[发明专利]一种通过耦合储层流动确定水平井压裂改造体积的方法

说明书

本发明公开了一种通过耦合储层流动确定水平井压裂改造体积的方法，包括以下步骤：基于目标井储层地质模型建立储层网格，并添加初始裂缝单元；计算裂缝尖端应力强度因子，判断裂缝的起裂情况，确定裂缝单元总数；计算压裂过程中裂缝单元内的流体压力、储层基质和微裂缝的流体压力分布和含水饱和度分布；根据获取的裂缝参数、气藏压力分布和含水饱和度分布，计算获得水平井压裂改造体积。本发明能够模拟压裂施工全过程中的裂缝扩展、压裂液滤失和储层流体流动，确定水平井压裂改造体积，为页岩气井压裂效果评价、单井EUR评估和产能模拟提供依据，促进页岩气资源的高效开发。

技术领域

本发明涉及油气藏开发技术领域，特别涉及一种通过耦合储层流动确定水平井压裂改造体积的方法。

背景技术

目前，体积压裂已经成为了页岩气资源高效开发中不可或缺的技术手段。压裂改造体积的大小直接决定着压裂改造效果和单井可采储量(EUR)的评估，因此确定水平井压裂改造体积对提高油气资源的开发效果具有重要意义。

在页岩气井的压裂施工过程中，压裂液会不断经过基质和裂缝滤失进入储层，同时地层压力也会随之向储层深部扩散，这会导致裂缝周围储层的孔隙结构发生改变，从而扩大压裂改造体积。目前，现有的水平井压裂改造体积确定方法有很多，但这些方法都忽略了上述作用，导致压裂液在储层中的波及范围无法计算，储层压力分布、含水饱和度分布无法获取等等，因此最终获取的压裂改造体积结果不够准确。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种通过耦合储层流动确定水平井压裂改造体积的方法，将压裂过程中储层流体的流动纳入考虑范畴，在获取储层含水饱和度场和压裂液滤失情况的基础之上，分析确定压裂改造体积，获取更准确的压裂改造体积结果。

本发明的技术方案如下：

一种通过耦合储层流动确定水平井压裂改造体积的方法，包括以下步骤：

S1：获取目标井的储层地质模型，根据所述储层地质模型建立目标井的储层网格，并在所述储层网格中添加各簇裂缝的初始裂缝单元，所述初始裂缝单元被所述储层网格划分为多个裂缝单元；

所述储层网格中水力裂缝的端点总数为U，裂缝端点编号为e，则e＝1,2,…,U-1,U；e为奇数时表示裂缝上端点，e为偶数时表示裂缝下端点；设裂缝单元总数为n_L，裂缝单元编号为L，则L＝1,2,…,n_L-1,n_L；设第L个裂缝单元长度为ξ_L，第L个裂缝单元内的流体压力为P_F,L，第L个裂缝单元的开启时间为T_F,L，各簇裂缝的初始裂缝单元的开启时间均为t₀；

S2：基于边界元位移不连续法，计算t₀时间下第e个裂缝端点处的应力强度因子；

S3：根据t₀时间下第e个裂缝端点处的应力强度因子，判断t₀时间下第e个裂缝端点处是否发生裂缝扩展：

若第e个裂缝端点处，裂缝不发生扩展，则重复步骤S2-S3，计算t₀时间下第e+1个裂缝端点处的应力强度因子，并判断t₀时间下第e+1个裂缝端点处是否发生裂缝扩展；

若第e个裂缝端点处，裂缝发生扩展，则第e个裂缝端点所在的裂缝沿第e个裂缝端点方向增加增加一个裂缝单元，且裂缝单元总数n_L＝n_L+1，新增裂缝单元的流体压力与其相邻裂缝单元内的流体压力相同，新增裂缝单元的开启时间重复步骤S2-S3，以新增裂缝单元后的数据为基础，计算t₀时间下第e+1个裂缝端点处的应力强度因子，并判断t₀时间下第e+1个裂缝端点处是否发生裂缝扩展；