【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气田压裂增产技术，特别是涉及一种孔隙型储层缝口暂堵压裂所需暂堵压力计算方法，属于油气田增产改造领域。
技术介绍
1、随着油气勘探开发向着深层迈进，埋深逐渐增大，压实作用变得明显，储层孔隙度和渗透率显著变低，单井自然产能十分有限。业界普遍认为水力压裂和酸压是油气藏增产的主要手段之一，然而对于脆性指数低、水平应力差大的孔隙型储层，一次常规压裂施工仅能获得一条简单人工裂缝，压后改造体积非常小，对单井产能提升小，产量递减快。因此，暂堵压裂技术应运而生。该技术原理主要是：依靠转向剂暂堵已形成的人工裂缝，在注液下井底和缝内憋压、流体滤入储层、人工裂缝产生的诱导应力等综合作用下，储层重新破裂产生新的裂缝；施工结束后，转向剂自动降解使得被暂堵的人工裂缝恢复生产能力，与形成的新缝共同组成复杂缝网，从而增大了改造体积，大幅提高单井产能和产量。然而，对于暂堵压裂过程中所需多大的暂堵压力才能使得储层重新破裂并不清晰，目前多通过室内和矿产实验等手段确定暂堵压力，存在成本高且费时等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对上述不足，提出一种孔隙型储层缝口暂堵压裂所需暂堵压力计算方法，具体技术方案如下，思路如图1所示。
2、步骤s1：获取地质和工程参数。地质参数包括储层埋深、地应力、岩石力学参数(杨氏模量、泊松比、断裂韧性、抗张强度等)、物性参数(孔隙度和渗透率等)、孔隙弹性常数、储层孔隙压力等。工程参数包括射孔位置、压裂液或酸液的黏度和密度、注入速率和时间。
3、
4、基于质量守恒原理，对于不可压缩流体，缝内流体流动方程为：
5、
6、式中：w——裂缝宽度，m；μ——压裂液或酸液黏度，pa·s；pf——缝内压裂液或酸液压力，pa；t——施工时间，s；vl——压裂液或酸液滤失速率，m/s；ql——压裂液或酸液注入速率，m/s。使用有限体积法求解缝内流体流动方程。
7、基于边界元法，岩体中单元i的变形方程为(du j,chen x,liu p l,et al.,numerical modeling of fracture height propagation in multilayer formationsconsidering the plastic zone and induced stress[j].acs omega 2022 7(21),17868-17880)：
8、
9、式中：cijns、cijnn、cijss和cijsn——单元j对单元i的影响系数，pa/m；dn和ds——单元的法向和切向位移不连续量，m；σn和σs——单元的法向和切向应力，pa；n——岩体中裂缝被划分为n个单元。裂缝宽度w等于裂缝法向位移不连续量dn。
10、对于垂直缝，单元i的应力平衡方程为：
11、
12、式中：σh和σh——水平最大和最小主应力，pa；ψ——单元i与最小水平主应力方向的夹角，rad。
13、裂缝扩展准则采用最大拉伸应力准则判断裂缝是否扩展以及扩展方向。
14、步骤s3：计算缝口暂堵下人工裂缝产生的诱导应力。在获得裂缝单元位移不连续量后，基于位移不连续法，便可计算出缝口暂堵下人工裂缝对岩体中任一点(p点)产生的诱导应力：
15、
16、式中：cpjxy、cpjxx、cpjyy和cpjyx——单元j在p点的应力影响系数，pa/m；δσpxx和δσpyy——p点处x和y方向的诱导应力，pa；h——裂缝高度，m；dpj——单元j和p之间的距离，m；x和y——水平最小和最大主应力方向。
17、步骤s4：计算暂堵、地应力、诱导应力和注液等综合作用下岩体任一点的周向应力。基于弹性力学理论，岩体中任一点(p点)的周向应力为：
18、
19、其中：
20、
21、式中：θ——p点与井筒中心连线方向与坐标轴y方向夹角，rad；α——孔隙弹性常数；pe——储层孔隙压力，pa；ν——泊松比。
22、步骤s5：计算缝口暂堵下储层重新破裂的压力。采用最大张应力准则判断储层破裂，表达式为：
23、
24、式中：——有效周向应力，pa；σt——岩石抗张强度，pa。
25、若储层渗透率较高，压裂液或酸液滤失较明显，有效周向应力为：
26、
27、则，考虑滤失，缝口暂堵下储层重新破裂的压力为：
28、
29、若储层致密，压裂液或酸液滤失可忽略，有效周向应力为：
30、
31、则，忽略滤失，缝口暂堵下储层重新破裂的压力为：
32、
33、步骤s6：计算缝口暂堵下储层重新破裂所需的暂堵压力。对于孔隙型储层缝口暂堵压裂来说，暂堵压力是指在暂堵下储层重新破裂时转向剂所受压差，如图2所示，表示为：
34、
35、式中：pdiv——暂堵压力，pa；——井周附近破裂压力最小值，pa；pfr——转向剂前端缝内压力，pa。
36、专利技术人发现，现有专利cn115822538a公开了一种用于多尺度页岩暂堵压裂的暂堵剂确定方法及装置，通过实验手段获得暂堵压力，需使用大尺寸岩样，岩样来源非常有限，一般为水泥块或露头岩样，实验耗时费力，成本极高。本专利技术与现有专利相比，主要区别有：(1)获得暂堵压力的方法不同，本专利技术为数值理论计算方法；(2)本专利技术效率更高，成本更低。
37、本专利技术的有益之处在于：本专利技术为数值理论计算方法，成本低，效率高，能够快速探究不同因素对暂堵压力的影响，并为暂堵压力设计提供理论科学指导。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
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1.一种孔隙型储层缝口暂堵压裂所需暂堵压力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种孔隙型储层缝口暂堵压裂所需暂堵压力计算方法，其特征在于，步骤S4中，岩体中任一点(p点)的周向应力为：
3.如权利要求1所述的一种孔隙型储层缝口暂堵压裂所需暂堵压力计算方法，其特征在于，步骤S5中，使用最大张应力准则计算缝口暂堵下储层重新破裂的压力：
4.如权利要求1所述的一种孔隙型储层缝口暂堵压裂所需暂堵压力计算方法，其特征在于，步骤S6中，暂堵压力表示为：
【技术特征摘要】
1.一种孔隙型储层缝口暂堵压裂所需暂堵压力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种孔隙型储层缝口暂堵压裂所需暂堵压力计算方法，其特征在于，步骤s4中，岩体中任一点(p点)的周向应力为：
3.如权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈祥，田文豪，杜娟，刘平礼，唐洪明，王承杰，王冠，刘金明，黄其胜，吴庾，左承未，李骏，左梓轩，李金龙，李垚辰，于智涵，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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