一种高闭合应力深层页岩气压裂支撑剂用量计算方法

专利2026-08-22  9


本发明涉及一种高闭合应力深层页岩气压裂支撑剂用量计算方法,属于油气井工程领域。


背景技术:

1、与常规压裂不同,页岩气水平井体积压裂通常选择大液量、大排量、低粘度、低砂比、多段多簇等压裂工艺与参数,压裂过程所包含的物理机制复杂,工业优化设计也更加困难。并且随着页岩气勘探开发进程的加深,生产区块逐渐向外围深层拓展。在超过3500m的深层页岩的压裂施工作业时,埋深的增加导致一系列深层次的技术问题:(1)随着埋深的增加,脆性逐渐降低,不利于缝网压裂;(2)施工压力过高且加砂困难;(3)砂液比较低,导流能力差,支撑剂破碎率高;(4)储层物性差,单井产量低,且递减较快。

2、由于页岩储层存在复杂性,在页岩气压裂过程中形成的裂缝不是常规的对称双翼裂缝形式,而是不规则的裂缝网络系统。一些学者指出,在深层页岩气储层水力压裂过程中,在高温、高压条件下塑性特征明显,裂缝起裂、扩展以及加砂困难,导致裂缝窄、改造体积偏小,形成有效的多尺度裂缝系统的难度大幅增加,因此为形成有效的支撑裂缝对于加砂(类型、砂量等)情况的重视必不可少。部分学者则通过研究储层物性条件以及支撑剂性能评测等因素对支撑剂发生形变、嵌入以及破碎对支撑裂缝的影响,对为形成的有效支撑裂缝所需要的支撑剂用量尚缺乏研究,现场施工多沿用施工经验,对支撑剂用量没有明确的标准。

3、综上所述,亟须建立一种高闭合应力深层页岩气压裂支撑剂用量计算方法,完善深层页岩气在高闭合压力储层的压裂工艺技术,将有助于提高深层页岩增产改造效果,提高裂缝支撑效率,延长稳产周期,具备较高的实用性与可靠性,进一步提高深层页岩储层的开发潜力。


技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的缺陷,本发明旨在提供一种高闭合应力深层页岩气压裂支撑剂用量计算方法,该方法能够便捷计算深层页岩气压裂支撑剂用量,为压裂执行的参数设计和优化提供了一些见解。

2、本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是:一种高闭合应力深层页岩气压裂支撑剂用量计算方法,包括以下步骤:

3、s1、获取储层地质参数、压裂参数、支撑剂参数以及裂缝参数;

4、s2、根据储层地质参数、压裂参数,通过深层页岩气压裂水平井产能预测模型模拟不同支撑裂缝导流能力下的产能,优化目标区块压裂所需要的导流能力;

5、s3、对支撑剂进行支撑剂充填裂缝导流能力评价实验;

6、s4、根据水力裂缝导流能力优化结果,结合支撑剂充填裂缝导流能力评价实验数据,得到满足目标区块最优裂缝导流能力的不同闭合应力下铺砂浓度,并绘制高闭合应力下支撑剂铺砂浓度图版;

7、s5、根据裂缝参数、压裂参数以及高闭合应力下支撑剂铺砂浓度图版得到高闭合应力不同簇数下支撑剂用量图版。

8、进一步的技术方案是,所述储层地质参数包括基质孔隙度、气藏厚度、基质压缩系数、气体粘度、储层温度。

9、进一步的技术方案是,所述压裂参数包括水平井段长、裂缝间距、人工裂缝半长、缝高、窜流系数、弹性储容比、井筒储集系数、主裂缝压缩系数、表皮系数。

10、进一步的技术方案是,所述支撑剂参数包括支撑剂类型。

11、进一步的技术方案是,所述裂缝参数包括裂缝长度、裂缝宽度。

12、进一步的技术方案是,所述深层页岩气压裂水平井产能预测模型为:

13、

14、其中:

15、

16、

17、

18、

19、

20、

21、

22、

23、式中:h为气藏厚度,m。

24、进一步的技术方案是,所述步骤s2中根据储层地质参数、压裂参数对目标区块建立不同支撑裂缝导流能力下的产量模拟,绘制产能与支撑裂缝导流能力的关系曲线,并得到目标区块压裂水平井的最优裂缝导流能力。

25、进一步的技术方案是,所述步骤s3中通过压裂支撑剂导流能力测试方法进行支撑剂充填裂缝导流能力评价实验。

26、本发明具有以下有益效果:本发明与现有方法相比,该方法可有效快捷计算高闭合应力下深层页岩气压裂各类型支撑剂用量,对压裂施工支撑剂的用量进行了明确的分析,并为有效地开发非常规油气提供了一些见解。



技术特征:

1.一种高闭合应力深层页岩气压裂支撑剂用量计算方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种高闭合应力深层页岩气压裂支撑剂用量计算方法,其特征在于,所述储层地质参数包括基质孔隙度、气藏厚度、基质压缩系数、气体粘度、储层温度。

3.根据权利要求1所述的一种高闭合应力深层页岩气压裂支撑剂用量计算方法,其特征在于,所述压裂参数包括水平井段长、裂缝间距、人工裂缝半长、缝高、窜流系数、弹性储容比、井筒储集系数、主裂缝压缩系数、表皮系数。

4.根据权利要求1所述的一种高闭合应力深层页岩气压裂支撑剂用量计算方法,其特征在于,所述支撑剂参数包括支撑剂类型。

5.根据权利要求1所述的一种高闭合应力深层页岩气压裂支撑剂用量计算方法,其特征在于,所述裂缝参数包括裂缝长度、裂缝宽度。

6.根据权利要求1所述的一种高闭合应力深层页岩气压裂支撑剂用量计算方法,其特征在于,所述深层页岩气压裂水平井产能预测模型为:

7.根据权利要求1所述的一种高闭合应力深层页岩气压裂支撑剂用量计算方法,其特征在于,所述步骤s2中根据储层地质参数、压裂参数对目标区块建立不同支撑裂缝导流能力下的产量模拟,绘制产能与支撑裂缝导流能力的关系曲线,并得到目标区块压裂水平井的最优裂缝导流能力。

8.根据权利要求1所述的一种高闭合应力深层页岩气压裂支撑剂用量计算方法,其特征在于,所述步骤s3中通过压裂支撑剂导流能力测试方法进行支撑剂充填裂缝导流能力评价实验。


技术总结
本发明公开了一种高闭合应力深层页岩气压裂支撑剂用量计算方法,包括:获取储层地质参数、压裂参数、支撑剂参数以及裂缝参数;通过深层页岩气压裂水平井产能预测模型模拟不同支撑裂缝导流能力下的产能,优化目标区块压裂所需要的导流能力;对支撑剂进行支撑剂充填裂缝导流能力评价实验;根据水力裂缝导流能力优化结果,结合支撑剂充填裂缝导流能力评价实验数据,得到满足目标区块最优裂缝导流能力的不同闭合应力下铺砂浓度,并绘制高闭合应力下支撑剂铺砂浓度图版;根据高闭合应力下支撑剂铺砂浓度图版得到高闭合应力不同簇数下支撑剂用量图版。该方法能够便捷计算深层页岩气压裂支撑剂用量,为压裂执行的参数设计和优化提供了一些见解。

技术研发人员:胡哲瑜,赵金洲,任岚,林然,吴建发,沈骋,宋毅,李东晟,付金宇,史逸凡,蒋敏,罗凯文
受保护的技术使用者:西南石油大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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