一种水平井一段多簇压裂裂缝条数诊断方法与流程

本发明涉及一种压裂裂缝条数诊断方法，特别涉及一种水平井一段多簇压裂裂缝条数诊断方法。

背景技术：

目前,在致密油气、页岩气等非常规气藏开发过程中，水平井压裂是必需的投产措施。水平井分段压裂在增加可采储量，提高单井产能及稳产时间具有重要意义。随着石油装备技术的发展，水平井分段压裂工艺也从最初的一段一簇压裂逐渐发展为一段两簇、一段多簇。一段多簇压裂能保障储层改造体积的前提下有效的缩减压裂段数，减少井下工具的应用数量，缩短施工周期，具有显著的经济效益。但是在实际的压裂过程中，一段多簇压裂是不是每簇射孔段都形成了裂缝或者一段多簇压裂最终形成了几条裂缝，是很难实时、准确确定的。当前获取一段多簇压裂形成的裂缝条数的主要手段是裂缝检测，常规的方法是采用井下微地震。一方面微地震监测费用昂贵，不可能每口井都进行监测，另一方面，监测获取的数据需要经过一段时间的处理，不能实时指导现场的施工，这些都限制了裂缝监测工艺的推广应用。

技术实现要素：

本发明的目的是为了实时、准确确定一段多簇压裂最终形成裂缝数量而提供的一种水平井一段多簇压裂裂缝条数诊断方法。

本发明提供的水平井一段多簇压裂裂缝条数诊断方法，其方法包括如下步骤：

第一步：收集区块内与水平井同层的储层发育特征相同压裂井的基础资料，获取单层/单簇压裂的施工压力数据、地层破裂压力、裂缝延伸压力、施工排量和净压力值相关参数；

第二步：选取区块内与水平井同层的储层发育特征相同的相邻直井/导眼井，建立基于测井数据的破裂压力计算模型，然后利用区块内同层位的岩石力学及地应力实验结果及同层位已实施压裂施工数据校正模型，形成适应该区块特点的破裂压力预测模型；

第三步：利用第二步获得的破裂压力预测模型对一段多簇的压裂点进行破裂压力预测，获取各压裂点的破裂压力，利用收集到的前期压裂施工资料，根据限流压裂原理，即裂缝延伸压力+净压力＞地层破裂压力的新裂缝开启条件，综合确定破裂压力差值界限，若某个压裂点的破裂压力小于待压裂点中最小破裂压力值+破裂压力差值界限，则该点在多簇压裂时，裂缝能开启；若某个压裂点的破裂压力大于最小破裂压力值+破裂压力差值界限，则多簇压裂时，该点不能产生裂缝，通过破裂压力的计算，从力学角度甑选压裂点，确保一段多簇的压裂点均能压开；

第四步：对水平井的各段进行小型测试压裂，测试压裂包括阶梯升、降排量和停泵测压，即在主压裂施工前，采用压裂泵车以不同排量将一定量的液体注入地层，液体为滑溜水或压裂液，使地层产生裂缝，停泵后监测压力60分钟，通过测试压裂的压降数据分析判断裂缝的闭合时间、闭合压力及裂缝滤失特征信息；

第五步：利用pt或stimplan压裂软件，对测试压裂采集到的施工数据进行g函数分析，g函数导数分析要求一个井底压力、压力的导数，即dp/dg，压力的"叠加"导数，即gdp/dg，前述导数对g函数的曲线图，使用导数和叠加导数曲线的特征形态来识别滤失的类型，利用一段多簇产生多条裂缝，每条裂缝的滤失及闭合时间的差异，测试分析获得的g函数曲线会在正常滤失特征的外推直线上方出现"隆起"的多裂缝曲线特性，通过"隆起"数量综合来判断多裂缝开启条数，同时对比步骤一中单层/单簇压裂后的压降分析获得的g函数，进一步确认一段多簇压裂测试是否存在多裂缝及多裂缝的数量，若小型压裂测试分析未获得多裂缝延伸特征，则在主裂缝施工前进行酸洗射孔段或者投暂堵球及优化主压裂施工排量的方式实施干预调整，确保主压裂施工多裂缝延伸；

第六步：一段多簇主压裂施工结束后，监测主压裂停泵压降60分钟，利用pt或stimplan压裂软件，对主压裂采集到的压降数据进行g函数分析，根据g函数反应的滤失特征，判断一段多簇压裂的裂缝开启及延伸情况，便于指导其余压裂段的设计优化。

第五步中的pt软件压裂软件是由美国尖端技术公司开发，stimplan压裂软件是由美国nsi技术公司开发。

第一步中压裂井的基础资料包括有测录井资料、岩性物性、岩石力学及地应力数据和压裂施工数据资料。

第二步中破裂压力计算模型，其计算模型如下：

即：

式中pf--地层破裂压力，mpa

pp--地层孔隙压力，mpa

μ--泊松比，无量纲

s--上覆岩层压力，mpa

st--岩石的抗张强度，mpa

k--构造应力函数，k＝α-3β，其中α、β分别为最大、最小水平主应力方向的构造系数，无量纲；

模型中的地层孔隙压力pp由地层压力系数与储层深度确定，上覆岩层压力s可通过密度测井曲线求得，岩石的抗张强度st通过岩石力学实验中的巴西劈裂法获取，构造系数α、β通过地应力实验获得，岩石泊松比μ通过测井资料里的纵、横波速确定，但需要结合岩石力学实验结果进行校正，转化为静态泊松比。

