[发明专利]一种提升页岩缝网复杂度的重复压裂工艺设计方法

摘要

本发明属于非常规油气增产改造技术领域，具体而言，涉及一种提升页岩缝网复杂度的重复压裂工艺设计方法，本方法包括：根据各个井段的基础数据，依据含气性数据与初次压裂增产改造体积比数据对重复压裂井段进行选择；对于候选井段，建立离散裂缝的应力平衡方程，计算裂缝单元的正应力，得到已压裂页岩地层新裂缝转向压力；根据裂缝高度、颗粒沉降速率、裂缝宽度、暂堵剂颗粒密度、初次压裂缝网条数，确定暂堵剂强度及用量；对重复压裂裂缝转向延伸的施工排量进行计算设计。本发明提出的重复压裂工艺设计方法涵盖了页岩重复压裂设计的基本流程，可以方便、快捷、有效的实现对页岩重复压裂的工艺设计，为重复压裂工艺矿场实施提供技术设计方法。

主权项

一种提升页岩缝网复杂度的重复压裂工艺设计方法，该方法包括以下步骤：(a)根据各个井段的基础数据，计算井段含气性数据、初次压裂增产改造体积比数据，依据含气性数据与初次压裂增产改造体积比数据对重复压裂井段进行选择；(b)对于候选井段，建立离散裂缝的应力平衡方程，计算裂缝单元的正应力，得到已压裂页岩地层新裂缝转向压力；(c)根据裂缝高度、颗粒沉降速率、裂缝宽度、暂堵剂颗粒密度、初次压裂缝网条数，确定暂堵剂强度及用量；(d)对重复压裂裂缝转向延伸的施工排量进行计算设计；所述步骤(a)中含气性为剩余丰度占初始丰度比，所述重复压裂井段选择，采用以下原则进行：利用含气性数据，对重复压裂井段进行一次候选：剩余丰度占比初始丰度大于60％为候选井；剩余丰度占比初始丰度小于60％为风险候选井；利用初次压裂增产改造体积比对一次候选井段进行二次候选：改造体积比小于50％为候选井段；改造体积比大于50％为风险候选井段；对于含气性数据的确定：首先确定重复压裂井控区域的剩余页岩气量Q为：Q＝(B_f+B_a)×(L_h×H_w×H_g)×ρ‑Q₀   (1)式中：B_f为初始游离气含量，m³/t；B_a为初始吸附气含量，m³/t；L_h为水平井筒长度，m；H_w为井间距，m；H_g为储层厚度，m；ρ为岩石密度，kg/m³；Q₀为初次压裂后开采累计产量，m³；井控区域的剩余丰度为：$B_t=\frac{Q}{(L_h\&times;H_w\&times;H_g)\&times;\mathrm{\&rho;}}---\left(2\right)$井控区域的剩余丰度占比初始丰度定义为：$\mathrm{\&xi;}=\frac{B_t}{B_f+B_a}\&times;100\%---\left(3\right)$重复压裂井的初次压裂增产改造体积比为：$\mathrm{\&eta;}=\frac{SRV}{H_w\&times;H_g\&times;\underset{i=1}{\overset{x_c}{\&Sigma;}}{h}_c}\&times;100\%---\left(4\right)$式中：η为初次压裂增产改造体积比，％；SRV为初次压裂增产改造体积，m³；h_c为簇间距，m；x_c为簇数，无因次；所述步骤(b)中已压裂页岩地层新裂缝转向压力计算，计算如下：使用位移不连续方法建立离散裂缝i单元受到所有裂缝单元作用下的应力平衡方程：${\mathrm{\&Delta;\&sigma;}}_n^i={\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^{2N}{A}_{ns}^{ij}{D}_s^j+{\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^{2N}{A}_{nn}^{ij}{D}_n^j---\left(5\right)$式中：为裂缝单元i受到所有裂缝单元的正应力，MPa；为单元j上的单位切向常位移不连续值在裂缝单元i的中点产生的法向应力；为单元j上的单位法向常位移不连续值在裂缝单元i的中点产生的法向应力；水力裂缝处于张开的状态，其任意i单元应力边界条件为：${\mathrm{\&Delta;\&sigma;}}_n^i=-{(p_f-{\mathrm{\&sigma;}}_c)}_i,(i=1,2,...N)---\left(6\right)$式中：p<