[发明专利]一种优化致密气藏压裂水平井裂缝导流能力的方法

摘要

本发明涉及油气田开发领域的压裂改造，更具体涉及到用于优化致密气藏压裂水平井裂缝导流能力的方法，主要包括下列步骤(1)收集储层、流体性质、水平井井筒基本参数；(2)收集压裂水平井裂缝基本参数；(3)将压裂水平井的裂缝沿缝长方向平均等分成长度相等的线汇；(4)建立致密气藏压裂水平井裂缝系统的储层渗流模型；(5)建立气体在裂缝内流动的压降模型；(6)建立耦合气体在储层渗流和裂缝内的流动模型，形成致密气藏压裂水平井的产量计算模型；(7)优化致密气藏压裂水平井的裂缝导流能力。利用本发明提供的方法可以克服现有技术的不足，有效解决压裂水平井沿缝长方向非恒定裂缝导流能力的优化问题，从而为储层改造的优化设计提供合理依据，提高储层改造效果。

主权项

一种优化致密气藏压裂水平井裂缝导流能力的方法，主要包括以下步骤：1)收集储层、流体性质、水平井井筒基本参数；2)收集压裂水平井裂缝基本参数；3)将压裂水平井的裂缝沿缝长方向平均等分成长度相等的线汇；4)建立致密气藏压裂水平井裂缝系统的储层渗流模型；5)建立气体在裂缝内流动的压降模型；6)建立耦合气体在储层渗流和裂缝内的流动模型，形成致密气藏压裂水平井的产量计算模型；7)优化致密气藏压裂水平井的裂缝导流能力；所述步骤1)中收集储层、流体性质、水平井井筒基本参数，具体包括原地应力方向、储层厚度、孔隙度、渗透率、气体粘度、气体临界压力、气体偏差因子、储层温度、气体临界温度、水平井方位、水平井井筒长度；所述步骤2)中收集压裂水平井裂缝基本参数包括：水力裂缝方位、裂缝条数、裂缝间距、裂缝位置、裂缝长度；所述步骤3)中将压裂水平井的裂缝沿缝长方向平均等分成长度相等的线汇；所述步骤4)建立计算致密气藏压裂水平井裂缝系统的储层渗流模型，包括以下基本步骤：(1)建立压裂水平井的物理模型，上顶下底封闭无限大储层中一口压裂水平井，水平井被完全穿透储层的压裂裂缝分成若干段，储层气体首先流向裂缝再经过裂缝流向水平井筒；水平井半径为rw，长度为L，井在储层中心位置坐标为(x0,y1,z0)‑(x0,y2,z0)，且与y轴平行；储层均质各向同性，厚度为h、孔隙度φ、渗透率K为常数；水平井筒为无限导流，储层初始压力为常数pi；由于压裂裂缝贯穿油层，因此无限大地层压裂水平井整个系统的流动可简化为平面油藏内的径向流动，裂缝可简化为一线汇；(2)为了便于求解，将第k条裂缝单翼均分成ns段，每段长为Δxfk，Δxfk＝xfk/ns；每一个线汇可以处理成一口直井生产考虑；直井在生产过程中产量不断变化，但如果将时间间隔取得很小，可近似认为在该段时间内产量为定值，将压裂水平井的整个生产阶段t划分成m个间距相等的时间间隔Δt，t＝mΔt；设在第k条裂缝上有一线汇i(产量为qfk,i)位于M(xfk,i,yfk)处，在裂缝k+1上有一观察点O(xfk+1,j,yfk+1)，在考虑流体体积系数的情况下，线汇i在生产时间Δt后在O点产生的压力降落为：pi-pfk+1,j=qfk,iμB4πKh{-Ei(-(xfk,i-xfk+1,j)2+(yfk-yfk+1)24ηΔt)}---(1)]]>式中：pi为原始地层压力，MPa；pfk+1,j为第k+1条裂缝第j线汇裂缝壁处的压力，MPa；qfk,i为第k条裂缝上第i线汇的产量，m3/s；μ为原油粘度，mPa.s；B为体积系数，无因次；(xfk,i，yfk)为第k条裂缝上第i线汇的坐标(m,m)；(xfk+1,j，yfk+1)为第k+1条裂缝上第j线汇的坐标(m,m)；K为储层渗透率，10‑3μm2；h为储层厚度，m；η为导压系数，μm2/(mPa·s×MPa‑1)，η＝K/μcφ；c为地层综合压缩系数，MPa‑1；φ为储层孔隙度，无因次；Δt为生产时间，s；k为裂缝编号；i、j为裂缝线汇编号；(3)当裂缝k上含有多个连续线汇时，根据叠加原理可得到k条裂缝各线汇同时生产时在观察点O处产生的压力降落；按照同样的方法，也能得到压裂水平井形成N条裂缝，总共N×2ns个裂缝线汇同时生产时在O点的压力降落：pi-pfk+1,j=Σk=1NΣi=12nsqfk,iμB4πKh{-Ei(-(xfk,i-xfk+1,j)2+(yfk-yfk+1)24ηΔt)}---(2)]]>式中：N为压裂水平井裂缝条数，条；ns为裂缝单翼线汇数目；(4)当储层流体为气时，根据压力函数的定义和真实气体状态方程，并将地下产量转换成地面标准情况下的气体产量，式(2)可写为:pi2-pfk+1,j2=Σk=1NΣi=12nsqfk,iμgpscZT2πKhTsc{-Ei(-(xfk,i-xfk+1,j)2+(yfk-yfk+1)24ηΔt)}---(3)]]>式中：μg为气体粘度，mPa·s；psc为气体临界压力，MPa；Z为气体偏差因子，无因次；T为储层温度，℃；Tsc为气体临界温度，℃；式(3)就是所有裂缝线汇同时生产时间Δt后在O点产生的压力降落方程，该方程考虑了裂缝以及裂缝各线汇间的相互干扰作用。