一种连续油管压裂套管遇卡预测方法

本发明涉及砂砾岩、火成岩连续油管压裂，具体是一种连续油管压裂套管遇卡预测方法。

背景技术：

1、连续油管压裂技术是一种安全、经济、高效的油田增产技术，从上世纪九十年代开始在油气田应用，特别适合于具有多个薄层、气层的井进行逐层压裂作业和水平井分段压裂作业，具有起下压裂管柱快，大大缩短作业时间等优点。该工艺能够精准定位裂缝起裂位置，单缝规模可控，有利于针对性地实施储层改造措施，便于石炭系油层控底水，精准起裂加砂和地质工程一体化压裂改造。

2、虽然连续油管压裂工艺具有较为明显的使用优势，但是该技术存在的问题较多，还有待完善。连续油管具有轻柔的属性，这导致其在井下的受力变得复杂、多变。当使用连续油管压裂工艺技术进行非垂直的小井眼作业时，由于其刚度较小，导致纵向负荷较大。在井下作业的过程中，能够提供的作用力较小。根据其本身特点进行分析，连续油管的固有稳定性较低，会发生腐蚀、弯曲以及挤压等现象，最终影响其本身的性质，导致其寿命变短，抗压能力降低。此外，连续油管受到温度的限制较大，且只能在较浅的部位作业。而连续油管的作业成本相对较高，这使得连续油管压裂工艺技术的应用得到限制。

3、连续油管压裂出现的复杂情况较多，其中砂堵的发生和加砂未完有很大关系，水平井连续油管压裂成本高，效益不佳，连管施工风险凸显，如连管难以解封、上提遇卡等，同时也存在射孔时间确定缺乏参考标准、适用地层条件不明确等问题，现场实践以及研究发现，主要矛盾表现在套管遇卡。目前对于连续油管套管的解卡方法已有较多研究，但是关于连续油管压裂施工过程中所涉及的有关连续油管的力学性质、连续油管拖动压裂过程中遇卡问题以及压裂施工级序遇卡预测研究尚未开展。

4、因此，为了降低连续油管施工作业的风险系数，增加连续油管作业的可靠性能，急需厘清连续油管遇卡问题，完善并丰富连续油管带底封拖动压裂配套工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种连续油管压裂套管遇卡预测方法。

2、本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种连续油管压裂套管遇卡预测方法，包括以下步骤：

3、步骤1、获取连续油管拖动喷砂射孔压裂井的地质参数、物性参数；

4、步骤2、根据连续油管拖动喷砂射孔压裂井的地质参数、物性参数将连续油管压裂水平井的裂缝段划分为若干个级序；

5、步骤3、建立连续油管拖动喷砂地层的诱导应力数值模型；

6、步骤4、将连续油管压裂水平井的地质参数、物性参数带入诱导应力数值模型计算出裂缝诱导应力随间距变化曲线；

7、步骤5、根据裂缝诱导应力随间距变化曲线，并经诱导应力叠加后计算出连续油管拖动喷砂射孔压裂井的地应力随级序变化曲线；

8、步骤6、根据地应力随级序变化曲线预测压裂施工遇卡的级序。

9、进一步的技术方案是，所述地质参数包括杨氏模量、泊松比、最大水平主应力、最小水平主应力，所述物性参数包括裂缝段长、平均喷射点间距。

10、进一步的技术方案是，所述步骤2中级序的个数为裂缝段/平均喷射点间距，即每个级序的长度为平均喷射点间距。

11、进一步的技术方案是，所述步骤3的具体过程为：

12、步骤31、基于弹性力学理论，利用位移不连续法建立连续油管拖动喷砂地层的诱导应力场模型，并划分水力裂缝网格单元；

13、步骤32、建立坐标系转换方法，数值求解各单元体的应力边界的影响系数；

14、步骤33、根据应力叠加原理，逐步叠加不同级序裂缝产生的诱导应力，进而得到储层中任意点处的应力分量。

15、进一步的技术方案是，所述步骤32中各个单元体的应力边界影响系数为：

16、

17、式中：ai为i单元体的半长度；分别为应力边界的影响系数；g为剪切模量；ν为泊松比。

18、进一步的技术方案是，所述步骤33中应力分量的计算公式为：

19、

20、其中，

21、

22、式中：分别为水力裂缝周围任一点i受到x方向和y方向的应力分量；g为剪切模量。

23、进一步的技术方案是，所述步骤6中确定地应力随级序变化曲线中地应力等于0对应的级序或级序区间为压裂施工遇卡的级序或级序区间。

24、本发明具有以下有益效果：本发明提出一种连续油管压裂套管遇卡预测方法，基于连续油管拖动喷砂射孔压裂井的地质参数，物性参数，通过建立诱导应力场模型对水平井遇卡级序进行预测，解决了连管拖动套管遇卡无法提前部署应对的问题。

技术特征：

1.一种连续油管压裂套管遇卡预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种连续油管压裂套管遇卡预测方法，其特征在于，所述地质参数包括杨氏模量、泊松比、最大水平主应力、最小水平主应力，所述物性参数包括裂缝段长、平均喷射点间距。

3.根据权利要求2所述的一种连续油管压裂套管遇卡预测方法，其特征在于，所述步骤2中级序的个数为裂缝段/平均喷射点间距，即每个级序的长度为平均喷射点间距。

4.根据权利要求1所述的一种连续油管压裂套管遇卡预测方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程为：

5.根据权利要求4所述的一种连续油管压裂套管遇卡预测方法，其特征在于，所述步骤32中各个单元体的应力边界影响系数为：

6.根据权利要求4所述的一种连续油管压裂套管遇卡预测方法，其特征在于，所述步骤33中应力分量的计算公式为：

7.根据权利要求1所述的一种连续油管压裂套管遇卡预测方法，其特征在于，所述步骤6中确定地应力随级序变化曲线中地应力等于0对应的级序或级序区间为压裂施工遇卡的级序或级序区间。

技术总结
本发明公开了一种连续油管压裂套管遇卡预测方法，包括获取连续油管拖动喷砂射孔压裂井的地质参数、物性参数；将连续油管压裂水平井的裂缝段划分为若干个级序；步骤3、建立连续油管拖动喷砂地层的诱导应力数值模型；计算出裂缝诱导应力随间距变化曲线；根据裂缝诱导应力随间距变化曲线，并经诱导应力叠加后计算出连续油管拖动喷砂射孔压裂井的地应力随级序变化曲线；根据地应力随级序变化曲线预测压裂施工遇卡的级序。本发明提出一种连续油管压裂套管遇卡预测方法，基于连续油管拖动喷砂射孔压裂井的地质参数，物性参数，通过建立诱导应力场模型对水平井遇卡级序进行预测，解决了连管拖动套管遇卡无法提前部署应对的问题。

技术研发人员：蒋茂林,任岚,林然,于志豪,王振华
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13