一种通道压裂参数优化方法与流程

本发明属于油气田开发，具体涉及一种通道压裂参数优化方法。

背景技术：

1、目前我国常规油气产量递减快，需要水力压裂技术进行增产改造，非常规油气开发则必须用到水力压裂技术才能实现商业开发，水力压裂技术是目前油气田开发领域的必要手段。水力压裂技术通过向地层中注入压裂液压开地层，并在裂缝中充填支撑剂以保持压开裂缝的导流能力，所以裂缝中支撑剂的充填情况是决定压裂效果的重要因素，目前常规的水力压裂技术裂缝中的支撑剂为连续铺置，地层产出流体在支撑剂层内流动效率较低。为了提升裂缝的导流能力，实现裂缝中支撑剂的非均匀铺置，研究人员通过脉冲泵注含纤维的压裂液和携砂液，在地层中形成支撑剂与纤维混合的团块，团块之间形成高导流能力的通道，称为通道压裂。但是目前通道压裂的研究较少，通道压裂的施工参数设计大多参考常规压裂方法，并没有适用于通道压裂施工参数设计的优化方法。目前研究表明，由于压裂液中添加了纤维，通道压裂支撑剂在裂缝中的运移规律与常规压裂支撑剂的运移规律截然不同，所以针对通道压裂特点进行专门的施工参数优化，是提高通道压裂施工效果的关键。

2、目前对于通道压裂施工参数优化主要基于支撑剂运移的可视化实验。在进行支撑剂运移实验过程中，“通道率”是重要的定量评价参数，但不同储层条件下的最优通道率不同，通过支撑剂运移实验只能得出不同施工条件下的通道率数值大小，缺乏“最优通道率”的优化目标。通常依据常规的水力压裂技术或者经验获取的通道率的50％作为最优通道率，设计出的参数与实际情况相差较大，进而导致支撑剂运移实验中整个压裂参数优化不够精准。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种通道压裂参数优化方法，用以解决使用依据常规的水力压裂技术或者经验进行设计的通道率来进行通道压裂参数优化时，造成通道压裂参数优化精准度低的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案以及技术方案对应的有益效果如下：

3、本发明的一种通道压裂参数优化方法，包括如下步骤：

4、s1.通过通道压裂的设计方法获取压裂参数，并将获取的压裂参数作为当前最优压裂参数；所述压裂参数包括支撑剂粒径、压裂液粘度、压裂液排量、支撑剂质量浓度和纤维质量浓度；

5、s2.计算步骤s1中获取的支撑剂质量浓度和纤维质量浓度的比值，在所述比值下，使用不同直径和不同数量的支撑剂与纤维混合而成的团块进行导流能力实验，以测试不同第一通道率下的导流能力，所述第一通道率为导流室内未被团块占据的横截面积与导流能力实验中导流室面积的比值；获取导流能力最高时实验中使用的第一通道率数值为理想通道率；

6、s3.在除了纤维质量浓度和支撑剂质量浓度外其余压裂参数均为当前最优压裂参数的条件下，以所述理想通道率为实验目标，保证所述比值不变，不断改变纤维质量浓度和支撑剂质量浓度进行支撑剂运移实验，获得实验中的第二通道率，所述第二通道率为支撑剂未占据的面积与整个裂缝面积的比值，选择实验中的第二通道率与所述理想通道率最接近时，对应的纤维质量浓度为当前最优纤维质量浓度，对应的支撑剂质量浓度为当前最优支撑剂质量浓度；从而实现了纤维质量浓度和支撑剂质量浓度的优化。

7、上述技术方案的有益效果为：

8、本发明提供的一种通道压裂参数优化方法对纤维质量浓度和支撑剂质量浓度进行了优化。更重要的是，本发明将压裂导流能力实验中获得的理想通道率运用于支撑剂运移实验中，即以导流能力实验优化的通道率理想值为实验目标，进行支撑剂运移实验，进而优化纤维质量浓度和支撑剂质量浓度；通道压裂导流能力实验和支撑剂运移实验两者有效结合进行压裂参数的优化，将导流能力因素考虑在内，增加了实验参考数据，获得了更精准的压裂参数，因此，提供了一种能够精准优化压裂参数的通道压裂参数优化方法。

9、进一步地，在步骤s3之后或者在步骤s2之后步骤s3之前，还包括对压裂液排量进行优化的步骤：

10、在除了压裂液排量外其余压裂参数均为当前最优压裂参数的条件下，不断改变压裂液排量进行支撑剂运移实验，获取实验中的通道连通性，通道连通性为在裂缝范围内的团块个数和所述裂缝范围内的第二通道率的乘积，选择通道连通性最优时对应的压裂液排量作为当前最优压裂液排量，以实现压裂液排量的优化。

