压裂液对致密油产能冷伤害的预测方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及致密油气开发技术领域，尤其是涉及一种压裂液对致密油产能冷伤害 的预测方法及装置。
【背景技术】
[0002] 致密油作为一种非常规资源，在中国拥有厚实的储量基础，开发潜力巨大。由于该 类储层孔喉细微，多采用体积压裂模式开发。通过大的施工排量向储层中栗入大量的压裂 液，以求在储层中形成复杂的网状裂缝，缩短致密油渗流距离，减小所需驱动压力，提高储 层有效动用率。但是由于地面和井下的温度差异（即压裂液温度通常低于井下温度），而且 进入井下的压裂液量较大，压裂液会对致密油储层造成一定的温度伤害，从而影响致密油 的产量，对致密油产量造成冷伤害。
[0003] 在压裂施工前，压裂液往往在地面以地表的温度进行储存，温度范围根据季节差 异有所不同，整体分布为〇°C~30°C。致密油储集层的温度根据储层的深度和地温系数的大 小有所不同，以新疆昌吉油田致密油为例，储层深度约为3100m，温度约为85°C。在水力压裂 中，压裂液往往以较大的排量被快速栗入储层中，到达井底后和储层仍具有较大的温度差。 储层致密油在压裂液温度的影响下会发生粘度的变化，增加渗流阻力，影响油井的产量。
[0004] 致密油的粘度随温度的改变并不是呈线性增加的，致密油的粘度越大，温度对粘 度的影响越显著。因此在致密油粘度较低的致密油区块中，温度对油井产能的影响较小，但 是在诸如新疆昌吉致密油这种致密油粘度较大的区块中，压裂液对储层的温度伤害就比较 严重了。
[0005] 因此，准确预测压裂液对致密油的温度伤害，可以对提高油井产能方法的选择提 供理论支撑，并对致密油产能的准确评价与预测、优化配产和工艺参数优化设计具有重要 意义。因此，如何评价压裂液对致密油产能冷伤害的影响是目前亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0006] 本申请实施例的目的在于提供一种压裂液对致密油产能冷伤害的预测方法及装 置，以实现评价压裂液对致密油产能冷伤害的影响。
[0007] 为达到上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种压裂液对致密油产能冷伤害 的预测方法，包括以下步骤：
[0008] 计算注入压裂液和压裂井的热交换，以获得井下压裂液的温度；
[0009] 根据所述井下压裂液的温度与所述压裂井井下所处的储层温度的能量守恒，确定 所述储层的冷区面积和及其温度分布；
[0010] 利用致密油的粘温变化规律，计算所述冷区内致密油粘度分布；
[0011] 基于预设产能预测模型、所述储层的原致密油粘度分布以及所述冷区内致密油粘 度分布对应获得所述储层压裂液注入前后的预测产量差。
[0012] 本申请实施例的压裂液对致密油产能冷伤害的预测方法，所述计算注入压裂液和 压裂井的热交换，获得井下压裂液的温度，包括：
[0013] 根据所述压裂井的长度和注入压裂液栗入速度确定所述注入压裂液的到达所述 压裂井井底所需时间；
[0014]
确定所述压裂井中的热能变化量Q1;
[0016] 其中，r为压裂井管柱半径，Ki为压裂井管柱导热系数，gt为地温梯度，v为注入压裂 液栗入速度，Ti为注入压裂液地面温度，t为注入压裂液到达压裂井井底所需时间，nu为注入 压裂液质量，m 2为支撑剂质量，C1为注入压裂液比热容，c2为分别为支撑剂比热容。
[0017] 本申请实施例的压裂液对致密油产能冷伤害的预测方法，所述根据压裂井井下所 处的储层与所述注入压裂液的能量守恒，确定所述储层的冷区面积和及其温度分布，包括：
[0018] 根据公式Qo = AhMA T确定所述压裂井井下所处的储层的热损失Qo;
[0019]
确定所述储层向顶底围岩的热损失Qu
[0020] 根据公式Qi= (πιΛ+π^) X (T2-Tave)确定井下压裂液和支撑剂混合物的热量变换 量Qi;
[0021 ] 根据能量守恒方程Qo+Ql+QpO计算得到冷区面积A:
