專利名稱：一種頁巖油藏水力壓裂支撐劑量的確定方法
技術領域：
本發明涉及石油工程領域頁巖油藏水平井分段壓裂一種確定施工支撐劑用量的方法，以保證入地支撐劑能夠有效支撐水力壓裂作業形成的縫網系統，讓支撐縫網系統成為原油流入井筒的高導流滲流通道，提高壓裂增產效果。
背景技術：
隨著油氣勘探開發的不斷深入發展，頁巖油、頁巖氣、致密氣、煤層氣等非常規油氣資源展現出了巨大的勘探開發潛力，逐漸成為全球油氣勘探開發的亮點。我國具有豐富的頁巖油資源，2010年評價的頁巖油資源量為11602X 108t，可采資源量達160X 108t(賈承造，鄭民，張永峰，中國非常規油氣資源與勘探開發前景[J]，石油勘探與開發，2012,39 (2)129-136)。 水平井分段體積壓裂技術是頁巖油藏勘探開發亟需的關鍵技術，是提高頁巖油井產量和最終采收率的有效措施。頁巖油藏的水平井分段壓裂不同于常規油藏的水平井分段壓裂。常規油藏水平井分段壓裂是將改造層段進行分段，每段射孔一次，以一條主裂縫實現對儲層基質的改善。頁巖油藏水平井分段后，采用體積壓裂技術，即每段射孔多次(分簇射孔)，采用高排量(大于10m3/min)、低粘壓裂液(清水或者滑溜水)，實現對天然裂縫、巖石層理的溝通，以及在主裂縫的側向強制形成次生裂縫，并在次生裂縫上繼續分枝形成二級次生裂縫，最終形成復雜的縫網系統；然后大量高壓泵注帶有支撐劑的混砂液，使縫網系統更加復雜化，同時在縫網系統中充填支撐劑；停泵后，由于支撐劑對縫網系統的支撐作用，從而讓縫網系統成為原油高效滲流通道。體積壓裂增大了儲層基質與裂縫壁面的接觸面積，提高了儲層整體滲透率，實現了儲層長寬高三維方向的全面改造。(吳奇，胥云，劉玉章等，美國頁巖氣體積改造技術現狀及對我國的啟示[J]，石油鉆采工藝，2011，33 (2):1-7)。頁巖油藏不同于頁巖氣藏，由于原油粘度高，因此要求體積壓裂形成的縫網系統具有較高的導流能力，支撐劑能否有效支撐縫網系統，形成較高的導流能力是影響壓裂效果的關鍵。支撐劑量太少，進入縫網系統的支撐劑多數會嵌入縫網壁面，地層閉合后，每條裂縫的縫寬會減小，縫網不能實現有效支撐，嚴重降低了縫網系統的導流能力，原油很難通過縫網系統流入井筒，壓后增產效果不理想；支撐量太大，不僅增加了施工風險，更增加了壓裂的經濟成本。目前國內頁巖儲層壓裂支撐劑量的確定，主要根據國外頁巖氣水平井壓裂施工經驗確定(FU Yongqiang, XIAO Yongjun, CHEN Yuanlin, et al, Practicingand Learning of Shale Gas Staged Fracturing in Sichuan Basin-A Case for the WlHorizontal Well，IADC/SPE15568)。目前還沒有針對頁巖油藏體積壓裂特征和儲層特征確定支撐劑量的方法，這樣導致頁巖油藏的體積壓裂盲目采用大支撐劑量，壓裂增產效果不理想，增加了壓裂經濟成本。
發明內容
本發明的目的在于提供一種頁巖油藏水平井分段壓裂支撐劑量的確定方法。該方法首先應用地下油氣滲流力學中的等效滲流原理，將縫網系統等效為高滲透率區域(即高滲透帶)，建立縫網系統與支撐劑量關系的定量計算模型；然后，基于儲層資料和油藏地質建模通用Petrel軟件提供的地質模型,利用油藏數值模擬Eclipse軟件優選高滲透帶數量、體積和滲透率；最后，根據建立的縫網系統與支撐劑量關系的定量模型確定水平井體積壓裂施工用的支撐劑量。ー種頁巖油藏水力壓裂支撐劑量的確定方法，包括下列步驟(I)根據等效滲流原理，建立縫網系統與支撐劑量關系的定量模型；(2)基于儲層流體高壓物性資料、地層壓カ資料、巖石資料和油藏地質建模通用的Petrel軟件提供的地質模型，利用油藏數值模擬通用的Eclipse軟件優選高滲透帶數量、體積和滲透率；(3)根據步驟(2)優選的高滲透帶數量、體積和滲透率，結合步驟(I)建立的模型確定頁巖油藏水力壓裂施工用的支撐劑量。在本發明中，所述步驟(I)中建立縫網系統與支撐劑量關系的定量模型，包括下列內容以第η個縫網系統為例(
