本發(fā)明涉及石油工程，特別涉及一種致密油氣藏多尺度裂縫全域支撐與高效鋪置方法。

背景技術：

1、能源是推動當今世界經(jīng)濟飛速發(fā)展的關鍵，21世紀以來，油氣資源成為全球一次能源消費的主體，占比超過60％。隨著百余年油氣勘探與開發(fā)，全球“常規(guī)”中高滲儲層油氣資源量大幅減少，近年來致密油氣藏成為油氣資源勘探開發(fā)領域的熱點。水力壓裂是致密油氣藏增產改造的重要措施，其主要是將高壓液體(前置液)在高于儲層破裂壓力或天然裂縫閉合壓力的條件下注入儲層，在儲層中產生水力裂縫同時溝通天然裂縫，水力裂縫與天然裂縫相互交織，形成多尺度復雜裂縫網(wǎng)絡(主縫、支縫、微縫)。然后繼續(xù)注入帶有支撐劑的壓裂液(攜砂液)，支撐劑在壓裂液的攜帶下由井筒進入到主裂縫、分支裂縫以及微裂縫中，并逐漸沉降形成砂堤。壓裂液濾失或者返排后，留在裂縫中的支撐劑能起到阻止裂縫完全閉合的作用，使多級裂縫在閉合壓力下仍保持一定的開啟程度，在地層中形成具有一定寬度、允許流體流動的支撐裂縫，利用支撐裂縫的高導流能力來改善油氣滲流條件，進而提高油氣井生產能力。

2、針對致密儲層水力壓裂改造后產量低、穩(wěn)產期短的工程問題，據(jù)研究表明，支撐劑能否在多尺度裂縫中高效鋪置、支撐裂縫網(wǎng)絡的有效性是制約致密儲層高產穩(wěn)產的關鍵。水力壓裂過程中支撐劑在多尺度裂縫存在“輸不遠、鋪不滿、撐不住”等問題，在地層高閉合應力條件下，未支撐裂縫容易閉合，導致有效裂縫長度減小，致使壓裂后油氣藏產量遞減快、穩(wěn)產困難等工程難題亟待解決。

3、現(xiàn)有技術中，國內外學者在致密油氣藏水力壓裂方面開展過關于裂縫擴展、支撐劑輸送、導流能力評價以及施工參數(shù)優(yōu)化等研究工作，但針對多尺度裂縫中不同級裂縫(主縫、支縫、微縫)之間的導流能力需求和匹配支撐劑用量方面缺乏相關理論研究，不能滿足當前致密儲層水力壓裂多尺度裂縫長效導流能力要求，不能對水力壓裂優(yōu)化提供有效的指導，導致現(xiàn)場施工參數(shù)仍然大都依據(jù)經(jīng)驗推薦，致密油氣藏壓裂后產量遞減快、穩(wěn)產困難的難題仍然無法得到有效解決。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種致密油氣藏多尺度裂縫全域支撐與高效鋪置方法，該方法基于裂縫擴展形態(tài)、支撐劑入縫條件、各級裂縫所需鋪砂濃度以及匹配支撐劑用量的角度優(yōu)化水力壓裂施工參數(shù)設計，以實現(xiàn)多尺度裂縫的全域支撐與高效鋪置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

