一种水力压裂支撑剂参数优化方法.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CN107085638A(43)申请公布日2017.08.22(21)申请号201710248817.4(22)申请日2017.04.17(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)发明人朱海燕沈佳栋唐煊赫陶雷高庆庆(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)G06Q50/02(2012.01)E21B43/267(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种水力压裂支撑剂参数优化方法(57)摘要本发明公开了一种水力压裂支撑剂参数优化方法，它包括以下步骤：S1、建立还原支撑剂真实尺寸的物理模型；S2、对模型上岩层和下岩层表面施加闭合压力，上岩层与下岩层裂缝面颗粒的平均高度之差为裂缝闭合宽度w；S3、对填充层进行流场网格离散，使流场包裹支撑剂，设置流体的黏度、密度、流场两端的流体压力；S4、计算流场总流量q；S5、计算渗透率和导流能力；S6、改变支撑剂参数，计算并对比不同参数组合下的导流能力；S7、结合实验室导流能力效果评价与现场选型经验，优化得到最终的参数组合。本发明的有益效果是：实验成本低、能测试不同类型支撑剂导流能力、真实反映地层流体的导流能力、准确高效的预测不同地质条件下的支撑剂导流能力。CN107085638ACN107085638A权利要求书1/1页1.一种水力压裂支撑剂参数优化方法，其特征在于：它包括以下步骤：S1、根据岩层地质条件与力学特征，建立还原支撑剂真实尺寸的岩层-支撑剂-岩层物理模型；S2、对模型上岩层和下岩层表面施加闭合压力，上岩层与下岩层裂缝面颗粒的平均高度之差为裂缝闭合宽度w；S3、对模型进行流场网格离散，使流场包裹支撑剂，设置流体的黏度、密度以及流场两端的流体压力；S4、计算流场总流量q；S5、计算渗透率和导流能力；S6、根据支撑剂使用的实际情况确定支撑剂各参数的取值范围，在相应取值范围内优选若干取值，根据各参数的取值情况组合形成若干参数组合，再利用步骤S4和步骤S5计算出不同参数组合下的裂缝导流能力K；S7、结合实验室支撑剂导流能力效果评价与现场压裂支撑剂选择的经验，对模型中未能考虑到的支撑剂参数加以确定，优化得到最终的支撑剂参数组合。2.根据权利要求1所述的一种水力压裂支撑剂参数优化方法，其特征在于：所述的岩层-支撑剂-岩层物理模型为立方体，模型六个表面均光滑。3.根据权利要求1所述的一种水力压裂支撑剂参数优化方法，其特征在于：所述的岩层-支撑剂-岩层物理模型中上层颗粒构成上岩层，下层颗粒构成下岩层，中间颗粒构成支撑剂填充层。2CN107085638A说明书1/5页一种水力压裂支撑剂参数优化方法技术领域[0001]本发明涉及石油与天然气开发领域，特别是一种水力压裂支撑剂参数优化方法。背景技术[0002]目前，对特定储层的支撑剂选型方法多为实验优选方法。白群山从压裂井深、驱油类型、是否为易出砂井三个角度详细列举了支撑剂的优选组合形式，但其只考虑了不同种类支撑剂的适用情况，而未从油气藏的物性特征对支撑剂物性参数加以确定(白群山.萨南开发区压裂支撑剂的设计优化及应用[A]..《采油工程》第3卷第4册[C].:,2013:6)。郭天魁等对两种不同粒度组成的地层砂进行砂侵实验，以优选疏松砂岩地层的支撑剂粒径(郭天魁,张士诚,王雷,等.疏松砂岩地层压裂充填支撑剂粒径优选[J].中国石油大学学报:自然科学版,2012,36(1):94-100)。史华结合实验分析了支撑剂粒径及铺砂浓度对导流能力的影响，并以此为依据将支撑剂的优选方案应用于周边脱砂压裂工艺(史华.周边脱砂压裂支撑剂的优选[J].石油地质与工程,2008,22(1):101-103)。张双斌等测试了不同闭合压力下陶粒、石英砂及覆膜酸枣仁的导流特性，为深层煤层气压裂的支撑剂选型提供了建议(张双斌,苏现波,郭红玉.煤储层水力压裂支撑剂的优选实验研究[J].煤田地质与勘探,2016(1):51-55)。刘辉等人对高闭合应力下铺砂浓度、支撑剂组合形式、支撑剂嵌入及压裂液残渣对导流能力的影响展开了定量评价(刘辉,袁学芳,张健强,等.高闭合应力油藏压裂支撑剂优选研究[J].新疆石油科技,2013,23(4):24-27)。罗天雨等引入裂缝允许支撑剂进入的准则，分析了段塞颗粒大小对降滤效果、削减裂缝条数的影响(罗天雨,赵金洲,王嘉淮,等.支撑剂段塞颗粒大小优选研究[J].天然气技术,2008,2(6):37-39)。蒋廷学等人利用有限元方法，建立了考虑应力敏感性及长期导流能力的油藏预测模型，以此为依据优选支撑剂(蒋廷学,汪永利,丁云宏,等.考