[0024] 其中，h为储层厚度，Μ为储层热熔，ΔΤ为冷区内平均温度与储层温度的差值，D为 储层顶层导热系数与其顶层热容之比，t为注入压裂液到达压裂井井底所需时间，πη为注入 压裂液质量，m 2为支撑剂质量，C1为注入压裂液比热容，c2为分别为支撑剂比热容，T2为井下 压裂液的温度，T ave为冷区内平均温度，r为压裂井管柱半径，To为储层温度，R为冷区影响半 径，IU为储层顶层导热系数。
[0025] 本申请实施例的压裂液对致密油产能冷伤害的预测方法，所述利用致密油的粘温 变化规律，计算所述冷区内致密油粘度分布，包括：
[0026：
计算得到所述冷 区内致密油粘度分布μ0-);
[0027] 其中，a和b为回归得到的系数，To为储层温度，KQb为储层顶层导热系数，ΔΤ为冷区 内平均温度与储层温度的差值，t为注入压裂液到达压裂井井底所需时间，h为储层厚度，r 为压裂井管柱半径，D为储层顶层导热系数与其顶层热容之比，Tave为冷区内平均温度，Μ为 储层热熔。
[0028] 本申请实施例的压裂液对致密油产能冷伤害的预测方法，所述基于预设产能预测 模型、所述储层的原致密油粘度分布以及所述冷区内致密油粘度分布对应获得所述储层压 裂液注入前后的预测产量差，包括：
[0029] 基于预设的生产初期产能预测模型和所述储层的原致密油粘度分布计算所述储 层生产初期理想预测产能；
[0030] 基于预设的后期产能预测模型和所述储层的原致密油粘度分布计算所述储层生 产后期理想预测产能；
[0031] 基于所述预设的生产初期产能预测模型、所述储层的原致密油粘度分布和所述冷 区内致密油粘度分布计算所述储层生产初期实际预测产能；
[0032] 基于所述预设的后期产能预测模型、所述储层的原致密油粘度分布和所述冷区内 致密油粘度分布计算所述储层生产后期实际预测产能；
[0033] 将所述生产初期理想预测产能减去所述生产初期实际预测产能，并将所述生产后 期理想预测产能减去所述生产后期实际预测产能，获得所述储层压裂液注入前后的预测产 量差。
[0034] 本申请实施例的压裂液对致密油产能冷伤害的预测方法，所述预设的生产初期产 能预测模型为：
[0036] 其中，qi(t)为生产初期预测产能，w是储层裂缝宽度，aF是储层裂缝应力敏感系 数，h为储层厚度，μ为储层致密油粘度，1 ( t )为压力波的传播距离，且
，ki为储层基质渗透率，kF储层裂缝渗透率，为原 始地层压力，pw为井底流压，为储层基质压力敏感系数，rw为井筒半径，e为自然数，C t为储 层综合压缩系数，P为储层孔隙度。
[0037] 本申请实施例的压裂液对致密油产能冷伤害的预测方法，所述预设的生产后期产 能预测模型：
[0039] 其中，q2(t)为生产后期预测产能，h为储层厚度，μ为储层致密油粘度，pFl为第i条 裂缝的压力，x Fl为第i条裂缝的裂缝半长，GT为拟启动压力梯度，且为储层 基质的启动压力梯度，sh为双曲正弦，为第i条裂缝中心的椭圆坐标，ξ Ρι为第i条裂缝端部 的椭圆坐标，ai为第i条裂缝周围椭圆渗流面积的长轴长度，且ai = XFl+re3(t)，m(p)为，且
，^为储层基质的压力敏感系数，p为拟压力公式中的压力变量， 为原始地层压力。
[0040] 另一方面，本申请实施例还提供了一种压裂液对致密油产能冷伤害的预测装置， 包括：
[0041] 热交换计算模块，用于计算注入压裂液和压裂井的热交换，以获得井下压裂液的 温度；
[0042] 温度分布获取模块，用于根据所述井下压裂液的温度与所述压裂井井下所处的储 层温度的能量守恒，确定所述储层的冷区面积和及其温度分布；
[0043] 粘度分布获取模块，用于利用致密油的粘温变化规律，计算所述冷区内致密油粘 度分布；
[0044] 预测产量差获取模块，用于基于预设产能预测模型、所述储层的原致密油粘度分 布以及所述冷区内致密油粘度分布对应获得所述储层压裂液注入前后的预测产量差。 [0045]本申请实施例的压裂液对致密油产能冷伤害的预测装置，所述计算注入压裂液和 压裂井的热交换，获得井下压裂液的温度，包括：
[0046]