【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石油开采，具体涉及一种变速压裂对致密储层改造体积影响的实验评价方法。
技术介绍
1、水力压裂技术是一种有效的油气井开采方法，通过将高压流体注入到页岩储层中，产生人为的复杂裂缝。在现在的油气开采过程中，由于岩石的塑性变形对水力压裂的裂缝和体积具有显著的影响，孔隙流体压力、井底流体压力和地应力共同作用下岩石的复杂非线性变形情况，水力压裂裂缝之间的相互干扰阻碍了岩石基质向裂缝内的供油能力，导致传统的水力压裂模式不再具有很高的效率。
2、变速压裂技术是近些年来提出的一种新型压裂技术，变速压裂是指在压裂施工过程中，人为的改变泵注施工的注入速度、交替时差、交替幅度、交替频率、交替模式等参数，形成复杂的裂缝网格。如何优化泵注速率参数，使压裂体积达到最大是变速压裂施工方案的目标。
3、中国专利cn113445976a提供了一种压裂液交替注入的高塑性地层压裂方法，采用酸性清洁压裂液和酸性同离子滑溜水进行压裂，并且采用胍胶压裂液进行进一步优选，为压裂现场施工设计提供依据，解决塑性地层嵌入大、裂缝壁面压实作用强的问题。但是却并没有对于压裂每个阶段速度梯度变化模式的研究，并且在实际施工设计中也存在很大的局限性，缺少大量数据的支持，所获结论不够精确，无法提供最优的压裂方案去进行压裂。
4、中国专利cn116362121a提供了一种水平井压裂的裂缝参数确定方法，利用神经网络对输入的静态地质数据和动态压裂施工数据进行计算，得到裂缝参数，并根据现场监测技术加以矫正。但致密岩层改造体积小、现场监测较为困难，增大了
5、《致密储层脉冲循环水力压裂致裂机理研究》提出了致密岩脉冲水力压裂动态致裂的数值模型，分析脉冲参数对孔眼周围应力、孔压、损伤的影响规律。但在水力压裂和油气生产的数值模拟一体化方法过程中，裂缝的每一步扩展，网格的信息传递和关系链接都会发生更新，大大增加了模拟的时间以及复杂程度，而且流固耦合还会增加模型的非线性程度，经常会出现不收敛情况，求解效率较低。因此需要耗费大量时间，不符合油田现场对于施工参数快速且精准的需要。
技术实现思路
1、针对现有技术的问题，本专利技术公开了一种变速压裂对致密储层改造体积影响的实验评价方法，通过采集室内真三轴压裂实验后的裂缝改造体积数据建立训练集，利用人工神经网络评价注入速度、交替时差、交替幅度、交替频率等参数对压裂体积影响，建立最优评价模型。本专利技术通过实验的方法与现场实际情况相对照，能够清晰的表现出变速压裂对致密储层实际压裂改造体积和裂缝扩展形态的影响，定量刻画出变速压裂裂缝改造体积，对于实际施工提供了一种明确的优化方案，对提高油气产量具有重要意义。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种变速压裂对致密储层改造体积影响的实验评价方法，包括如下步骤：
4、s1、采集现场压裂层段的地表野外露头岩样并将其加工成待测试样，准备实验装置，包括伺服加载系统、声发射监测系统、液体注入系统、大尺寸真三轴压裂实验机；
5、s2、设计压裂实验方案，根据实验与施工现场对应的相似准则，获得实验与实际现场对应的压裂液注入速率；通过交替模式的改变确定不同的压裂参数组合方案，通过改变注入液体的交替时差、交替幅度、交替频率进行交替模式的改变；
6、s3、根据s2所设计的实验方案进行变速压裂实验，利用声发射监测系统记录更换注入液体参数瞬时能量和总体的声发射能量信号变化，监测破裂点的空间位置、数目以及对应时间，据此计算在此期间的岩石裂缝的空间改造体积以及确定裂缝形态变化规律；
7、s4、将压裂交替时差、幅度、频率作为因素，选择不同的水平数建立正交实验表，按照正交实验表所列出的压裂组合方案再次进行实验，监测在新的实验过程中裂缝的破裂点信息和声发射能量信号，确定裂缝形态变化规律和压裂改造体积；
8、s5、更换参数组合重复s4进行3～4次，获得基础数据集，建立神经网络模型，将压裂实验获得的每个阶段的预处理后的数据代入神经网络模型进行训练，得到训练好的神经网络模型；
9、s6、寻找优化区间，制定合适的正交实验表进行进一步优化，将新生成的正交实验表中每组数据输入到神经网络模型中，预测出各自对应的压裂改造体积；
10、s7、根据s6所述的过程重复多次，利用神经网络的预测功能，通过对声发射信号的分析，不断获得缩小的优化区间，直至获得最优的变速压裂参数组合。
11、优选的，所述的步骤s2中，利用相似准则计算相似比例系数，根据实际工程参数确定实验与实际现场对应的压裂液注入速率；通过交替模式的改变确定不同的压裂参数组合方案，通过改变注入液体的交替时差、交替幅度、交替频率进行交替模式的改变指的是：依据与实际现场对应的压裂液注入速率，将同一压裂液注入速率梯度递升或梯度递减实现变梯度变速压裂的交替模式；在压裂参数组合方案中，不同的实验注入速率交替注入，通过改变周期内不同注入速率时间的差异获得不同交替时差的交替模式，通过改变不同实验注入速率之间的速率差获得不同交替幅度的交替模式；通过改变周期内注入速率的交替次数实现不同交替频率的交替模式。
12、优选的，所述的步骤s3中，通过构建空间裂缝包络体模型估算srv空间改造体积，结合压裂过程中的声发射能量变化程度拟合得到最终的压裂改造体积。
13、优选的，所述的步骤s3中，将声发射监测系统监测到的破裂点空间数据进行切片，构建各个切片区域的包络体模型，进而获得裂缝总体压裂改造体积的包络体模型。
