[发明专利]一种水平井分段多簇压裂射孔簇位置优化设计方法

摘要

本发明涉及的是一种水平井分段多簇压裂射孔簇位置优化设计方法，其为：步骤一、根据井眼特征及开发要求确定第一压裂段各射孔簇的位置；步骤二、计算由第一压裂段最后一个射孔簇处裂缝产生的诱导应力；步骤三至步骤六、初选第N压裂段第一射孔簇位置；步骤七至步骤十、初选下一射孔簇位置，直至本射孔簇裂缝与上一射孔簇裂缝横向改造范围首尾相连；步骤十一、重复步骤七~十，直至满足第N压裂段射孔簇个数设计的要求；步骤十二、计算第N压裂段最后一个射孔簇处裂缝相对于靠近第N+1压裂段地层的有效净压力及诱导应力；步骤十三、N=N+1，重复步骤三~十二，直至满足本井水平段改造长度的要求。本发明更为符合分段多簇压裂的实际工况。

主权项

1.一种水平井分段多簇压裂射孔簇位置优化设计方法，其特征在于：这种水平井分段多簇压裂射孔簇位置优化设计方法：步骤一、根据井眼特征及开发要求确定第一压裂段各射孔簇的位置；步骤二、计算由第一压裂段最后一个射孔簇处裂缝产生的诱导应力；式中：分别为第一压裂段最后一个射孔簇处裂缝在最小水平地应力和最大水平地应力方向产生的诱导应力，MPa；为第一压裂段裂缝的原始净压力，MPa；L为裂缝中心到该点的水平距离，m；c为裂缝半高，m；v为岩石泊松比；步骤三、初选第N压裂段第一射孔簇位置；步骤四、计算该射孔簇处裂缝N1相对于靠近第N‑1压裂段地层的有效净压力及诱导应力；该射孔簇处裂缝N1相对于靠近第N‑1压裂段地层的有效净压力为：式中：为裂缝N₁相对于靠近第N‑1压裂段地层的有效净压力，MPa；为第N压裂段裂缝的原始净压力，MPa；为第i压裂段的最后一个射孔簇处裂缝对裂缝N₁产生的最小水平地应力方向的诱导应力，MPa；靠近第N‑1压裂段地层的诱导应力为：式中：σ″_x和σ″_y分别为该点受到的最小水平地应力和最大水平地应力方向的总诱导应力，MPa；和为第i段压裂最后一个射孔簇处裂缝对该点产生的最小水平地应力和最大水平地应力方向的诱导应力，MPa；和分别为裂缝N₁对该点地层产生的最小水平地应力和最大水平地应力方向的诱导应力，MPa；步骤五、根据诱导应力和原地应力分析该射孔簇与第N‑1压裂段最后一个射孔簇裂缝横向改造范围的关系，若有未改造段，缩短该射孔簇与第N‑1压裂段最后一个射孔簇的距离；若有重复改造段，增加该射孔簇与第N‑1压裂段最后一个射孔簇的距离；步骤六、重复步骤四～五，直至该射孔簇与第N‑1压裂段最后一个射孔簇裂缝横向改造范围首尾相连；步骤七、初选下一射孔簇位置；步骤八、计算两相邻射孔簇处裂缝相对于中间地层的有效净压力及诱导应力；两相邻射孔簇处裂缝Nj、Nj+1相对于中间地层的有效净压力通过下式求解式中：为裂缝N_j+1对裂缝N_j产生的最小水平地应力方向诱导应力，MPa；为裂缝N_j+1相对于其左侧地层的有效净压力，MPa；为第i压裂段的最后一个射孔簇处裂缝对裂缝N_j产生的最小水平地应力方向诱导应力，MPa；为裂缝N_j对裂缝N_j+1产生的最小水平地应力方向诱导应力，MPa；为裂缝N_j相对于其右侧地层的有效净压力，MPa；为第i压裂段的最后一个射孔簇处裂缝对裂缝N_j+1产生的最小水平地应力方向诱导应力，MPa；两相邻射孔簇处裂缝Nj、Nj+1中间地层的诱导应力为：式中：和分别为裂缝N_j对该点产生的最小水平地应力和最大水平地应力方向的诱导应力，MPa；和分别为裂缝N_j+1对该点产生的最小水平地应力和最大水平地应力方向的诱导应力，MPa；步骤九、根据诱导应力和原地应力分析该射孔簇裂缝与上一射孔簇裂缝横向改造范围的关系，若有未改造段，缩短该射孔簇与上一射孔簇的距离；若有重复改造段，增加该射孔簇与上一射孔簇的距离；步骤十、重复步骤八～九，直至本射孔簇裂缝与上一射孔簇裂缝横向改造范围首尾相连，j＝j+1；步骤十一、重复步骤七～十，直至满足第N压裂段射孔簇个数设计的要求；步骤十二、计算第N压裂段最后一个射孔簇处裂缝相对于靠近第N+1压裂段地层的有效净压力及诱导应力；第N压裂段最后一个射孔簇处裂缝相对于靠近第N+1压裂段地层的有效净压力为：式中：为第N+1压裂段最后一个射孔簇处裂缝相对于靠近第N+1压裂段地层的有效净压力，MPa；为第i段压裂的最后一个射孔簇处裂缝对第N压裂段最后一个射孔簇处裂缝产生的最小水平地应力方向诱导应力，MPa；为第N压裂段裂缝的原始净压力，MPa；靠近第N+1压裂段地层的诱导应力为：式中：和分别为第N压裂段最后一个射孔簇处裂缝对靠近第N+1压裂段地层产生的最小水平地应力和最大水平地应力方向的诱导应力，MPa；步骤十三、N＝N+1，重复步骤三～十二，直至满足本井水平段改造长度的要求。