本發明涉及低滲透非常規儲層體積壓裂改造技術，具體涉及體積壓裂改造效果的評價方法。
背景技術：
低滲透非常規儲層由于其低孔、低滲的特點，必須采用大規模體積壓裂技術才能實現工業化開發。體積壓裂技術是指采用分段多簇射孔技術，利用縫內較高的凈壓力和縫間干擾作用實現人工裂縫與天然裂縫的溝通以及橫向裂縫的產生，在儲層中形成長、寬、高三維方向的復雜裂縫網絡，使得任意方向基質中的油氣向裂縫的滲流距離“最短”，極大地提高了儲集層的整體滲透率，提高低滲透非常規儲層油氣井的產能和最終采收率。
常規砂巖儲層壓裂一般形成雙翼對稱裂縫，用來表征其壓裂效果的評價參數通常為裂縫半長和導流能力，低滲透非常規儲層體積壓裂技術在儲層中形成了復雜的立體裂縫網絡，裂縫半長及導流能力已不能合理地反映其壓裂效果。
目前通常用儲層改造體積(SRV)和裂縫復雜性指數(FCI)來評價體積壓裂效果。
(1)儲層改造體積(SRV)
體積壓裂形成的裂縫網絡體積稱為儲層改造體積(SRV)，SRV的大小主要通過微地震監測數據來反映。Fisher、Maxwell等人指出在Barnett頁巖中SRV與產量之間存在良好的相關性，但是最近的研究結果表明，由于微地震事件與真實SRV之間的不確定性以及SRV與產能之間的非唯一性，由微地震事件得出的SRV與油氣井產能之間的關系并不是絕對的，單獨依靠SRV不能真實地反映體積壓裂的效果，其原因在于：1)微地震數據計算得到的SRV包含了壓裂過程中產生的所有微地震事件區域，但是并不是所有的微地震事件都代表著裂縫的啟裂或擴展。有些微地震事件可能是由于巖石剪切滑移等原因導致的，在這種情況下，部分巖石滑移現象發生在網絡裂縫的外部，其產生的裂縫并未與主裂縫溝通，部分裂縫雖然與主裂縫溝通但由于應力條件的限制壓裂液和支撐劑并未進入其中。在沒有支撐劑的條件下，這部分改造體積對油氣井產能的貢獻較小，因此微地震事件反映的SRV與對油氣井產能起主要貢獻的真實儲層改造體積并不一致，通常情況下微地震事件得到的SRV都要大于真實儲層改造體積，但是由于微地震監測技術自身的缺陷以及地質條件的復雜未知性，微地震事件得到的SRV與真實儲層改造體積之間的關系目前還無法得知；2)油氣井產能并不僅僅依賴于SRV的大小，SRV內裂縫的密度以及導流能力對油氣井產能同樣具有重要的影響。雖然微地震數據能夠反映由于巖石失效形成的儲層改造區域的形狀，但是不能提供改造體積內部裂縫的詳細結構以及支撐劑的分布情況。因此，儲層改造體積內裂縫的密度以及導流能力不能通過微地震數據來反映，體積壓裂效果不能僅僅依靠SRV來評價。
鑒于微地震監測真實儲層改造體積的不確定性，Guang Zhao、Guang Yu、翁定為、Nassir等人通過壓裂過程中的壓力傳導理論和應力失效區域分析分別建立了儲層改造體積計算模型，為儲層改造體積的分析及壓裂技術優化提供了新的思路，但這些模型同樣不能反映改造體積內裂縫的密度和導流能力。
(2)裂縫復雜性指數(FCI)
Cipolla提出了采用裂縫復雜性指數(FCI)來表征體積壓裂的效果。FCI定義為縫網寬度與縫網長度的比值，FCI的值越大說明體積壓裂的效果就越好，但該參數也是由微地震監測數據得來，同樣存在微地震監測數據不能反映真實儲層改造范圍的缺陷，同時也不能反映改造范圍內裂縫的密度以及導流能力。
低滲透非常規致密儲層體積壓裂效果主要受SRV及其內部裂縫密度和導流能力的影響，較大的SRV以及內部較高的裂縫密度和導流能力能夠取得相對較好的產能，這種情況下體積壓裂的效果最好，而單獨使用SRV或FCI均無法合理的反映體積壓裂的效果。目前并未有人提出綜合考慮儲層改造體積及其內部裂縫密度和導流能力這三大影響因素的體積壓裂改造效果評價方法。