14、优选的，所述的步骤s3中，利用包络体模型计算压裂改造体积的方法如下：对各个切片区绘制平面点云轮廓，计算其表面积，然后选择不同的多面体模型计算压裂改造体积。
15、优选的，所述的步骤s3中，通过实验获得裂缝的压裂改造体积，结合能量参数对改造体积进行精确表示，利用神经网络进行预测，减少监测的偶然误差，提高神经网络优化效果。
16、优选的，所述的步骤s5中，建立神经网络模型的的方法包括以下步骤：
17、s51、将基础数据集中的压裂改造体积数据进行预处理，处理掉部分噪声过大的数据；
18、s52、将数据归一化处理，并划分训练集和测试集；
19、s53、将处理好的数据用神经网络模型进行训练，设定模型的输入层、输出层、隐含神经元数目、下降梯度、学习率、损失函数，得到基础神经网络模型；
20、s54、根据拟合误差调整神经网络模型网格参数，使预测值与真实值的误差小于百分之十；
21、s55、利用训练好的神经网络模型建立对未来裂缝空间改造体积的预测模型。
22、优选的，所述的步骤s7中，用训练好的神经网络模型对不同致密岩石的压裂组合进行预测，通过多次重复预测，逐步缩小优化区间，最终获得对应的最优压裂区间。
23、本专利技术一种变速压裂对致密储层改造体积影响的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种变速压裂对致密储层改造体积影响的实验评价方法，其特征为，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种变速压裂对致密储层改造体积影响的实验评价方法，其特征为，所述的步骤S2中，利用相似准则计算相似比例系数，根据实际工程参数确定实验与实际现场对应的压裂液注入速率；通过交替模式的改变确定不同的压裂参数组合方案，通过改变注入液体的交替时差、交替幅度、交替频率进行交替模式的改变指的是：依据与实际现场对应的压裂液注入速率，将同一压裂液注入速率梯度递升或梯度递减实现变梯度变速压裂的交替模式；在压裂参数组合方案中，不同的实验注入速率交替注入，通过改变周期内不同注入速率时间的差异获得不同交替时差的交替模式，通过改变不同实验注入速率之间的速率差获得不同交替幅度的交替模式；通过改变周期内注入速率的交替次数实现不同交替频率的交替模式。
3.如权利要求2所述的一种变速压裂对致密储层改造体积影响的实验评价方法，其特征为，所述的步骤S3中，通过构建空间裂缝包络体模型估算SRV空间改造体积，结合压裂过程中的声发射能量变化程度拟合得到最终的压裂改造体积。
4.如权利要求3
5.如权利要求4所述的一种变速压裂对致密储层改造体积影响的实验评价方法，其特征为，所述的步骤S3中，利用包络体模型计算压裂改造体积的方法如下：对各个切片区绘制平面点云轮廓，计算其表面积，然后选择不同的多面体模型计算压裂改造体积。
6.如权利要求5所述的一种变速压裂对致密储层改造体积影响的实验评价方法，其特征为，通过实验获得裂缝的压裂改造体积，结合能量参数对改造体积进行精确表示，利用神经网络进行预测，减少监测的偶然误差，提高神经网络优化效果。
7.如权利要求6所述的一种变速压裂对致密储层改造体积影响的实验评价方法，其特征为，所述的步骤S5中，建立神经网络模型的的方法包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的一种变速压裂对致密储层改造体积影响的实验评价方法，其特征为，所述的步骤S7中，用训练好的神经网络模型对不同致密岩石的压裂组合进行预测，通过多次重复预测，逐步缩小优化区间，最终获得对应的最优压裂区间。
...【技术特征摘要】
1.一种变速压裂对致密储层改造体积影响的实验评价方法，其特征为，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种变速压裂对致密储层改造体积影响的实验评价方法，其特征为，所述的步骤s2中，利用相似准则计算相似比例系数，根据实际工程参数确定实验与实际现场对应的压裂液注入速率；通过交替模式的改变确定不同的压裂参数组合方案，通过改变注入液体的交替时差、交替幅度、交替频率进行交替模式的改变指的是：依据与实际现场对应的压裂液注入速率，将同一压裂液注入速率梯度递升或梯度递减实现变梯度变速压裂的交替模式；在压裂参数组合方案中，不同的实验注入速率交替注入，通过改变周期内不同注入速率时间的差异获得不同交替时差的交替模式，通过改变不同实验注入速率之间的速率差获得不同交替幅度的交替模式；通过改变周期内注入速率的交替次数实现不同交替频率的交替模式。
3.如权利要求2所述的一种变速压裂对致密储层改造体积影响的实验评价方法，其特征为，所述的步骤s3中，通过构建空间裂缝包络体模型估算srv空间改造体积，结合压裂过程中的声发射能量变化程度拟合得到最终的压裂改造体积。
4.如权利要求3所述的一种变速压裂对致密储层改造体...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙峰，刘正，曹恒然，张旭东，黄朝琴，薛世峰，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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