2、一種致密油氣藏多尺度裂縫全域支撐與高效鋪置方法，包括以下步驟：

3、s1：基于多尺度裂縫擴展模型，對多尺度裂縫網(wǎng)絡進行分級評價并獲取其分布情況；

4、s2：設置支撐劑進入多尺度裂縫網(wǎng)絡的評價指標，確定支撐劑在不同尺度裂縫中的入縫條件；

5、s3：建立多尺度裂縫中支撐劑顆粒輸送模型，優(yōu)化支撐劑材料及入縫工藝參數(shù)。

6、進一步地，所述步驟s1中還包括：

7、根據(jù)裂縫寬度對多尺度裂縫網(wǎng)絡進行分級評價。

8、進一步地，所述步驟s1中還包括：

9、所述多尺度裂縫網(wǎng)絡包括主縫、支縫以及微縫，所述主縫裂縫寬度大于所述支縫裂縫寬度，所述支縫裂縫寬度大于所述微縫裂縫寬度。

10、進一步地，所述主縫裂縫寬度大于5mm，所述支縫裂縫寬度為1～5mm，所述微縫裂縫寬度小于1mm。

11、進一步地，所述步驟s2中評價指標包括支撐劑入縫率，所述支撐劑入縫率獲取方法為：

12、

13、式中，λe為支撐劑入縫率，m；mp為支撐劑進入井筒或主縫或支縫中的支撐劑量，kg；mt為支撐劑進入下一級裂縫中的質量，kg。

14、進一步地，當入縫率λe>30％時，則支撐劑能夠從上一級裂縫進入下一級裂縫。

15、進一步地，所述步驟s3中通過正交實驗方法進行優(yōu)化。

16、進一步地，所述支撐劑材料參數(shù)包括支撐劑粒徑，所述入縫工藝參數(shù)包括平均砂比、壓裂液黏度以及施工泵注排量。

17、另一方面，本發(fā)明提供了一種致密油氣藏多尺度裂縫全域支撐與高效鋪置系統(tǒng)，包括以下單元：

18、多尺度裂縫參數(shù)獲取單元，配置成獲取多尺度裂縫網(wǎng)絡分級評價及其分布情況；

19、支撐劑入縫評價單元，配置成設置支撐劑進入多尺度裂縫網(wǎng)絡的評價指標，確定支撐劑在不同尺度裂縫中的入縫條件；

20、參數(shù)優(yōu)化單元，配制成優(yōu)化支撐劑材料及入縫工藝參數(shù)。

21、另一方面，本發(fā)明提供了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有指令，所述指令在被處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行上訴權利要求中任一項所述的致密油氣藏多尺度裂縫全域支撐與高效鋪置方法。

22、本發(fā)明具有以下優(yōu)點：本發(fā)明從裂縫擴展形態(tài)、支撐劑入縫條件、各級裂縫所需匹配支撐劑的角度優(yōu)化水力壓裂施工參數(shù)設計，解決致密儲層多尺度裂縫全域支撐及高效鋪置問題，無需借助大型商業(yè)軟件進行數(shù)值模擬，計算成本低、操作效率高。

技術特征：

1.一種致密油氣藏多尺度裂縫全域支撐與高效鋪置方法，包括以下步驟：

2.如權利要求1所述的致密油氣藏多尺度裂縫全域支撐與高效鋪置方法，所述步驟s1中還包括：

3.如權利要求1所述的致密油氣藏多尺度裂縫全域支撐與高效鋪置方法，所述步驟s1中還包括：

4.如權利要求3所述的致密油氣藏多尺度裂縫全域支撐與高效鋪置方法，所述主縫裂縫寬度大于5mm，所述支縫裂縫寬度為1～5mm，所述微縫裂縫寬度小于1mm。

5.如權利要求1所述的致密油氣藏多尺度裂縫全域支撐與高效鋪置方法，所述步驟s2中評價指標包括支撐劑入縫率，所述支撐劑入縫率獲取方法為：

6.如權利要求5所述的致密油氣藏多尺度裂縫全域支撐與高效鋪置方法，當入縫率λe>30％時，則支撐劑能夠從上一級裂縫進入下一級裂縫。

7.如權利要求1所述的致密油氣藏多尺度裂縫全域支撐與高效鋪置方法，所述步驟s3中通過正交實驗方法進行優(yōu)化。

8.如權利要求1所述的致密油氣藏多尺度裂縫全域支撐與高效鋪置方法，所述支撐劑材料參數(shù)包括支撐劑粒徑，所述入縫工藝參數(shù)包括平均砂比、壓裂液黏度以及施工泵注排量。

9.一種致密油氣藏多尺度裂縫全域支撐與高效鋪置系統(tǒng)，包括以下單元：

10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有指令，所述指令在被處理器執(zhí)行時，使得所述處理器執(zhí)行上訴權利要求中1-8中任一項所述的致密油氣藏多尺度裂縫全域支撐與高效鋪置方法。

技術總結
本發(fā)明涉及一種致密油氣藏多尺度裂縫全域支撐與高效鋪置方法，包括以下步驟：S1：基于多尺度裂縫擴展模型，對多尺度裂縫網(wǎng)絡進行分級評價并獲取其分布情況；S2：設置支撐劑進入多尺度裂縫網(wǎng)絡的評價指標，確定支撐劑在不同尺度裂縫中的入縫條件；S3：建立多尺度裂縫中支撐劑顆粒輸送模型，優(yōu)化支撐劑材料及入縫工藝參數(shù)。本發(fā)明的方法從裂縫擴展形態(tài)、支撐劑入縫條件、各級裂縫所需匹配支撐劑的角度優(yōu)化水力壓裂施工參數(shù)設計，解決致密儲層多尺度裂縫全域支撐及高效鋪置問題，計算成本低、操作效率高。

技術研發(fā)人員：盧聰,郭建春,張濤,路千里,周航宇,王琨,劉彧軒,陳遲,馬蒞,王守信
受保護的技術使用者：西南石油大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2