[发明专利]水平井段内多簇压裂优化方法及系统

说明书

本发明实施例提供了一种水平井段内多簇压裂优化方法及系统，应用于水平井段内多簇压裂优化装置，该水平井段内多簇压裂优化方法根据地层参数和多组施工参数建立压裂液流动控制方程组、应力干扰计算控制方程组以及多裂缝同步扩展三维形态计算方程组，并在此基础上，考虑缝间应力和流量动态分配建立水平井段内多簇裂缝三维延伸模型。根据建立的水平井段内多簇裂缝三维延伸模型模拟不同施工参数下的裂缝形态以优化施工参数。该水平井段内多簇压裂优化方案全面考虑多个影响因素以建立水平井段内多簇裂缝三维延伸模型，达到了良好的优化效果。

技术领域

本发明涉及油气田增产改造技术领域，具体而言，涉及一种水平井段内多簇压裂优化方法及系统。

背景技术

非常规储层(页岩油气、致密砂岩油气)具有致密低渗等特点，必须对该类储层进行水平井分段多簇压裂，增大人工裂缝与储层的接触面积，才能使得该类储层得到工业化开采。水平井分段多簇压裂是指采用封隔器将一定长度的待压裂水平段封隔，在待压裂段内又以一定间距(簇间距)进行多簇射孔压裂。在一段压裂施工结束后，改变封隔器坐封位置，进行下一段分段多簇压裂，如此重复进行，直到所有水平段被分段多簇压裂。水平井分段多簇压裂优化设计的核心是单段内多簇压裂优化设计。单一段内多簇射孔压裂的原则是尽可能实现每个射孔簇裂缝都能有效延伸，从而增大改造体积。目前，关于水平井段内多簇射孔压裂优化设计存在一定的缺陷，例如在建立的段内多簇裂缝扩展数值计算模型中，其假设的裂缝高度是定值，即模型是二维的。或者是综合考虑缝间应力干扰和簇间流量动态分配，建立了段内多簇裂缝扩展拟三维模型，但却没有考虑井筒摩阻，以及采用了静态断裂力学计算裂缝高度，从而使得裂口和裂缝尖端逢高相差不大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水平井段内多簇压裂优化方法及系统，以解决上述问题。

本发明较佳实施例提供一种水平井段内多簇压裂优化方法，应用于水平井段内多簇压裂优化装置，所述水平井段内多簇压裂优化装置预存有地层参数和多组施工参数，所述方法包括：

建立压裂液流动控制方程组，将预存的所述地层参数和所述施工参数带入所述压裂液流动控制方程组，得到裂缝内流体压力；

建立应力干扰计算控制方程组，根据所述裂缝内流体压力获得各裂缝单元的净压力，并根据建立的所述应力干扰计算控制方程组，获得各裂缝单元对应的法向位移不连续量和切向位移不连续量；

建立多裂缝同步扩展三维形态计算方程组，获得裂缝宽度分布情况；

结合建立的所述压裂液流动控制方程组、所述应力干扰计算控制方程组以及所述多裂缝同步扩展三维形态计算方程组，根据缝间应力干扰和流量动态分配，建立水平井段内多簇裂缝三维延伸模型；

迭代计算出所述水平井段内多簇裂缝三维延伸模型中的各裂缝缝口流量和各裂缝各节点处的流量，将计算出的各裂缝缝口流量和各裂缝各节点处的流量带入所述压裂液流动控制方程组得到更新的裂缝内流体压力；

将更新后的裂缝内流体压力带入所述应力干扰计算控制方程组更新各裂缝单元的法向位移不连续量和切向位移不连续量；

根据更新后的法向位移不连续量更新所述水平井段内多簇裂缝三维延伸模型中的各裂缝缝口流量和各裂缝各节点处的流量；

根据更新后的各裂缝缝口流量和各裂缝各节点处的流量判断所述水平井段内多簇裂缝三维延伸模型是否收敛；

若收敛，则根据更新后的法向位移不连续量和切向位移不连续量计算得到裂缝尖端能量释放率，并判断裂缝是否扩展，若扩展，则更新裂缝形态，得到不同施工参数施工结束时的裂缝形态。

本发明另一较佳实施例提供一种水平井段内多簇压裂优化系统，应用于水平井段内多簇压裂优化装置，所述水平井段内多簇压裂优化装置预存有地层参数和多组施工参数，所述水平井段内多簇压裂优化系统包括：