圖1)，縫網系統中的流體向井筒中的滲流由基質滲流和裂縫滲流組成(圖2);不考慮裂縫與基質間的微觀滲流，只考慮流體流動的宏觀規律；假設縫網系統的滲流符合達西定律，近似為線性滲流，縫網空間完全由支撐劑充填。根據等效滲流原理將縫網系統等效為高滲透帶，用高滲透帶的數量、體積、滲透率表征縫網系統的數量、體積和滲透率。根據達西定律(李曉平，地下油氣滲流力學[Μ]，北京石油エ業出版社，50-52)，縫網系統基質中的流體流向井筒中的流量為
權利要求
1.一種頁巖油藏水力壓裂支撐劑量的確定方法，主要包括下列步驟 (1)根據等效滲流原理，建立縫網系統與支撐劑量關系的定量模型； (2)基于儲層流體高壓物性資料、地層壓力資料、巖石資料和油藏地質建模通用的Petrel軟件提供的地質模型，利用油藏數值模擬通用的Eclipse軟件優選高滲透帶數量、體積和滲透率； (3)根據步驟(2)優選的高滲透帶數量、體積和滲透率，結合步驟(I)建立的模型確定頁巖油藏水力壓裂施工用的支撐劑量。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(I)包括應用地下油氣滲流力學中的等效滲流原理，將縫網系統等效為高滲透帶，用高滲透帶的數量、體積、滲透率表征縫網系統的數量、體積和滲透率，建立縫網系統與支撐劑量關系的定量計算模型，即
3.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)包括 1)將Petrel軟件提供的地質模型和儲層流體高壓物性資料、地層壓力資料、巖石資料導入到Eclipse軟件中； 2)在導入地質模型后的Eclipse軟件中嵌入與縫網系統等效的高滲透帶，利用Eclipse軟件優選高滲透帶數量η、體積V、滲透率K。
4.如權利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)包括 1)將粒徑為20/40目、30/50目的陶粒支撐劑按照體積比為1:4組合，按照石油天然氣行業標準(SY/T6302-1997)測試組合陶粒支撐劑充填層在儲層閉合壓力下的滲透率，取測試值的50%作為支撐裂縫滲透率Kf ； 2)根據已優選的高滲透帶數量η、體積V、滲透率K，已測試的支撐裂縫滲透率Kf和巖心分析測試資料提供的基質滲透率Km，按照下式確定頁巖油藏水力壓裂施工的支撐劑量
全文摘要
本發明涉及一種頁巖油藏水力壓裂支撐劑量的確定方法，主要包括下列步驟(1)根據等效滲流原理，建立縫網系統與支撐劑量關系的定量模型；(2)基于儲層流體高壓物性資料、地層壓力資料、巖石資料和油藏地質建模通用的Petrel軟件提供的地質模型，利用油藏數值模擬通用的Eclipse軟件優選高滲透帶數量、體積和滲透率；(3)根據步驟(2)優選的高滲透帶數量、體積和滲透率，結合步驟(1)建立的模型確定頁巖油藏水力壓裂施工用的支撐劑量。利用本發明提供的方法可以克服現有技術的不足，有效解決頁巖油藏水平井分段體積壓裂支撐劑用量的盲目性，提高壓裂增產效果，節約壓裂經濟成本。
文檔編號E21B49/00GK102865060SQ201210359470
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月25日 優先權日2012年9月25日
發明者郭建春, 茍波, 趙志紅 申請人:西南石油大學