一种温控相变压裂支撑剂粒径分布控制方法和相应设备与流程

本发明总体上涉及石油与天然气开发，更具体地，涉及一种温控相变压裂支撑剂粒径分布控制方法和相应设备。

背景技术：

1、目前的石油与天然气开发技术领域正在发展一种全新的水力压裂技术——温控相变压裂技术。在该技术中，首先向地层注入由相变压裂液、非相变压裂液组成的温控相变压裂液体系，利用温控相变压裂液体系压开油气储层形成人工裂缝。随后在地层温度条件下，相变压裂液发生相变，由液态变为固态的化学支撑剂颗粒。使用该相变后的化学支撑剂颗粒代替常规陶粒、石英砂等支撑剂，来支撑人工裂缝，所形成的人工裂缝就作为地下油气的高速流动通道。

2、在进行温控相变压裂技术施工时，所形成的化学支撑剂颗粒尺寸决定了其支撑效果。本申请的发明人认识到，为了达到最佳的支撑效果，应当在不同的裂缝位置采用不同粒径的支撑剂，对于较宽的人工主裂缝或人工裂缝缝口，最适宜形成大直径(一般>3mm)的化学支撑剂颗粒；而对于较窄的人工分支裂缝或人工裂缝远端，最适宜形成小直径(一般<3mm)的化学支撑剂颗粒。

3、由于目前温控相变压裂还是一项全新的技术，还没有一套能够用于化学支撑剂粒径分布的控制方法，基于此，本申请的发明人认为在现有技术的该类解决方案中仍然存在进一步的改进空间。

技术实现思路

1、本公开总结了实施例的各方面，并且不应当用于限制权利要求。根据在此描述的技术可设想到其他实施方式，这对于本领域普通技术人员来说在研究以下附图和具体实施方式后将是显而易见的，并且这些实施方式意图被包含在本申请的范围内。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种温控相变压裂支撑剂粒径分布控制方法，包括以下步骤：

3、根据目标油气井的地质、工程参数，计算温控相变压裂形成的人工裂缝的几何尺寸；

4、根据所述人工裂缝的几何尺寸将所述人工裂缝在长度方向上划分为若干段以及计算每一段人工裂缝的平均裂缝宽度；

5、根据所述平均裂缝宽度计算与每一段人工裂缝对应的支撑剂粒径；

6、向每一段人工裂缝注入与计算得到的所述粒径对应的支撑剂。

7、根据本发明的一个实施例，其中，所述根据目标油气井的地质、工程参数，计算温控相变压裂形成的人工裂缝的几何尺寸进一步包括：

8、根据目标油气井的地质、工程参数，计算温控相变压裂形成的人工裂缝的裂缝宽度数据。

9、根据本发明的一个实施例，其中，根据目标油气井的地质、工程参数，计算温控相变压裂形成的人工裂缝的裂缝宽度数据进一步包括：

10、根据如下公式计算所述人工裂缝的裂缝宽度数据：

11、

12、

13、其中，wf(x,z,t)为缝长x、缝高z处的裂缝宽度，单位为m；z为缝高方向位置，单位为m；x为缝长方向位置，单位为m；ν为泊松比，无量纲；e为弹性模量，单位为mpa；p(z)为缝高位置z处的净压力，单位为mpa；t为施工时间，单位为s；τ为流体到达裂缝x处的时间，单位为s；h(x,t)为裂缝中x处的缝高，单位为m。