技術實現要素：
本發明的一個目的是提供體積壓裂改造效果的評價方法，這種體積壓裂改造效果的評價方法用于解決目前非常規致密儲層體積壓裂效果不能客觀、準確、合理評價的問題。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：這種體積壓裂改造效果的評價方法：
步驟一、對現場某區塊多口井進行體積壓裂施工之前，首先測量得到多口井各自相應的初始基本參數，初始基本參數包括體積壓裂儲層地應力參數、巖石物性參數；對現場該區塊多口井進行體積壓裂施工過程中，繼續測量得到該區塊多口井體積壓裂施工過程中各自相應的壓裂施工相關的初始基本參數；
步驟二、依據所述區塊某口井的上述初始基本參數，計算縫網內裂縫的平均寬度：
式中：w為縫網內裂縫的平均寬度，m；v為泊松比；E為楊氏彈性模量，Pa；p為裂縫內的平均壓力，Pa；σh為最小水平地應力，Pa；h為縫高，m；
步驟三、根據初始時刻裂縫的擴展速度等于初始時刻孔眼內液體的流動速度這一邊界條件確定常數C：
式中：N為每簇內射孔孔眼個數的一半；r為孔眼半徑，m；pinj為縫口注入壓力，Pa；es為比表面能，J/m2；f為范寧摩阻系數；
步驟四、迭代求解體積壓裂復雜縫網內的平均裂縫長度和等效裂縫條數，得到用來描述體積壓裂改造體積內裂縫密度和導流能力的關鍵參數：
1)平均裂縫長度計算公式為：
式中：x為平均裂縫長度，m；Vl為濾失的液體體積，m3；qinj為每簇內注入排量的一半，m3/s；t為注入時間，s；
2)等效裂縫條數的表達式為：
式中：n為等效裂縫條數；
3)濾失的液體體積計算公式為：
式中：c為液體的綜合濾失系數，τ(x)為t時刻液體到達x處所需的時間，s；
步驟五、計算體積壓裂改造效果評價參數：
1)有微地震數據的體積壓裂改造效果評價參數
式中：Ns為壓裂級數；Nc為每級內的射孔簇數；Vp為全井注入的支撐劑體積，m3；k為修正系數；
2)無微地震數據時，可以用總的注入液體體積來代替SRV。無微地震數據的體積壓裂改造效果評價參數
式中：Vf為總的注入液體體積，m3；
步驟六、重復步驟二至五，得到所述區塊內其它體積壓裂井的體積壓裂改造效果評價參數；
步驟七、統計所述區塊多口井體積壓裂改造效果評價參數的計算結果，確定該區塊體積壓裂改造效果評價的相對評價等級和劃分標準，并對各個體積壓裂井的壓裂改造效果進行評價。若有微地震數據，依據有微地震數據進行排列評比；若無微地震數據，依據無微數據進行排列評比。
上述方案步驟四中迭代求解體積壓裂復雜縫網內的平均裂縫長度和等效裂縫條數的方法為：
①首先選定比較小的初始時間t，假設在該時間段內濾失量Vl＝0；
②根據濾失量Vl計算該時刻的平均裂縫長度x和等效裂縫條數n；
③將計算得到的平均裂縫長度x和等效裂縫條數n代入液體濾失體積模
型，計算在該時間段內的濾失量Vl'；
④若|Vl'-Vl|＜ε，則計算終止，Vl＝Vl'；若不滿足，Vl＝Vl'，重復②-③步；
⑤增加時間步長△t，根據濾失量Vl計算t+Δt時刻的平均裂縫長度x和等效裂縫條數n；
⑥重復③-⑤步，得出體積壓裂施工結束時復雜縫網內的平均裂縫長度x和等效裂縫條數n。
本發明具有以下有益效果：
1、本發明綜合考慮了儲層改造體積及其內部裂縫密度和導流能力的影響，更為真實合理的反映了體積壓裂的改造效果。
2、本發明能夠得出地質條件及壓裂施工參數對壓裂改造效果的影響，為體積壓裂優化設計提供了必要的指導。
