[发明专利]一种煤层气藏整体体积压裂优化设计方法

摘要

本发明公开了一种煤层气藏整体体积压裂优化设计方法，该方法结合了煤层气藏开发井网，通过煤层气藏井组单元产能模拟，考虑煤层压裂体积裂缝的三维分布特征，建立体积裂缝参数与压裂施工参数的函数关系，最后以井组单元3年生产净现值最高为目标优化体积裂缝参数(体积裂缝的体积V和平均渗透率)和压裂施工参数(支撑剂量Vf、压裂液量VL、排量Q)。本发明以井网下的压裂井的体积裂缝和储层达到最佳匹配关系为目的，使得优化结果更具有可靠性，同时采用技术参数与经济优化相结合的方式，使得优化结果更具有经济性和实用性，能够为煤层气藏压裂参数的优化设计提供有效指导。

主权项

一种煤层气藏整体体积压裂优化设计方法，依次包括以下步骤：(1)、取煤层气藏中相邻4口井、外延0.5倍井距和排距的井组单元，输入该煤层气藏的储层地质参数和气藏参数，建立煤层气藏井组单元地质模型；(2)、根据同工区前期压裂井的微地震监测数据点的空间分布，采用下式计算压裂后的体积裂缝形状参数，即横向复杂性指数Fh和纵向复杂性指数Fv：Fh=W0/L0Fv=H0/L0]]>式中：L0、W0、H0分别为已压裂井的微地震监测数据点空间分布带的长、宽、高，m；(3)、基于步骤(2)中计算的体积裂缝形状参数，根据下式建立待压裂井的体积裂缝的体积V、平均渗透率的计算模型：V＝L·W·H＝(FhL)·(FvL)·L＝FhFvL3式中：L、W、H分别为待压裂井预期设计的体积裂缝的长度、宽度、高度，m，Km为煤层基质渗透率，mD，Kf为支撑剂渗透率，mD，Vf为支撑剂量，m3；(4)、采用Meyer软件，Meyer软件为煤层、页岩等储层压裂体积裂缝扩展软件，输入井组单元的储层参数、井身参数、压裂材料参数，模拟达到体积裂缝的体积V所需压裂液量VL和排量Q，建立V与VL、Q之间的函数关系式：V＝f0(VL,Q)；(5)、将步骤(3)中的体积裂缝的体积V、平均渗透率加载到步骤(1)中建立的煤层气藏井组单元地质模型，模拟得到现场工作制度下不同V、方案时整个井组单元第1年、第2年、第3年的产气量P1、P2、P3，采用下式计算该井组单元3年生产收入的现值R：式中：i为生产年份，年，Fi为整个井组单元第i年的收入，元，Pi为整个井组单元第i年的产气量，m3，Mi为煤层气在第i年时的价格，元/m3，r为贴现率，无因次；(6)、根据下式计算V、对应的支撑剂量Vf：再以步骤(4)中建立的V与VL、Q的函数关系式查询V对应所需的压裂液量VL、排量Q，从而计算不同V、方案时相应压裂经济成本的现值C：C＝Cf+CL+CQ+C0＝VfMf+VLML+QMQ+C0式中：Cf、CL、CQ分别为与支撑剂量Vf、压裂液量VL、排量Q相关的费用成本，元，C0为其它固定费用，元，Mf、ML分别为支撑剂量Vf和压裂液量VL的费用单价，元/m3，MQ为排量Q的费用单价，元/m3；(7)、采用下式计算井组单元压裂后3年生产净现值NPV：式中：R0为压裂井组单元压裂前生产收入的现值，煤层致密，压裂前产气量为零，绘制3年生产净现值NPV与体积裂缝的体积V、平均渗透率的关系曲线，以NPV值最高确定体积裂缝的最优体积V'、最优平均渗透率(8)、基于步骤(7)中确定的体积裂缝的最优体积V'、最优平均渗透率计算V'、对应的最优支撑剂量Vf'，根据V与VL、Q的函数关系式得到V'对应的最优压裂液量VL'、最优排量Q'。