[发明专利]一种规模和形态协同优化的压裂优化设计方法及系统

说明书

本发明涉及一种规模和形态协同优化的压裂优化设计方法，所述方法包括以下步骤：获取目标层的目标数据，根据所述目标数据构建三维应力场模型；根据所述目标数据和所述三维应力场模型进行单井压裂模拟并得到模拟结果和最终预测产量M；每次输入参数和输出参数，作为一行记录，将所有行的记录建立数据库；根据所述目标数据和所述模拟结果计算压裂规模和缝网复杂程度；根据所述模拟结果、所述最终预测产量M、所述压裂规模以及所述缝网复杂程度获取最优的压裂优化方案。本发明能够直观、快速地找到在压裂规模和裂缝形态协同优化的前提下，最优的开发方案。

技术领域

本发明属于油气资源开发的技术领域，特别涉及一种规模和形态协同优化的压裂优化设计方法及系统。

背景技术

随着油气资源开采难度日益增加，逐步发展出了水平井开发技术，对于致密的非常规储层(致密砾岩、页岩油气)采用大规模的体积压裂，才能使油气井具有一定经济产能。

近年来致密砾岩油藏勘探开发获得巨大突破，发现了储量规模达10亿吨级的特大型致密砾岩油田，致密砾岩渗透率较低，在现场开发过程中需要进行大规模压裂。而在多层系致密砾岩储层中由于储层小层多，厚度大，微裂缝发育，缝网应力吸收能力较强，为实现致密砾岩油藏的高效开发，提高资源利用率和采收率，采用立体井网开发的方式进行开采。

相关技术中，立体井网设计需要针对地质条件、井距与水力裂缝缝长、布井方式与井间布缝方式、同一层系井网多井作业序列、整体压裂后同步控压返排及生产等一系列问题全局优化，以期达到最优规模和最佳形态压裂优化设计。因此需要根据井距和储集层条件，优化压裂液和支撑剂规模，控制缝高、优化缝长，在保证最大化动用井间储量的同时，尽可能减少用液量和加砂量，体现经济性。故亟需一种针对致密砾岩的最优规模和最佳形态压裂优化设计方法。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种规模和形态协同优化的压裂优化设计方法和系统。包含有以下的技术方案，

第一方面本发明公开了一种规模和形态协同优化的压裂优化设计方法，所述方法包括以下步骤：获取目标层的目标数据，根据所述目标数据构建三维应力场模型；根据所述目标数据和所述三维应力场模型进行单井压裂模拟并得到模拟结果和最终预测产量M；每次输入参数和输出参数，作为一行记录，将所有行的记录建立数据库；根据所述目标数据和所述模拟结果计算压裂规模D₁和缝网复杂程度D₂；根据所述模拟结果、所述最终预测产量M、所述压裂规模以及所述缝网复杂程度D₂获取最优的压裂优化方案。

更进一步的，所述根据目标数据和三维应力场模型进行单井压裂模拟并得模拟结果到最终预测产量M，具体包括，根据所述目标数据和所述三维应力场模型获取压裂参数；对所述压裂参数进行数值模拟得到裂缝缝网和裂缝参数；根据所述裂缝缝网和所述裂缝参数模拟压裂后的生产过程得到模拟结果和最终预测产量M。

更进一步的，所述压裂规模D₁具体通过下式计算得到，

其中，N为射孔簇数，Q为排量，t1和t2为压裂起始和终止值时刻，t为时间。

更进一步的，所述缝网复杂程度D₂通过下式计算得到，

其中，P为每次模拟得到的裂缝数，L_i，W_i，H_i分别代表在P条裂缝中，第i条裂缝的平均缝长，缝宽和缝高。

更进一步的，据所述模拟结果、所述最终预测产量M、所述压裂规模以及所述缝网复杂程度D₂获取最优的压裂优化方案，具体包括，