本发明的有益效果：

本发明提供的水平井一段多簇压裂裂缝条数诊断方法，能够实时、有效的诊断水平井一段多簇压裂压开裂缝条数，指导一段多簇压裂的设计优化，确保一段多簇的有效性，保障水平井改造效果。

附图说明

图1为本发明所述诊断方法的流程图。

图2为单裂缝延伸时的标准化g函数滤失特性曲线示意图。

图3为多裂缝延伸时g函数滤失特性曲线示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图3所示：

本发明提供的水平井一段多簇压裂裂缝条数诊断方法，其具体方法如下：

本发明提供的一种水平井一段多簇压裂裂缝条数诊断方法，其方法包括如下步骤：

第一步：收集区块内与水平井同层的储层发育特征相同压裂井的基础资料，获取单层/单簇压裂的施工压力数据、地层破裂压力、裂缝延伸压力、施工排量和净压力值相关参数；

第二步：选取区块内与水平井同层的储层发育特征相同的相邻直井/导眼井，建立基于测井数据的破裂压力计算模型，然后利用区块内同层位的岩石力学及地应力实验结果及同层位已实施压裂施工数据校正模型，形成适应该区块特点的破裂压力预测模型；

第三步：利用第二步获得的破裂压力预测模型对一段多簇的压裂点进行破裂压力预测，获取各压裂点的破裂压力，利用收集到的前期压裂施工资料，根据限流压裂原理，即裂缝延伸压力+净压力＞地层破裂压力的新裂缝开启条件，综合确定破裂压力差值界限，若某个压裂点的破裂压力小于待压裂点中最小破裂压力值+破裂压力差值界限，则该点在多簇压裂时，裂缝能开启；若某个压裂点的破裂压力大于最小破裂压力值+破裂压力差值界限，则多簇压裂时，该点不能产生裂缝，通过破裂压力的计算，从力学角度甑选压裂点，确保一段多簇的压裂点均能压开；

第四步：对水平井的各段进行小型测试压裂，测试压裂包括阶梯升、降排量和停泵测压，即在主压裂施工前，采用压裂泵车以不同排量将一定量的液体注入地层，液体为滑溜水或压裂液，使地层产生裂缝，停泵后监测压力60分钟，通过测试压裂的压降数据分析判断裂缝的闭合时间、闭合压力及裂缝滤失特征信息；

第五步：用美国尖端技术公司开发的pt软件或美国nsi技术公司开发的stimplan压裂软件，对测试压裂采集到的施工数据进行g函数分析，g函数导数分析要求一个井底压力、压力的导数，即dp/dg，压力的"叠加"导数，即gdp/dg，前述导数对g函数的曲线图，使用导数和叠加导数曲线的特征形态来识别滤失的类型，利用一段多簇产生多条裂缝，每条裂缝的滤失及闭合时间的差异，测试分析获得的g函数曲线会在正常滤失特征的外推直线上方出现"隆起"的多裂缝曲线特性，通过"隆起"数量综合来判断多裂缝开启条数，同时对比步骤一中单层/单簇压裂后的压降分析获得的g函数，进一步确认一段多簇压裂测试是否存在多裂缝及多裂缝的数量，若小型压裂测试分析未获得多裂缝延伸特征，则在主裂缝施工前进行酸洗射孔段或者投暂堵球及优化主压裂施工排量的方式实施干预调整，确保主压裂施工多裂缝延伸；

第六步：一段多簇主压裂施工结束后，监测主压裂停泵压降60分钟，利用pt或stimplan压裂软件，对主压裂采集到的压降数据进行g函数分析，根据g函数反应的滤失特征，判断一段多簇压裂的裂缝开启及延伸情况，便于指导其余压裂段的设计优化。

第一步中压裂井的基础资料包括有测录井资料、岩性物性、岩石力学及地应力数据和压裂施工数据资料。

第二步中破裂压力计算模型，其计算模型如下：

即：

式中pf--地层破裂压力，mpa

pp--地层孔隙压力，mpa

μ--泊松比，无量纲

s--上覆岩层压力，mpa

st--岩石的抗张强度，mpa

k--构造应力函数，k＝α-3β，其中α、β分别为最大、最小水平主应力方向的构造系数，无量纲；

模型中的地层孔隙压力pp由地层压力系数与储层深度确定，上覆岩层压力s可通过密度测井曲线求得，岩石的抗张强度st通过岩石力学实验中的巴西劈裂法获取，构造系数α、β通过地应力实验获得，岩石泊松比μ通过测井资料里的纵、横波速确定，但需要结合岩石力学实验结果进行校正，转化为静态泊松比。