[发明专利]一种考虑应力阴影效应的簇间距优化方法

说明书

本发明提供一种考虑应力阴影效应的簇间距优化方法，可以实现天然裂缝发育储层的天然裂缝精确表征与建模，研究不同地质条件和施工条件下的簇间距优化问题，考虑到应力阴影的二维分布情况，优化效果好。根据井位、井身轨迹，建立井模型；根据地质解释的储层构造图，建立储层构造模型；根据测井曲线解释的应力数据，建立储层属性模型；根据电测井解释的天然裂缝数据，建立天然裂缝分布模型；设置簇间距和泵注程序，利用全三维压裂数值模拟器计算水力裂缝压裂前及压裂后的应力场值；计算水力裂缝压裂前后应力场值的差值超过预设的应力差阈值的区域体积；绘制不同簇间距与应力阴影体积的关系曲线，体积最大值对应的簇间距为最优簇间距。

技术领域

本发明涉及非常规油气藏储层增产改造技术领域，具体为一种考虑应力阴影效应的簇间距优化方法。

背景技术

在北美二叠系盆地水力压裂施工中，簇间距已经缩短到3m，应力阴影效应已经不可忽略。应力阴影效应一方面会导致最小主应力值增加，射孔簇水力裂缝压不开，另一方面，由于最小主应力增加，应力将发生偏转，进而导致水力裂缝扩展发生转向，此外还将导致水力裂缝缝宽变窄，增加砂堵的风险。合理的射孔簇间距可以一定程度消除裂缝周围局部水平主应力差，有利于主裂缝转向和天然裂缝开启，实现对储层最大程度的改造。因此，在实施分段压裂过程中需对复杂多裂缝扩展地应力变化规律进行研究，进而实现对射孔簇间距的优化。

现有簇间距优化以均质、各向同性的二维平面应变模型为基础，假定岩石完全弹性变形，且事先设定裂缝形态，假设裂缝几何尺寸，通过建立应力干扰解析方程进行求解，不能真实地模拟天然裂缝发育储层的水力裂缝全三维扩展过程中应力场变化。

中国发明专利申请CN109933860A“页岩气压裂水平井簇间距优化方法”通过依次建立单条裂缝诱导应力场、分段单簇压裂诱导应力场、分段多簇压裂诱导引力场，最后根据诱导应力差的局部极小值对应的簇间距确定最优簇间距。该方法实际基于沿井筒方向的一维应力数据的簇间距优化，而对诱导应力的二维分布缺乏考虑，所得出的簇间距有待进一步验证。

中国发明专利申请CN107506840A“一种页岩气水平井射孔簇间距的优化方法”以垂直裂缝扩展方向上的应力与裂缝扩展方向上应力的差值大于水平主应力差值时的距离作为最优簇间距，实际是水平最大主应力偏转45°时的距离作为最优簇间距。一方面，最大主应力偏转可能达不到45°，另一方面本专利也是基于沿井筒方向的一维应力数据的簇间距优化，而对应力阴影的二维分布缺乏考虑，所得出的簇间距有待进一步验证。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种考虑应力阴影效应的簇间距优化方法，可以实现天然裂缝发育储层的天然裂缝精确表征与建模，研究不同地质条件、不同施工条件下的簇间距优化问题，同时考虑到应力阴影的二维分布情况，优化效果好。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种考虑应力阴影效应的簇间距优化方法，包括以下步骤：

S1.基于目标储层数据信息，建立目标储层模型；

S2.在目标储层模型中设定不同的簇间距，利用全三维压裂数值模拟器计算水力裂缝压裂前及压裂后的应力场值；

S3.计算水力裂缝压裂前后应力场值的差值超过预设的应力差阈值的区域体积，即应力阴影体积；

S4.绘制不同的簇间距与应力阴影体积的关系曲线，应力阴影体积最大值对应的簇间距即为最优簇间距。

优选地，所述步骤S2中还包括利用全三维压裂数值模拟器计算考虑应力阴影叠加之后的应力场值。

优选地，所述步骤S3中预设的应力差阈值为4～6MPa。

优选地，所述步骤S4后，根据最优簇间距的结果对泵注程序的参数进行优化。

优选地，所述步骤S1中，建立目标储层模型包括，