3、根據本發明得出的體積壓裂改造效果評價結果，可以為低滲透非常規儲層油氣井產能的預測提供基本依據。
4、根據本發明得出的體積壓裂改造效果評價結果，能夠有效的區分壓裂改造效果和地質因素對產能控制的不確定性，更為真實準確的解釋各井之間產能差異的原因。
5、根據本發明得出的體積壓裂改造效果評價結果，能夠對儲層的空間分布特征和甜點體位置進行更為準確的評價。
具體實施方式
下面對本發明作進一步的說明：
這種體積壓裂改造效果的評價方法：
步驟一、對現場某區塊多口井進行體積壓裂施工之前，首先測量得到多口井各自相應的初始基本參數，初始基本參數包括體積壓裂儲層地應力參數、巖石物性參數；對現場該區塊多口井進行體積壓裂施工過程中，繼續測量得到該區塊多口井體積壓裂施工過程中各自相應的壓裂施工相關的初始基本參數。
步驟二、依據所述區塊某口井的初始基本參數，計算縫網內裂縫的平均寬度：
式中：w為縫網內裂縫的平均寬度，m；v為泊松比；E為楊氏彈性模量，Pa；p為裂縫內的平均壓力，Pa；σh為最小水平地應力，Pa；h為縫高，m。
步驟三、根據初始時刻裂縫的擴展速度等于初始時刻孔眼內液體的流動速度這一邊界條件確定常數C：
式中：N為每簇內射孔孔眼個數的一半；r為孔眼半徑，m；pinj為縫口注入壓力，Pa；es為比表面能，J/m2；f為范寧摩阻系數。
步驟四、迭代求解體積壓裂復雜縫網內的平均裂縫長度和等效裂縫條數，得到用來描述體積壓裂改造體積內裂縫密度和導流能力的關鍵參數：
1)平均裂縫長度計算公式為：
式中：x為平均裂縫長度，m；Vl為濾失的液體體積，m3；qinj為每簇內注入排量的一半，m3/s；t為注入時間，s；
2)等效裂縫條數的表達式為：
式中：n為等效裂縫條數；
3)濾失的液體體積計算公式為：
式中：c為液體的綜合濾失系數，τ(x)為t時刻液體到達x處所需的時間，s；
4)迭代求解方法為：
①首先選定比較小的初始時間t，假設在該時間段內濾失量Vl＝0；
②根據濾失量Vl計算該時刻的平均裂縫長度x和等效裂縫條數n；
③將計算得到的平均裂縫長度x和等效裂縫條數n代入液體濾失體積模型，計算在該時間段內的濾失量Vl'；
④若|Vl'-Vl|＜ε，則計算終止，Vl＝Vl'；若不滿足，Vl＝Vl'，重復②-③步；
⑤增加時間步長△t，根據濾失量Vl計算t+△t時刻的平均裂縫長度x和等效裂縫條數n；
⑥重復③-⑤步，得出體積壓裂施工結束時復雜縫網內的平均裂縫長度x和等效裂縫條數n。
步驟五、計算體積壓裂改造效果評價參數：
1)有微地震數據的體積壓裂改造效果評價參數
式中：Ns為壓裂級數；Nc為每級內的射孔簇數；Vp為全井注入的支撐劑體積，m3；k為修正系數；
2)無微地震數據時，可以用總的注入液體體積來代替SRV。無微地震數據的體積壓裂改造效果評價參數
式中：Vf為總的注入液體體積，m3。
步驟六、重復步驟二至五，得到所述區塊內其它體積壓裂井的體積壓裂改造效果評價參數。
步驟七、統計所述區塊多口井體積壓裂改造效果評價參數的計算結果，確定該區塊體積壓裂改造效果評價的相對評價等級和劃分標準，并對各個體積壓裂井的壓裂改造效果進行評價。若有微地震數據，依據有微地震數據對比排列評比；若無微地震數據，依據無微數據進行排列評比。
本發明基于能量守恒原理和物質平衡原理，根據實際壓裂施工參數得出了用于描述體積壓裂改造體積內裂縫密度和導流能力的關鍵參數，提出了綜合考慮儲層改造體積及其內部裂縫密度和導流能力的體積壓裂改造效果評價方法，該方法可以為體積壓裂設計優化、油氣井產能預測和井間差異分析提供基本依據，同時還能對儲層的空間分布特征和甜點體位置進行更為準確的評價。