一种用于模拟水平段内多簇压裂的方法与流程

本发明涉及油气田开发，尤其是涉及一种用于模拟水平段内多簇压裂的方法。

背景技术：

1、页岩油气、致密油气水平井压裂开发主要应用水平井多级段内多簇压裂工艺，其压裂改造效果很大程度上取决于形成的裂缝形态，尤其对于砂泥层发育的储层，裂缝高度的延伸范围也是影响产量的重要因素。

2、室内压裂物理模拟实验是认识裂缝扩展规律的有效手段，大量学者通过室内实验手段研究了不同地质因素和工程因素对层状地层压裂裂缝扩展形态的影响。目前，砂泥互层地层室内物理模拟实验的室内力学实验发现：层间界面性质、垂向应力、薄互层力学性质、界面剪切等是控制裂缝高度扩展的主要因素。但许多研究者对层间界面的力学性质没有进行提及或详细分析、实验是否基于相似性理论进行设计也未做深入讨论，相关的实验主要是针对单条裂缝扩展，也没有考虑水平井段内多簇压裂形成的多条裂缝对穿层的影响。

3、因此，现有技术需要提供一种用于模拟水平段内多簇压裂的方案，以解决上述一个或多块技术问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于模拟水平段内多簇压裂的方法，包括：构造多块用于实施压裂实验的砂泥互层物模试样；设计用于模拟压裂的实验方案并为不同试样配置相应的待分析因子和各项压裂影响参数，其中，所述待分析因子为各压裂影响项中的其中一项；基于所述实验方案，利用所述各项压裂影响参数，分别对每个试样开展水平井分段多簇压裂实验；确定每个压裂后物模试样的裂缝形态发展特征，并分析不同项压裂影响参数对所述压裂形态发展特征的映射关系，其中，所述裂缝形态发展特征包括起裂特征、层穿行为特征和裂缝扩展特征。

2、优选地，所述压裂影响项包括：压裂液粘度、储隔层划分及岩石力学特征、水平应力差、压裂液排量和射孔簇参数。

3、优选地，在为不同试样配置相应的待分析因子和各项压裂影响参数步骤中，包括：选取多块试样中的一块试样作为基础组，并将其余试样划分为五组实验组，每组实验组至少包括两块试样；为基础组设置各项压裂影响项的基础参数，并为不同实验组配置不同的待分析因子；为各实验试样设置相应的各项压裂影响参数，其中，各实验试样中不属于待分析因子的压裂影响项的参数与对应压裂影响项的基础参数相同，并且各实验试样的待分析因子对应的压裂影响项的参数区别于对应压裂影响项的基础参数，并且各实验试样的待分析因子对应的压裂影响项的具体数值根据待评价水平井的不同压裂段的实际条件而确定。

4、优选地，在设计用于模拟压裂的实验方案步骤中，包括：在将实验井筒放置于物模试样的钻井眼中之后，通过注液工具来对多个压裂段实现逐段的注液及单段多簇压裂测试，其中，将为不同试样配置的所述待分析因子和所述各项压裂影响参数作为不同压裂段的压裂模拟条件的依据；采用配置有多条注液管线和多块出液口的所述注液工具来控制每个压裂段的分离注液，从而完成模拟实验。

5、优选地，在设计用于模拟压裂的实验方案步骤中，还包括：为不同压裂段的压裂液配置不同类型的示踪剂，以便于确定各压裂段试样的裂缝形态发展特征。

6、优选地，在设计用于模拟压裂的实验方案步骤中，还包括：在所述实验井筒的井口处设置压力传感器，以记录每个压裂段物模试样的井口压力变化特征。

7、优选地，在确定每个压裂后物模试样的裂缝形态发展特征，并分析不同项压裂影响参数对所述压裂形态发展特征的映射关系步骤中，还包括：根据所述井口压力变化特征和示踪剂分布情况，分析所述裂缝形态发展特征；根据所述井口压力变化特征和所述裂缝形态发展特征，分析不同的起裂特征、层穿行为特征和裂缝扩展特征与压力变化的对应关系。

8、优选地，对实验室试样尺度与现场半缝长的尺度进行标定，采用物理模拟实验相似准则来实施用来模拟水平段内多簇压裂的室内实验。

9、优选地，在构造多块用于实施压裂实验的砂泥互层物模试样步骤中，包括：对从待评价储层现场采集的大块露头进行试样切割，形成多块初始试样；将每块初始试样中的不同岩性岩样进行粘结，形成多块泥砂互层原始试样；为每块泥砂互层原始试样构造相应的井眼孔和多段射孔簇，形成所述砂泥互层物模试样。

10、优选地，通过对每个压裂后物模试样的表面裂缝、局部裂缝缝宽和内部裂缝形态进行数据测量，重构三维裂缝形态，以确定所述裂缝形态发展特征。

11、与现有技术相比，上述方案中的一个或多块实施例可以具有如下优点或有益效果：

12、本发明提出了一种用于模拟水平段内多簇压裂的方法。该方法属于页岩油气、致密油气水平井压裂开发技术领域，主要应用于水平井多级段内多簇压裂工艺，由于针对砂泥互层储层的其压裂改造效果很大程度上取决于裂缝能否穿透储隔层，该方法可以确定不同地质参数、施工参数与裂缝形态间关系，为砂泥互层储层水力压裂施工提供理论指导。具体地，在实验结束后，可以对裂缝表面观察、局部裂缝缝宽测试，内部裂缝形态观察，重构三维裂缝形态，综合分析多裂缝起裂扩展特征；分析不同实验条件下的穿层行为，综合判断储层隔层岩石力学参数、应力差、排量、液体粘度、射孔簇参数对多簇裂缝起裂的影响的差异性并找出主控因素；以及确定砂泥互层水平井多簇水力裂缝起裂、穿层及特征规律，有利于与数值模拟进行对比和校核模拟结果，指导砂泥互层水平井段内多簇压裂设计。

13、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种用于模拟水平段内多簇压裂的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压裂影响项包括：压裂液粘度、储隔层划分及岩石力学特征、水平应力差、压裂液排量和射孔簇参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在为不同试样配置相应的待分析因子和各项压裂影响参数步骤中，包括：

4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，在设计用于模拟压裂的实验方案步骤中，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在设计用于模拟压裂的实验方案步骤中，还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在设计用于模拟压裂的实验方案步骤中，还包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在确定每个压裂后物模试样的裂缝形态发展特征，并分析不同项压裂影响参数对所述压裂形态发展特征的映射关系步骤中，还包括：

8.根据权利要求4～7中任一项所述的方法，其特征在于，

9.根据权利要求1～8中任一项所述的方法，其特征在于，在构造多块用于实施压裂实验的砂泥互层物模试样步骤中，包括：

10.根据权利要求1～9中任一项所述的方法，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种用于模拟水平段内多簇压裂的方法，包括：构造多块用于实施压裂实验的砂泥互层物模试样；设计用于模拟压裂的实验方案并为不同试样配置相应的待分析因子和各项压裂影响参数；基于实验方案，利用各项压裂影响参数，分别对每个试样开展水平井分段多簇压裂实验；确定每个压裂后物模试样的裂缝形态发展特征，并分析不同项压裂影响参数对压裂形态发展特征的映射关系，其中，裂缝形态发展特征包括起裂特征、层穿行为特征和裂缝扩展特征。本发明能分析不同实验条件下的穿层行为，确定砂泥互层水平井多簇水力裂缝起裂、穿层及特征规律。

技术研发人员：孙志宇,王海波,李风霞,刘长印,宋丽阳,陈志强
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14