[发明专利]一种基于物质平衡的非常规储层体积压裂效果评价方法

权利要求书

1.一种基于物质平衡的非常规储层体积压裂效果评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、建立非常规储层体积压裂物质平衡方程组

基于压裂注入流体系统质量守恒原理，建立非常规储层体积压裂物质平衡方程，其中，压裂液注入总量包括：井筒体积、主裂缝孔隙体积、次生裂缝网络孔隙体积和整个裂缝网络附近的基质孔隙渗吸体积，建立上述四部分体积的计算模型；并分别建立渗吸过程中的物质平衡方程、压裂返排期弹性驱动的物质平衡方程及状态方程；

步骤二、体积压裂物质平衡方程求解及验证

依据研究区目标储层实际地质、流体及岩石力学参数，结合油井压裂施工数据，将建立的非常规储层体积压裂物质平衡方程组联立求解，可同时得到各油井的压裂裂缝有效支撑长度、等效渗吸深度、渗吸作用后的地层平均压力和压裂返排后的地层平均压力；并根据典型井组实际开发情况，验证上述物质平衡方程的可靠性；

步骤三、非常规储层体积压裂效果定量评价

利用非常规储层体积压裂物质平衡方程求解得到的有效支撑裂缝长度和等效渗吸深度，分别计算井筒体积、主裂缝体积、次生裂缝网络体积和次生裂缝网络渗吸体积，得到体积压裂改造过程中的注入液量在井筒、主裂缝、次生缝网、基质渗吸各部分体积所占的比例；并进行体积压裂效果敏感性分析，得到不同压裂液注入总量和不同压裂段数对体积压裂裂缝网络参数的影响规律；针对研究区目标储层典型井组不同井网开发阶段的体积压裂施工情况，定量评价研究区目标储层不同井网开发阶段体积压裂效果。

2.根据权利要求1所述的一种基于物质平衡的非常规储层体积压裂效果评价方法，其特征在于，所述的步骤一具体步骤如下：

(1)建立非常规储层体积压裂裂缝网络扩展的物理模型及其假设条件；

(2)建立井筒体积计算模型，井筒体积按照圆柱体体积公式，由井筒半径和钻井进尺数据进行计算得到；

(3)建立主裂缝孔隙体积计算模型；主裂缝孔隙体积按照长方体体积公式，由主裂缝半长、高度和宽度数据进行计算得到；其中：主裂缝半长为未知的待求解参数；主裂缝高度与研究区目标储层厚度相等；主裂缝缝宽的分布满足平面应变条件下的EnglandGreen方程；

(4)建立次生裂缝网络孔隙体积计算模型；次生裂缝网络是由主裂缝扩展过程中被激活的多组天然裂缝纵横交错扩展形成的，其扩展距离取决于研究区目标储层天然裂缝的数量、间距和应力分布状况，可根据目标储层岩石力学特征参数和成像测井资料综合确定；被激活的天然裂缝(次生裂缝)的宽度可根据具体区块取芯资料判断，高度与目标储层厚度相等；由于可以将平面上次生裂缝网络孔隙面积求和等效为长轴与主裂缝长度相同的椭圆形，因此，次生裂缝网络孔隙体积可按照圆柱体体积公式，由平面椭圆形物理模型的长轴、短轴和圆柱的高度数据进行计算得到；

(5)建立整个裂缝网络附近的基质孔隙渗吸体积计算模型；引入渗吸深度来表征和评价整个裂缝网络附近的基质孔隙发生渗吸置换的作用效果，裂缝网络附近的基质孔隙渗吸体积即为圆柱体体积与主裂缝孔隙体积、次生裂缝网络孔隙体积、未发生渗吸体积之差，形成压裂注入流体系统物质平衡方程；并依据室内实验得到的渗吸作用前后饱和度差异和渗吸采出程度数据，建立渗吸过程中的物质平衡方程；

(6)分别建立注入压裂液发生渗吸作用结束后压裂液注入量与地层压力、地下孔隙体积变化之间的关系，以及压裂返排期油井地面产液量与地层压力、地下孔隙体积变化之间的关系，作为压裂返排期储层弹性驱动的物质平衡方程，并给出压裂前、渗吸后及返排后与孔隙体积变化相关的状态方程，最终形成非常规储层体积压裂物质平衡方程组，即基于物质平衡的非常规储层体积压裂效果评价模型。