一种含天然裂缝地层裂缝多尺度支撑剂的选择方法技术

本发明专利技术公开了一种含天然裂缝地层裂缝多尺度支撑剂的选择方法，包括根据储层地质力学条件进行天然裂缝条件下裂缝扩展数值模拟获得天然裂缝储层压裂后裂缝扩展情况；对主裂缝、一级分支缝、二级分支缝进行评估划分获取多尺度裂缝形态；根据多尺度裂缝形态抽提主要裂缝的几何类型；建立多尺度裂缝固液两相流数值模型；分别采用不同粒径大小的支撑剂进行输送数值模拟，获取支撑剂分布情况；根据支撑剂分布情况统计多尺度裂缝宽度条件下主裂缝、一级分支缝、二级分支缝的支撑剂占比；根据主裂缝、一级分支缝、二级分支缝内的支撑剂占比优选不同尺度裂缝最高效率支撑剂充填粒径。本发明专利技术可以准确获得多尺度裂缝的最优支撑剂粒径。明可以准确获得多尺度裂缝的最优支撑剂粒径。明可以准确获得多尺度裂缝的最优支撑剂粒径。

【技术实现步骤摘要】
一种含天然裂缝地层裂缝多尺度支撑剂的选择方法


[0001]本专利技术涉及一种含天然裂缝地层裂缝多尺度支撑剂的选择方法，属于油气井增产改造


技术介绍

[0002]通常是基于单条裂缝扩展模拟分析不同支撑剂组合条件下支撑裂缝导流能力,最后利用压裂软件模拟得到能够满足油藏全动用需求的支撑剂类型、粒径、加量等参数。如中国石油天然气股份有限公司的专利“一种非常规储层压裂改造支撑剂优选方法和应用”，描述了关于裂缝的图像处理方法提取裂缝参数，即采用形态学上的细化算法获取裂缝图像的中轴线，从而获取裂缝宽度。但是现有技术的主要问题在于只针对于单裂缝研究组合支撑剂的导流能力，对于天然裂缝储层由于裂缝宽度受限，组合支撑剂难以达到理想最优配比，不同粒径进入不同宽度裂缝的能力不一致。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术中的问题，本专利技术提供一种含天然裂缝地层裂缝多尺度支撑剂的选择方法。
[0004]本专利技术解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种含天然裂缝地层裂缝多尺度支撑剂的选择方法，包括以下步骤：
[0005]步骤一、根据储层地质力学条件进行天然裂缝条件下裂缝扩展数值模拟获得天然裂缝储层压裂后裂缝扩展情况；
[0006]步骤二、根据天然裂缝储层压裂后裂缝扩展情况对主裂缝、一级分支缝、二级分支缝进行评估划分获取多尺度裂缝形态；
[0007]步骤三、根据多尺度裂缝形态抽提主要裂缝的几何类型；
[0008]步骤四、根据主要裂缝的几何类型建立多尺度裂缝固液两相流数值模型；
[0009]步骤五、分别采用不同粒径大小的支撑剂进行输送数值模拟，获取支撑剂分布情况；
[0010]步骤六、根据支撑剂分布情况统计多尺度裂缝宽度条件下主裂缝、一级分支缝、二级分支缝的支撑剂占比；
[0011]步骤七、根据主裂缝、一级分支缝、二级分支缝内的支撑剂占比优选不同尺度裂缝最高效率支撑剂充填粒径。
[0012]进一步的技术方案是，所述步骤四中固液两相流数值模型包括：
[0013](1)流体控制方程
[0014][0015][0016][0017][0018]式中：ρ
l
为液相密度，kg/m3；ε
l
为液相体积分数，％；u
l
为液相流动速度，m/s；t为时间，s；P为流场压力，Pa；g为重力加速度，m/s2；M
pl
为液相与颗粒相的动量交换源项；k为流体相的湍动能，m2/s2；ε为湍流耗散率，m2/s3；G
k
为湍动能的产生项，kg
·
/m
·
s3；σ
k
为湍动能对应的普朗特数，无因次，取σ
k
＝1.0；σ
ε
为湍动耗散率对应的普朗特数，无因次，取σ
ε
＝1.3；S
K
、S
ε
为为液固两相间湍流交换项，kg/m
·
s3；C
1ε
、C
2ε
为经验常数，无因次，取C
1ε
＝1.44、C
2ε
＝1.92；
[0019](2)颗粒运动控制方程
[0020][0021][0022]式中：m
i
为颗粒i的质量，kg；u
p,i
为颗粒i的线速度，m/s；F
pc,ij
为颗粒i与其它颗粒接触产生的接触力，N；F
lp,i
为流体对颗粒i的作用力，N；I
pc,ij
为颗粒i的转动惯量，kg
·
m2；ω
p,i
为颗粒i的角速度，rad/s；T
pc,ij
为颗粒i与颗粒j接触产生的接触力矩，N
·
m；
[0023](3)流体
‑
颗粒作用力
[0024][0025][0026][0027]F
v
＝C
v
V
p
ρ
l
(Du
slip
/Dt)
[0028]式中：F
F
为支撑剂所受福利，N；V
p
为支撑剂体积，m3；F
d
为流体对颗粒相(s)的曳力，N；C
d
为曳力系数，无因次；ε
p
为支撑剂的体积分数，无因次；ρ
l
为流体密度，kg/m3；u
p
为支撑剂的运动速度，m/s；u
l
