[发明专利]一种煤层气藏整体体积压裂优化设计方法

权利要求书

1.一种煤层气藏整体体积压裂优化设计方法，依次包括以下步骤：

(1)、取煤层气藏中相邻4口井、外延0.5倍井距和排距的井组单元，输入该煤层气藏的储层地质参数和气藏参数，建立煤层气藏井组单元地质模型；

(2)、根据同工区前期压裂井的微地震监测数据点的空间分布，采用下式计算压裂后的体积裂缝形状参数，即横向复杂性指数F_h和纵向复杂性指数F_v：

Fh=W0/L0Fv=H0/L0]]>

式中：L₀、W₀、H₀分别为已压裂井的微地震监测数据点空间分布带的长、宽、高，m；

(3)、基于步骤(2)中计算的体积裂缝形状参数，根据下式建立待压裂井的体积裂缝的体积V、平均渗透率的计算模型：

V＝L·W·H＝(F_hL)·(F_vL)·L＝F_hF_vL³

K‾=KmV-VfV+KfVfV=KmFhFvL3-VfFhFvL3+KfVfFhFvL3]]>

式中：L、W、H分别为待压裂井预期设计的体积裂缝的长度、宽度、高度，m，

K_m为煤层基质渗透率，mD，

K_f为支撑剂渗透率，mD，

V_f为支撑剂量，m³；

(4)、采用Meyer软件，Meyer软件为煤层、页岩等储层压裂体积裂缝扩展软件，输入井组单元的储层参数、井身参数、压裂材料参数，模拟达到体积裂缝的体积V所需压裂液量V_L和排量Q，建立V与V_L、Q之间的函数关系式：

V＝f₀(V_L,Q)；

(5)、将步骤(3)中的体积裂缝的体积V、平均渗透率加载到步骤(1)中建立的煤层气藏井组单元地质模型，模拟得到现场工作制度下不同V、方案时整个井组单元第1年、第2年、第3年的产气量P₁、P₂、P₃，采用下式计算该井组单元3年生产收入的现值R：

R=Σi=13Fi(1+r)i=P1M11+r+P2M2(1+r)2+P3M3(1+r)3]]>

式中：i为生产年份，年，

F_i为整个井组单元第i年的收入，元，

P_i为整个井组单元第i年的产气量，m³，

M_i为煤层气在第i年时的价格，元/m³，

r为贴现率，无因次；

(6)、根据下式计算V、对应的支撑剂量V_f：

Vf=(K‾-Km)VKf-Km]]>

再以步骤(4)中建立的V与V_L、Q的函数关系式查询V对应所需的压裂液量V_L、排量Q，从而计算不同V、方案时相应压裂经济成本的现值C：

C＝C_f+C_L+C_Q+C₀＝V_fM_f+V_LM_L+QM_Q+C₀

式中：C_f、C_L、C_Q分别为与支撑剂量V_f、压裂液量V_L、排量Q相关的费用成本，元，

C₀为其它固定费用，元，

M_f、M_L分别为支撑剂量V_f和压裂液量V_L的费用单价，元/m³，

M_Q为排量Q的费用单价，元/m³；

(7)、采用下式计算井组单元压裂后3年生产净现值NPV：

NPV=R-R0-C=P1M11+r+P2M2(1+r)2+P3M3(1+r)3-(VfMf+VLML+QMQ+C0)]]>

式中：R₀为压裂井组单元压裂前生产收入的现值，煤层致密，压裂前产气量为零，

绘制3年生产净现值NPV与体积裂缝的体积V、平均渗透率的关系曲线，以NPV值最高确定体积裂缝的最优体积V'、最优平均渗透率

(8)、基于步骤(7)中确定的体积裂缝的最优体积V'、最优平均渗透率计算V'、对应的最优支撑剂量V_f'，根据V与V_L、Q的函数关系式得到V'对应的最优压裂液量V_L'、最优排量Q'。