14、根据本发明的一个实施例，其中，所述根据所述人工裂缝的几何尺寸将所述人工裂缝在长度方向上划分为若干段以及计算每一段人工裂缝的平均裂缝宽度进一步包括：

15、根据所述人工裂缝的裂缝长度数据将所述人工裂缝在长度方向上平均划分为3段；

16、根据所述人工裂缝的所述裂缝宽度数据计算每一段人工裂缝的所述平均裂缝宽度。

17、根据本发明的一个实施例，其中，所述根据所述平均裂缝宽度计算与每一段人工裂缝对应的支撑剂粒径进一步包括：

18、将与每一段人工裂缝对应的所述平均裂缝宽度除以5，得到与每一段人工裂缝对应的支撑剂颗粒的中值粒径。

19、根据本发明的一个实施例，方法进一步包括：

20、测试获取不同助溶剂加量与生成的支撑剂的粒径之间的对应关系。

21、根据本发明的一个实施例，其中，所述向每一段人工裂缝注入与计算得到的所述粒径对应的支撑剂进一步包括：

22、根据计算得到的所述粒径和所述对应关系计算得到对应的助溶剂加量；

23、根据所述对应的助溶剂加量生成与计算得到的所述粒径对应的支撑剂。

24、根据本发明的一个实施例，其中，所述人工裂缝的几何尺寸包括所述人工裂缝的长度数据、宽度数据、和容积数据，

25、所述根据所述人工裂缝的几何尺寸将所述人工裂缝在长度方向上划分为若干段以及计算每一段人工裂缝的平均裂缝宽度进一步包括：根据所述人工裂缝的长度数据、宽度数据、和容积数据以及分段情况计算每一段人工裂缝的裂缝容积数据。

26、根据本发明的一个实施例，其中，向每一段人工裂缝注入与计算得到的所述粒径对应的支撑剂进一步包括：

27、根据每一段人工裂缝的所述裂缝容积数据向所述每一段人工裂缝注入与计算得到的所述粒径对应的支撑剂。

28、根据本发明的另一个方面，还提供了一种温控相变压裂支撑剂粒径分布控制设备，包括：

29、处理器；和

30、存储器，存储器存储有处理器可执行指令，

31、其中，所述指令被处理器执行时实现前述任一实施例所述的温控相变压裂支撑剂粒径分布控制方法的步骤。

32、本申请提出的一种温控相变压裂支撑剂粒径分布控制方法和相应设备能够利用实验数据、现场施工数据进行化学支撑剂粒径分布控制，针对不同裂缝尺寸生成对应粒径分布的化学支撑剂，提高了裂缝支撑的效果，同时还简便且易于实施。

技术特征：

1.一种温控相变压裂支撑剂粒径分布控制方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的温控相变压裂支撑剂粒径分布控制方法，其中，所述根据目标油气井的地质、工程参数，计算温控相变压裂形成的人工裂缝的几何尺寸进一步包括：

3.根据权利要求2所述的温控相变压裂支撑剂粒径分布控制方法，其中，根据目标油气井的地质、工程参数，计算温控相变压裂形成的人工裂缝的裂缝宽度数据进一步包括：

4.根据权利要求2所述的温控相变压裂支撑剂粒径分布控制方法，其中，所述根据所述人工裂缝的几何尺寸将所述人工裂缝在长度方向上划分为若干段以及计算每一段人工裂缝的平均裂缝宽度进一步包括：

5.根据权利要求1所述的温控相变压裂支撑剂粒径分布控制方法，其中，所述根据所述平均裂缝宽度计算与每一段人工裂缝对应的支撑剂粒径进一步包括：

6.根据权利要求1所述的温控相变压裂支撑剂粒径分布控制方法，进一步包括：

7.根据权利要求6所述的温控相变压裂支撑剂粒径分布控制方法，其中，所述向每一段人工裂缝注入与计算得到的所述粒径对应的支撑剂进一步包括：

8.根据权利要求1所述的温控相变压裂支撑剂粒径分布控制方法，其中，所述人工裂缝的几何尺寸包括所述人工裂缝的长度数据、宽度数据、和容积数据，

9.根据权利要求8所述的温控相变压裂支撑剂粒径分布控制方法，其中，向每一段人工裂缝注入与计算得到的所述粒径对应的支撑剂进一步包括：

10.一种温控相变压裂支撑剂粒径分布控制设备，包括：

技术总结
本发明提供了一种温控相变压裂支撑剂粒径分布控制方法和相应设备，该方法包括以下步骤：根据目标油气井的地质、工程参数，计算温控相变压裂形成的人工裂缝的几何尺寸；根据所述人工裂缝的几何尺寸将所述人工裂缝在长度方向上划分为若干段以及计算每一段人工裂缝的平均裂缝宽度；根据所述平均裂缝宽度计算与每一段人工裂缝对应的支撑剂粒径；向每一段人工裂缝注入与计算得到的所述粒径对应的支撑剂。本发明的方案能够利用实验数据和现场施工数据进行化学支撑剂粒径分布控制，针对不同裂缝尺寸生成对应粒径分布的化学支撑剂，提高了裂缝支撑的效果，同时还简便且易于实施。

技术研发人员：朱瑞彬,罗志锋,崔永谦,张楠林,刘国华,赵立强,罗金洋,杜娟,杜泽宏,刘平礼,龙长俊,曲凤娇
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/19