致密油层体积压裂排量优化方法.pdf

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1、2014年5月西安石油大学学报(自然科学版)May2014第29卷第3期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)V01．29No．3文章编号：1673-064X(2014)03-0079-04致密油层体积压裂排量优化方法樊凤玲，李宪文，曹宗熊，王蓓，彭娇，周德胜(1．长庆油田分公司油气工艺研究院，陕西西安710021；2．西安石油大学石油工程学院，陕西西安710065)摘要：在离散化缝网模型(DFN)基础上，结合油井及地层的相关参数，利用缝网模拟软件模拟了裂缝在地层主平面上的拟三维离散化扩展和支撑剂在缝

2、网中的分布，数值求解了不同压裂排量改造后的缝网半长、带宽、次生裂缝条数和储层改造体积(SRV)等缝网几何形态参数，给出了简单高效的排量优化方法。以鄂尔多斯一口油井为例，模拟结果表明：压裂排量不是越大越利于复杂缝网形成，模拟的离散缝网几何形态参数会随压裂排量的增大先快速增大后趋于平缓，以SRV为评价改造效果的主要参数，综合其他参数变化特征，可以优选出致密油层体积压裂的施工排量。关键词：致密油层；体积压裂；离散化缝网模型；排量优化；储层改造体积中图分类号：TE357．1l文献标识码：A致密油层覆压基质渗透率一般小于或等于0．1×进行数值模拟，求解致密油层体积压裂的最优排

3、量。lO～m，单井通常无自然产能或自然产能低于工主要利用离散化缝网模型中的网格系统模拟裂缝在业产能下限¨。以体积压裂技术为代表的增产技3个主平面上的拟三维离散化扩展和支撑剂在缝网术是开采低渗透致密油藏的核心技术4。。体积压中的铺砂分布，通过连续性原理及网格计算方法获得压裂改造后缝网几何形态参数。裂所形成的复杂缝网可以增加储层改造体积(SRV)，实现对致密油层的三维压裂改造。而体1基本模型积压裂形成复杂裂缝缝网的主要施工工艺是大排量压裂，通常要求施工排量大于10m／min_6J。国内致1．1离散化缝网模型密油层体积压裂工艺中排量的大小常以评价同区块离散化缝网模型假定缝

4、网为一个2a×2b×2C老井在不同压裂排量下的压后产能来确定，该方法的拟椭圆球体，如图1所示。在直角坐标系下，轴花费较高且难以获得较优的压裂排量值；国外致密平行于水平最大主应力()方向，y轴平行于水平油层体积压裂中排量的优化是通过对不同排量下改最小主应力()方向，z轴平行于垂向应力(dr)方造效果进行微地震监测，评价储层改造体积来确向。主裂缝正交于水平最小主应力，在—z平面定，该方法评价参数单一、成本高。目前模拟体中延展，并和3个主平面内的次生裂缝构成离散裂积压裂较为成熟的是基于自相似原理及Warren和缝网格。缝网长度为2口，缝网带宽为26，总缝高为Root双重介

5、质模型的离散化缝网(DFN)模型_8J。2c，缝网构成的椭球体积为压裂后的储层改造体积。本文采用以离散化缝网模型为基础的缝网模拟软件收稿日期：2014-03—10基金项目：陕西省科技统筹创新工程计划项目“陆相页岩气储层压裂改造工艺技术攻关”(编号：2012KTZB03—03—03—02)；国家自然科学基金项目“气井气体携液的多液滴理论研究(编号：51074124)作者简介：樊凤玲(1976一)，女，硕士，工程师，主要从事低渗透储层改造研究。E—mail：fanfl_cp@petrochina．com一8O一西安石油大学学报(自然科学版)A。=Mf／MDFN。(5)式

6、中：。为支撑剂铺砂的分布比例；Mf是主裂缝中支撑剂的质量，kg；MDFN是注入离散裂缝缝网中支撑剂的总质量，kg。基于自相似原理将地层岩石物理特性、施工条件等参数代人以上数学模型，并确定支撑剂在缝网内分布方式后，通过缝网模拟软件可以数值求解出不同排量压裂改造后的复杂缝网的带宽、半长、储层改造体积(SRV)以及次生裂缝条数。图1离散缝网模型Fig．1Discretefracturenetworkmodel1．2储层改造体积2排量优化方法离散化缝网储层改造体积方程为在地层岩石物理特性以及油井参数给定后，体R=I()=~rabh。(1)d积压裂的缝网几何形态主要与泵入压裂

7、液总量、排A式中：为无因次横向坐标；h为改造后裂缝平均高量以及压裂液类型等施工参数有关。当泵入液量、度，m；0为椭圆长轴，m；6为短轴，m；7r06为裂缝网压裂液确定后，改变排量不仅影响缝网长度、带宽，格的椭圆面积，m。还会得到不同次生裂缝条数和储层改造体积。现以1．3次生裂缝条数方程鄂尔多斯某致密区块A井为例，使用某级压裂泵注仅考虑次生裂缝沿垂直于主裂缝的方向(方设计参数(表1)，利用上述方法进行压裂排量的数向)延伸，y—z平面内次生裂缝条数为值模拟分析。其中目的层厚为18．2m，渗透率为0．17×10～m，垂向应力梯度为0．023MPa／m，水：——————