y-综合系数；
CfD为裂缝最佳导流系数；
xf为裂缝半长。
步骤3，计算最优压裂裂缝长度，半缝长Xf与加砂体积Vf和裂缝导流系数之间关系为：
Figure BDA0003421792960000052
式中，
Kf-裂缝渗透率；
Vf-总加砂体积；
k-储层渗透率；
hf-裂缝高度。
步骤4，计算最优压裂裂缝宽度，采用下式计算最优压裂裂缝宽度：
Figure BDA0003421792960000061
式中，
Wopt-最优压裂裂缝宽度；
h-油层厚度。
以下为应用本发明的几个具体实施例。
实施例1
在应用本发明的一具体实施例1中，如图1所示，图1为本实施例的基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法的流程图。
步骤101，收集储层地质、流体性质、压裂施工参数。储层地质参数油藏面积A＝5000000ft2，渗流半径re＝1300ft，油藏平均渗透率k＝1.5md，体积系数Bo＝1.2，原油粘度μ＝2cp，油层厚度h＝50ft，裂缝高度hf＝110ft，油藏表皮系数s＝7，井眼半径rw＝0.328ft，压裂井裂缝支撑剂渗透率Kf＝60000mD，油藏条件下加砂体积Vf＝1000ft3t。
步骤102，在步骤101的基础上，计算压裂裂缝最佳导流系数：采用下式计算最佳裂缝导流系数：
Figure BDA0003421792960000062
式中，
Y-综合系数；
CfD为裂缝最佳导流系数；
xf为裂缝半长。
求微分可以得到：
Figure BDA0003421792960000063
当Y’为0时，可得裂缝的最佳导流系数CfD的值为1.571。
步骤103，在步骤102的基础上，计算最优压裂裂缝长度。
Figure BDA0003421792960000071
式中，
Kf-裂缝渗透率；
Vf-总加砂体积；
k-储层渗透率；
hf-裂缝高度。
Figure BDA0003421792960000072
步骤104，在步骤103的基础上，计算最优压裂裂缝宽度：
Figure BDA0003421792960000073
式中，
Wopt-最优压裂裂缝宽度；
h-油层厚度。
Figure BDA0003421792960000074
由图2可知，压裂改造后日产油明显增加，取得了较好的增产效果。
实施例2
在应用本发明的一具体实施例2中，本发明的基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法包括了以下步骤：
步骤101，收集储层地质、流体性质、压裂施工参数。储层地质参数油藏面积A＝5000000ft2，渗流半径re＝1300ft，油藏平均渗透率k＝1.0md，体积系数Bo＝1.2，原油粘度μ＝2cp，油层厚度h＝60ft，裂缝高度hf＝110ft，油藏表皮系数s＝7，井眼半径rw＝0.328ft，压裂井裂缝支撑剂渗透率Kf＝50000mD，油藏条件下加砂体积Vf＝1100ft3。。
步骤102，在步骤101的基础上，计算压裂裂缝最佳导流系数：采用下式计算最佳裂缝导流系数：
Figure BDA0003421792960000081
式中，
Y-综合系数；
CfD为裂缝最佳导流系数；
xf为裂缝半长。
求微分可以得到：
Figure BDA0003421792960000082
当Y’为0时，可得裂缝的最佳导流系数CfD的值为1.571。
步骤103，在步骤102的基础上，计算最优压裂裂缝长度。
Figure BDA0003421792960000083
式中，
Kf-裂缝渗透率；
Vf-总加砂体积；
k-储层渗透率；
hf-裂缝高度。
Figure BDA0003421792960000084
步骤104，在步骤103的基础上，计算最优压裂裂缝宽度：
Figure BDA0003421792960000085
式中，
Wopt-最优压裂裂缝宽度；
h-油层厚度。
Figure BDA0003421792960000091
实施例3
在应用本发明的一具体实施例3中，本发明的基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法包括了以下步骤：
步骤101，收集储层地质、流体性质、压裂施工参数。储层地质参数油藏面积A＝5000000ft2，渗流半径re＝1300ft，油藏平均渗透率k＝1.2md，体积系数Bo＝1.2，原油粘度μ＝2cp，油层厚度h＝55ft，裂缝高度hf＝110ft，油藏表皮系数s＝7，井眼半径rw＝0.328ft，压裂井裂缝支撑剂渗透率Kf＝55000mD，油藏条件下加砂体积Vf＝1200ft3。。
步骤102，在步骤101的基础上，计算压裂裂缝最佳导流系数：采用下式计算最佳裂缝导流系数：
Figure BDA0003421792960000092
式中，
Y-综合系数；
CfD为裂缝最佳导流系数；
xf为裂缝半长。
求微分可以得到：
Figure BDA0003421792960000093
当Y’为0时，可得裂缝的最佳导流系数CfD的值为1.571。
步骤103，在步骤102的基础上，计算最优压裂裂缝长度。
Figure BDA0003421792960000094
式中，
Kf-裂缝渗透率；
Vf-总加砂体积；
k-储层渗透率；
hf-裂缝高度。
Figure BDA0003421792960000101
步骤104，在步骤103的基础上，计算最优压裂裂缝宽度：
Figure BDA0003421792960000102
式中，
Wopt-最优压裂裂缝宽度；
h-油层厚度。
Figure BDA0003421792960000103
最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (8)

1.基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法，其特征在于，该基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法包括：
步骤1，收集储层地质、流体性质、压裂施工参数；
步骤2，根据裂缝施工参数，计算压裂裂缝最佳导流系数；
步骤3，根据步骤2中得到的压裂裂缝最佳导流系数，计算最优压裂裂缝长度；
步骤4，根据步骤3中得到的最优压裂裂缝长度，计算最优压裂裂缝宽度。
2.根据权利要求1所述的基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法，其特征在于，在步骤1，收集的储层地质参数包括油层渗透率、油层厚度、油藏压力、油藏泄油半径。
3.根据权利要求1所述的基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法，其特征在于，在步骤1，收集的流体性质包括原油粘度、原油体积系数。
4.根据权利要求1所述的基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法，其特征在于，在步骤1，收集的压裂施工参数包括裂缝半长、裂缝高度、表皮系数。
5.根据权利要求1所述的基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法，其特征在于，在步骤2，采用下式计算最佳裂缝导流系数：
Figure FDA0003421792950000011
式中，
Y-综合系数；
CfD为裂缝最佳导流系数；
xf为裂缝半长。
6.根据权利要求5所述的基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法，其特征在于，在步骤2，将公式1求微分可以得到：
Figure FDA0003421792950000021
当Y’为0时，可得裂缝的最佳导流系数CfD的值为1.571。
7.根据权利要求1所述的基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法，其特征在于，在步骤3，计算最优压裂裂缝长度，裂缝半长Xf与加砂体积Vf和裂缝导流系数CfD之间关系为：
Figure FDA0003421792950000022
式中，
Kf-裂缝渗透率；
Vf-总加砂体积；
k-储层渗透率；
hf-裂缝高度；
CfD-裂缝最佳导流系数。
8.根据权利要求1所述的基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法，其特征在于，在步骤4，采用下式计算最优压裂裂缝宽度：
Figure FDA0003421792950000023
式中，
Wopt-最优压裂裂缝宽度；
Vf-总加砂体积；
k-储层渗透率；
Kf-裂缝渗透率；
h-油层厚度。
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