为液相的运动速度，m/s；d为支撑剂的粒径，m；F
v
为支撑剂虚拟质量力，N；u
slip
为支撑剂相对连续相的滑移速度，m/s；C
v
为虚拟质量力系数，C
V
＝0.5；
[0029](4)颗粒
‑
颗粒作用力模型
[0030]F
c,ij
＝F
cn，ij
+F
ct，ij
[0031]F
cn，ij
＝k
n,ij
δ
n,ij
n+γ
n,ij
u
n,ij
[0032]F
ct，ij
＝k
t,ij
δ
t,ij
t+γ
t,ij
u
t,ij
[0033]式中：F
c,ij
为颗粒i与颗粒j的接触合力，N；F
cn，ij
为颗粒i与颗粒j的法向接触力，N；F
ct，ij
为颗粒i与颗粒j的切向接触力，N；k
n,ij
为法向刚度系数；δ
n,ij
为碰撞颗粒之间的法向位移，m；n为接触颗粒间法向单位矢量；γ
n,ij
为法向耗散系数；u
n,ij
为碰撞颗粒间相对速度
的法向分量；k
t,ij
为切向刚度系数；δ
t,ij
为碰撞颗粒之间的法向位移，m；t为接触颗粒间切向单位矢量；γ
t,ij
为切向耗散系数；u
t,ij
为碰撞颗粒间相对速度的切向分量。
[0034]进一步的技术方案是，所述步骤五中不同粒径大小的支撑剂包括30/50目、40/70目、70/140目、100/200目。
[0035]进一步的技术方案是，所述步骤五中模拟实际工况条件下支撑剂运移输送规律。
[0036]进一步的技术方案是，所述实际工况包括排量和流体粘度。
[0037]进一步的技术方案是，所述步骤七中分别选择主裂缝、一级分支缝、二级分支缝中各个裂缝最优支撑剂占比对应的支撑剂粒径为该裂缝的支撑剂充填粒径；
[0038]充填程度低；
[0039]充填程度中等；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含天然裂缝地层裂缝多尺度支撑剂的选择方法，其特征在于，包括以下步骤；步骤一、根据储层地质力学条件进行天然裂缝条件下裂缝扩展数值模拟获得天然裂缝储层压裂后裂缝扩展情况；步骤二、根据天然裂缝储层压裂后裂缝扩展情况对主裂缝、一级分支缝、二级分支缝进行评估划分获取多尺度裂缝形态；步骤三、根据多尺度裂缝形态抽提主要裂缝的几何类型；步骤四、根据主要裂缝的几何类型建立多尺度裂缝固液两相流数值模型；步骤五、分别采用不同粒径大小的支撑剂进行输送数值模拟，获取支撑剂分布情况；步骤六、根据支撑剂分布情况统计多尺度裂缝宽度条件下主裂缝、一级分支缝、二级分支缝的支撑剂占比；步骤七、根据主裂缝、一级分支缝、二级分支缝内的支撑剂占比优选不同尺度裂缝最高效率支撑剂充填粒径。2.根据权利要求1所述的一种含天然裂缝地层裂缝多尺度支撑剂的选择方法，其特征在于，所述步骤五中不同粒径大小的支撑剂包括30/50目、40/70目、70/140目、100/200目。3.根据权利要求1所述的一种含天然裂缝地层裂缝多尺度支撑剂的选择方法，其特征在于，所述步骤五中模拟实际工况条件下支撑剂运移输送规律。4.根据权利要求3所述的一种含天然裂缝地层裂缝多尺度支撑剂的选择方法，其特征在于，所述实际工况包括排量和流体粘度。5.根据权利要求1所述的一种含天然裂缝地层裂缝多尺度支撑剂的选择方法，其特征在于，所述步骤七中分别选择主裂缝、一级分支缝、二级分支缝中各个裂缝最优支撑剂占比对应的支撑剂粒径为该裂缝的支撑剂充填粒径；充填程度低；充填程度中等；充填程度好；式中：W
f1
为一级裂缝宽度，mm；W
f2
为二级裂缝宽度，mm；V
P
‑
f1
为一级裂缝支撑剂体积，m3；V
P
‑
f2
为二级裂缝支撑剂体积，m3；α，β为与裂缝角度相关系数，通过实验获取，以90
°
正交裂缝为例，α＝0.089，β＝0.318。6.根据权利要求1所述的一种含天然裂缝地层裂缝多尺度支撑剂的选择方法，其特征在于，所述步骤五中数值模型包括：(1)流体控制方程(1)流体控制方程
式中：ρ
l
为液相密度，kg/m3；ε
l
为液相体积分数，％；u
l
为液相流动速度，m/s；t为时间，s；P为流场压力，Pa；g为重力加速度，m/s2；M
pl
为液相与颗粒相的动量交换源项；k为流体相的湍动能，m2/s2；ε为湍流耗散率，m2/s3；G
k
为湍动能的产生项，kg
·
/m
·
s3；σ
k
为湍动能对应的普朗特数，无因次，取σ
k
＝1.0；σ
ε
为湍动耗散率对应的普朗特数，无因次，取σ
ε
＝1.3；S
K
、S
ε
为为液固两相间湍流交换项，kg/m
·
s3；C
1ε
、C
2ε
为经验常数，无因次，取C
1ε
＝1.44、C
2ε
＝1....

【专利技术属性】
技术研发人员：徐长贵，郭书生，梁豪，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司海南分公司，
类型：发明
国别省市：