一种裂缝内支撑剂堆积铺置形态预测方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114922604A(43)申请公布日2022.08.19(21)申请号202210714104.3(22)申请日2022.06.22(71)申请人西南石油大学地址610500四川省成都市新都区新都大道8号(72)发明人郭建春李鸣张涛苟浩然周航宇唐堂(74)专利代理机构成都金英专利代理事务所(普通合伙)51218专利代理师袁英(51)Int.Cl.E21B43/267(2006.01)G06F30/17(2020.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种裂缝内支撑剂堆积铺置形态预测方法(57)摘要本发明涉及一种裂缝内支撑剂堆积铺置形态预测方法，包括：进行不同注入参数的支撑剂铺置实验，直到支撑剂砂堤在裂缝内完整堆积；将支撑剂砂堤堆积过程分为两个阶段，阶段一为砂堤未达到底部射孔高度，堆积形态视为直角梯形，阶段二为砂堤达到底部射孔高度后，堆积形态视为普通梯形；阶段一的砂堆分为入口砂堆和尾部砂堆，阶段二的砂堆分为入口砂堆、中部砂堆和尾部砂堆，用砂堆特征参数表征各部分砂堆形状；建立各阶段、各部分砂堆特征参数与注入参数的经验关系式；建立支撑剂砂堆形态的分段函数表达式。本发明原理可靠，操作简便，能够对多参数、大范围的支撑剂堆积铺置形态进行预测，为水力压裂支撑剂泵注参数优化提供理论依据。CN114922604ACN114922604A权利要求书1/2页1.一种裂缝内支撑剂堆积铺置形态预测方法，依次包括以下步骤：步骤一，进行不同注入参数的支撑剂铺置实验，模拟携砂液注入裂缝过程，直到支撑剂砂堤在裂缝内完整堆积，所述注入参数包括裂缝尺寸、单裂缝携砂液排量Q1、携砂液注入速度V0、支撑剂浓度和粒径，所述裂缝尺寸包括裂缝长度X0、高度Y0和宽度W0；步骤二，将支撑剂砂堤堆积形态简化为由不同角度的直线段组合而成，根据堆积形态划分裂缝内的支撑剂砂堆，过程如下：依据时间先后将支撑剂砂堤堆积过程分为两个阶段，阶段一为砂堤未达到底部射孔高度H0，其堆积形态视为直角梯形，阶段二为砂堤达到底部射孔高度H0后，其堆积形态视为普通梯形；步骤三，阶段一的砂堆分为两大部分，即入口砂堆和尾部砂堆；阶段二的砂堆分为三大部分，即入口砂堆、中部砂堆和尾部砂堆，用砂堆特征参数表征各部分砂堆形状；步骤四，根据不同注入参数的支撑剂铺置实验，建立各阶段、各部分砂堆特征参数与注入参数的经验关系式；步骤五，建立完整的支撑剂砂堆形态的分段函数表达式，实现支撑剂堆积铺置形态的预测。2.如权利要求1所述的一种裂缝内支撑剂堆积铺置形态预测方法，其特征在于，所述底部射孔高度为从裂缝底部沿着缝高方向向裂缝顶部设置的第一个射孔孔眼距裂缝底部的距离。3.如权利要求1所述的一种裂缝内支撑剂堆积铺置形态预测方法，其特征在于，用砂堆特征参数表征各部分砂堆形状，过程如下：以裂缝长度方向为x轴，高度方向为y轴，裂缝入口为原点，建立坐标轴，阶段一的砂堆，入口砂堆截面为长L1、高y1的矩形，尾部砂堆截面为边长(x1‑L1)、高y1、斜边斜率为K1的直角三角形；阶段二的砂堆，入口砂堆截面为高L1、边长H0和y3的直角梯形，中部砂堆截面为长(x2‑L1)、高y3的矩形，尾部砂堆截面为边长(x3‑x2)、高y3、斜边斜率为K2的直角三角形。4.如权利要求1、2或3所述的一种裂缝内支撑剂堆积铺置形态预测方法，其特征在于，建立各阶段、各部分砂堆特征参数与注入参数的经验关系式，公式如下：L1＝Q1×480K1＝‑(tan(α))α＝‑324×V02+39.6×V0+24.85x2＝L1+V1×tV1＝(1.6152×V0+0.4126)/10020.5x1＝(‑2×Vp/K1+L1)y1＝K1×(L1‑x1)y3＝K2×(x2‑x3)其中，K1与K2的经验关系式一致，α为尾部砂堆沉降坡面角，V1为中部砂堆长度方向的增长速度，Vp为支撑剂在裂缝内的堆积体积。5.如权利要求1、2、3或4所述的一种裂缝内支撑剂堆积铺置形态预测方法，其特征在于，建立完整的支撑剂砂堆形态的分段函数表达式，过程如下：2CN114922604A权利要求书2/2页当砂堤堆积高度Y1<H0时，当砂堤堆积高度Y1≥H0时，其中，X(x)与Y(x)分别为裂缝内支撑剂砂堆形态的长度与高度。3CN114922604A说明书1/4页一种裂缝内支撑剂堆积铺置形态预测方法技术领域[0001]本发明属于水力压裂过程中支撑剂铺置研究领域，具体涉及一种裂缝内支撑剂堆积铺置形态预测方法。背景技术[0002]油气资源的持续有效开采对保障我国能源安全意义重大，非常规油气资源量巨大，对非常规油气的有效开采成为缓解当前能源安全形势的关键。由于非常规储层低孔低渗的物性特征，自然投产已无法满足生产需求，因此必须实施水力压