11、上述技术方案的有益效果为：

12、本发明提供的一种通道压裂参数优化方法，在实验中根据对应优化参数顺序不断调整最优压裂参数，在其余压裂参数均为当前最优压裂参数的条件下进行对压裂液排量进行优化，实验中优化参数多、数据更精确，从而进一步完善了通道压裂施工参数设计方法，进一步丰富了相关实验评价参数。

13、进一步地，在进行压裂液排量的优化后，还包括对压裂液粘度进行优化的步骤：

14、在除了压裂液粘度外其余压裂参数均为当前最优压裂参数的条件下，不断改变压裂液粘度进行支撑剂运移实验，获取实验中的通道连通性，选择通道连通性最优时对应的压裂液粘度作为当前最优压裂液粘度，以实现压裂液粘度的优化。

15、上述技术方案的有益效果为：

16、本发明提供的一种通道压裂参数优化方法，在对压裂液排量优化后，若通道连通性还不够好，此时再对压裂液粘度进行优化，以进一步提高通道连通性，考虑了压裂液排量、压裂液粘度等多个因素，通过不同方式提高通道连通性，从而使优化后的通道连通性更准确，进而确保优化后的其他压裂参数更精确，从而进一步完善了通道压裂施工参数设计方法，进一步丰富了相关实验评价参数。

17、进一步地，在步骤s3之后、或者在步骤s2之后步骤s3之前，还包括对支撑剂粒径进行优化的步骤：

18、在除了支撑剂粒径外其余压裂参数均为当前最优压裂参数的条件下，不断改变支撑剂粒径进行支撑剂运移实验，获取实验中的裂缝下部沉降形成的砂堤体积，选择所述砂堤体积最小时对应的支撑剂粒径作为当前最优支撑剂粒径，以实现支撑剂粒径的优化。

19、上述技术方案的有益效果为：

20、本发明提供的一种通道压裂参数优化方法，在实验中根据对应优化参数顺序不断调整最优压裂参数，实验中优化参数全面、数据更精确，通道压裂施工参数设计方法完善，相关实验评价参数和评价方式更丰富；而且，当在步骤s2之后步骤s3之前对支撑剂粒径进行优化时，无需执行步骤s3对纤维质量浓度和支撑剂质量浓度进行重复优化，简化了优化程序，提高了优化效率。

21、进一步地，若最小砂堤体积大于设定体积阈值，则增大纤维长度；

22、若对支撑剂粒径进行优化的步骤在步骤s3之后，则在增大纤维长度后，还需利用长度增大后的纤维重新执行步骤s3以实现纤维质量浓度和支撑剂质量浓度的优化，并对支撑剂粒径重新进行优化；

23、若对支撑剂粒径进行优化的步骤在步骤s3之前，则在增大纤维长度后，对支撑剂粒径重新进行优化，并利用长度增大后的纤维直接执行步骤s3以实现纤维质量浓度和支撑剂质量浓度的优化。

24、上述技术方案的有益效果为：

25、本发明提供的一种通道压裂参数优化方法，在实验中根据对应优化参数顺序不断调整最优压裂参数，而且结合压裂参数之间的相互影响的相关性逐步迭代优化，确保实验中压裂参数等数据更准确。因此，提供了一种通道压裂施工参数设计方法完善、压裂参数数据准确，相关实验评价参数和评价方式更丰富的通道压裂参数优化方法。

26、进一步地，为了更准确的获得第二通道率，在进行支撑剂运移实验中，在裂缝一侧设置光源。

27、进一步地，在步骤s1中获取的压裂参数还包括缝宽、地层的滤失系数、岩石断裂面形态和岩石断裂面粗糙度参数；在进行支撑剂运移实验中所使用的支撑剂运移实验装置包括两个平行板，两个平行板相对的一侧均设置有制作的透明树脂裂缝面，所述透明树脂裂缝面依据所述岩石断裂面形态和岩石断裂面粗糙度参数制作得到，支撑剂运移实验装置还包括设置在透明树脂裂缝面之间的密封条，密封条的宽度为所述缝宽，支撑剂运移实验装置所模拟的滤失系数为所述地层的滤失系数。

28、进一步地，步骤s2中，使用不同直径和不同数量的支撑剂与纤维混合而成的团块进行导流能力实验时，还设置了不同的团块间隔。

29、进一步地，在步骤s1中获取的压裂参数还包括裂缝的闭合压力；步骤s2中，进行导流能力实验时对导流室施加所述裂缝的闭合压力。