一种优化脉冲纤维加砂压裂参数的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108416160A(43)申请公布日2018.08.17(21)申请号201810241975.1(22)申请日2018.03.22(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)发明人郭建春杨若愚张涛马健李杨(74)专利代理机构成都金英专利代理事务所(普通合伙)51218代理人袁英(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)E21B43/267(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图1页(54)发明名称一种优化脉冲纤维加砂压裂参数的方法(57)摘要本发明公开了一种优化脉冲纤维加砂压裂参数的方法，首先选取影响脉冲纤维加砂压裂参数并进行参数取值范围限定，对某一参数进行对照试验设计，获取支撑剂团块在裂缝中的铺置形态；获取该参数的不同取值对应的支撑剂团块类型与平均尺寸参数；获取支撑剂团块区域的渗透率K与孔隙度φ；在相关软件中分别输入支撑团块类型、平均尺寸参数以及渗透率K、孔隙度φ，进行支撑裂缝导流能力计算，获取最优铺置结构，该结构所对应的参数取值即为最佳取值；用同样方法对其他参数进行优化，直到优化出所有参数的最佳取值。本发明原理可靠，操作简便，通过参数优化设计出形成最佳导流能力的缝内支撑剂团块铺置结构，大幅提高水力压裂增产改造后的油气井产能。CN108416160ACN108416160A权利要求书1/3页1.一种优化脉冲纤维加砂压裂参数的方法，依次包括下列步骤：(1)选定支撑剂类型和粒径，选取影响脉冲纤维加砂压裂参数并进行参数取值范围限定，所述参数包括：压裂液稠化剂加量、压裂液交联比、支撑剂浓度、支撑剂密度、纤维长度、纤维浓度、现场施工排量、脉冲时间、射孔簇数；选择其中某一参数设为参数A，在其他参数取一定值的情况下，对参数A在其限定的取值范围内，分别取不同的数值，进行脉冲纤维加砂压裂模拟实验，获取该参数不同取值下支撑剂团块在裂缝中形成的团块铺置形态录像；(2)对步骤(1)所获取的参数A不同取值所对应的支撑剂团块铺置形态录像进行图像截取，对图像中的支撑剂团块进行定量化统计，得到参数A不同取值下的支撑剂团块类型与团块平均尺寸参数；(3)结合现场区块的闭合应力取值，获取支撑剂团块区域的孔隙度φ和渗透率K；(4)利用“脉冲纤维加砂压裂导流能力计算软件”，输入相应的支撑剂团块类型及支撑剂团块平均尺寸参数，生成对应的缝内支撑剂团块铺置结构；然后输入渗透率K与孔隙度φ，进行不同支撑剂团块铺置结构下的裂缝导流能力计算，选取导流能力最大的支撑剂团块铺置结构为最佳铺置结构，其所对应的参数取值即为参数A的最佳取值；(5)重复步骤(1)—(4)，在所述参数中选取下一个参数进行优化，同理得到该参数的最佳取值，已优化的参数按最佳取值进行设定，最终获取所有参数的最佳取值。2.如权利要求1所述的一种优化脉冲纤维加砂压裂参数的方法，其特征在于，所述步骤(1)中影响脉冲纤维加砂压裂参数取值范围限定，是根据现场施工实际及理论分析得到的，实验中还需要将现场施工排量vf转化为室内实验排量ve：式中ve—室内实验排量，L/min；3vf—现场施工排量(m/min)；hf—真实地层人工裂缝高度(m)；wf—真实地层人工裂缝宽度(mm)；he—室内实验平板高度(m)；we—室内实验平板间宽度(mm)。3.如权利要求1所述的一种优化脉冲纤维加砂压裂参数的方法，其特征在于，所述步骤(1)中脉冲纤维加砂压裂模拟实验过程如下：①在液罐一中配置含纤维、支撑剂的携砂液；②在液罐二中配置含纤维的中顶液；③打开液罐二阀门，以15L/min的排量将中顶液注入到两块平板之间形成的模拟裂缝中，模拟施工过程中的前置液阶段；④待中顶液充满平板后，设定一定的时间间隔和实验排量，交替打开和关闭液罐一与液罐二的阀门，使液罐一中的携砂液和液罐二中的中顶液交替注入到平板中，模拟脉冲注入过程，该时间为脉冲时间；⑤利用摄像机拍摄并获取支撑剂在平板中的运移铺置形态录像。4.如权利要求1所述的一种优化脉冲纤维加砂压裂参数的方法，其特征在于，所述步骤(1)中支撑剂类型为陶粒或石英砂，支撑剂粒径为20/40目、30/50目或40/70目。2CN108416160A权利要求书2/3页5.如权利要求1所述的一种优化脉冲纤维加砂压裂参数的方法，其特征在于，所述步骤(2)中对步骤(1)所获取的参数A不同取值所对应的支撑剂团块铺置形态录像进行图像截取，对图像中的支撑剂团块进行定量化统计，得到参数A不同取值下的支撑剂团块类型与团块平均尺寸参数，过程如下：①泵送稳定后，每隔半个脉冲时间截取一幅支撑剂运移铺置图像，一组实验所对应的截取图片数为：式中M—一组实验所截取的支撑剂铺置形态图片数，幅；T—总泵送时间，s