[发明专利]判断定向井、水平井分段多簇压裂井筒暂堵次数的方法

说明书

本发明公开了一种判断定向井、水平井分段多簇压裂井筒暂堵次数的方法，所述定向井的方法包括：建立定向井井筒裂缝起裂的物理模型；建立相应的应力数学模型；计算裂缝起裂时的破裂压力；利用限流原理确定裂缝起裂数量；利用设计射孔簇数与裂缝起裂数量的比值采用进一法取整后减一得到暂堵次数；所述水平井的方法包括：获取岩石力学参数；建立岩石力学参数动态与静态的关系模型；计算构造应力系数；计算最小水平主应力和最大水平主应力；计算裂缝起裂时的破裂压力；利用限流原理确定裂缝起裂数量；利用设计射孔簇数与裂缝起裂数量的比值采用进一法取整后减一得到暂堵次数。本发明能够准确的判断定向井、水平井分段多簇压裂井筒暂堵次数。

技术领域

本发明属于石油天然气开采技术领域，特别涉及判断定向井、水平井分段多簇压裂井筒暂堵次数的方法。

背景技术

暂堵主要针对页岩储层，页岩气是非常规油气资源的重要组成部分，其特殊的赋存方式及储层构造提供了打碎储层，增大SRV(有效改造体积)，大幅度增加高渗通道，从而提高产量的改造思路，而水平井分段多簇压裂技术可以满足上述改造要求，因此水平井分段多簇压裂成为了页岩气增产改造的主要开发方式。

随着页岩气勘探开发的发展，从经济开发的角度提出了“少段多簇”的开发需求，而有现场施工数据显示，在单段簇数较多的情况下，部分射孔簇并未开启，因此需要结合暂堵工艺来保证射孔簇的有效性。暂堵次数的确定对于后续暂堵施工工艺适应性评估、压裂施工参数及产能的优化等具有重要意义。而目前国内外对于确定暂堵次数这块的研究较少，因此亟需一种判断水平井分段多簇压裂井筒暂堵次数的方法。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种判断定向井、水平井分段多簇压裂井筒暂堵次数的方法，通过利用限流法原理形成能够方便、快速、准确地判断暂堵次数的方法。

本发明的技术方案如下：

一方面，提供一种判断定向井分段多簇压裂井筒暂堵次数的方法，包括以下步骤：

建立定向井井筒裂缝起裂的物理模型，所述物理模型建立时，设有如下假设条件：

(1)岩石是线弹性状态的多孔介质；

(2)流体在多孔介质中的流动符合Darcy定律；

(3)不考虑压裂液与岩石产生的物理化学作用而引起岩石力学性质的变化。

根据所述物理模型建立相应的应力数学模型，具体为：首先建立(x，y，z)空间坐标系，将原地应力相应的坐标转换，得到沿x，y，z三个方向的正应力与剪应力：

式中：

σ_xx，σ_yy，σ_zz分别为沿x，y，z方向对井壁的正应力，MPa；

τ_xy，τ_yz，τ_xz分别为沿x，y，z方向对井壁的剪应力，MPa；

σ_H，σ_h，σ_ν分别为原地应应力场的最大水平主应力、最小水平主应力、垂向主应力，MPa；

β为井筒方位角，°；

ψ为井筒倾角，即与垂直方向的夹角，°。

优选的，所述β为井筒与最小水平主应力的夹角。

然后结合所述假设条件，运用弹塑性力学理论进行坐标转换，将直角坐标系下的应力转换为以井筒为柱坐标系中的应力，得到定向井井壁周围的应力场：

式中：