[发明专利]水平井多段多簇极限限流压裂工艺设计方法

说明书

本发明水平井压裂技术领域，具体是一种水平井多段多簇极限限流压裂工艺设计方法，包括以下步骤：(1)数据收集；(2)段簇间距设计；(3)单段簇数设计；(4)单段孔眼数量设计；(5)相位角设计；(6)施工排量与规模设计；(7)加砂方式设计。本发明能够解决现有压裂工艺存在的有效裂缝条数较低、泄气面积小、无法实现均匀改造、支撑剂铺置效果差、单井施工成本相对较高等问题，本发明通过采用的“细分段密分簇+极限限流+高强度加砂”压裂工艺，在不增加平均施工成本的基础上，有效地增加了泄气面积，提高了产能，提高了多簇段内射孔簇效率，实现了多簇裂缝均匀改造；通过对加砂方式优化和入井材料的优选，大幅提升支撑剂的铺置效果，提升了有效裂缝质量和改造强度。

技术领域

本发明涉及水平井压裂技术领域，具体是一种水平井多段多簇极限限流压裂工艺设计方法。

背景技术

水平井分段压裂是实现页岩气商业开发的主要工艺技术，该技术是通过封隔工具将水平井分为不同的段，在每一段内进行多簇同时压裂，从而对页岩气储层进行增产改造，实现页岩气的高效开发。目前，国内针对页岩气的水平井分段压裂技术主要为泵送桥塞射孔联作分段压裂工艺，其工艺参数主要为：单段段长70-80m，簇间距25-35m，单段射孔以3簇等长度射孔为主，采用变黏度、变排量、段塞式加砂模式，交替注入滑溜水和线性胶。

以上现有工艺存在的主要问题有：因为每段内的簇间距较大，也导致形成的裂缝间距大，不容易形成复杂裂缝，导致有效裂缝条数较低、泄气面积小、无法实现均匀改造；段塞式加砂模式，中间加砂出现停顿，砂分布不连续，使得支撑剂铺置效果差。因此，基于以上问题需要建立一种全新的压裂工艺，以便提高水平段改造强度和缝网复杂度。

发明内容

本发明意在提供一种水平井多段多簇极限限流压裂工艺设计方法，以解决现有压裂工艺存在的有效裂缝条数较低、泄气面积小、无法实现均匀改造、支撑剂铺置效果差的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

水平井多段多簇极限限流压裂工艺设计方法，包括以下步骤：

(1)数据收集：收集地质参数，并建立地质模型；

(2)段簇间距设计：根据收集的地质参数，模拟计算不同段簇间距下的压力场和应力场，以此为基础，在合适范围内缩小段簇间距；

(3)单段簇数设计：利用裂缝诱导应力计算模型，结合加密井地质特征参数，分析不同净压力下地应力分布特征，同时根据软件模拟不同排量、不同射孔簇数下的缝内净压力，选取合适的单段的射孔簇数；

(4)单段孔眼数量设计：利用孔眼摩阻计算模型算出总射孔数，同时根据限流压裂流量分配模型与三维裂缝延伸模型计算出各时间段内的裂缝延伸参数和各层流量的变化；

(5)相位角设计：采用螺旋射孔工艺，能有效适应复杂地层环境，降低裂缝起裂压力，单簇孔眼周向均布。

(6)施工排量与规模设计：通过分析不同净压力值下，缝网起裂和延伸情况，结合地质建模结果，采用离散裂缝网络模型(DFN)对压裂液量和加砂量进行优化设计；

(7)加砂方式设计：采用连续加砂。

本发明的原理和有益效果为：

(1)数据收集：收集地质参数，并建立地质模型；对地下情况进行全面了解，对地质进行全面的分析，以便后续计算不同段簇间距下的压力场和应力场；

(2)段簇间距设计：根据收集的地质参数，模拟计算不同段簇间距下的压力场和应力场，以此为基础，在合适范围内缩小段簇间距；