水平井分段壓裂產(chǎn)能電模擬實(shí)驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油氣田開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水平井分段壓裂產(chǎn)能電模擬實(shí)驗(yàn) 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 國(guó)內(nèi)外各大油氣田水平井?dāng)?shù)量的迅速增加，對(duì)于不同完井方式下的水平井，特別 是以分段壓裂方式完井的開(kāi)采過(guò)程的研究方法和形成技術(shù)也為數(shù)眾多，主要是理論解析計(jì) 算方法和數(shù)值模擬方法。對(duì)于理論解析方法，計(jì)算水平井產(chǎn)能或者水平井壓裂產(chǎn)能的理論 公式所需參數(shù)多且計(jì)算量大，在實(shí)際礦場(chǎng)應(yīng)用中受到一定限制。對(duì)于數(shù)值模擬方法，由于對(duì) 不同形態(tài)和尺度的裂縫建模難度大、數(shù)學(xué)求解過(guò)程復(fù)雜，目前尚未形成成熟的數(shù)值模擬方 法。
[0003] 通過(guò)電模擬實(shí)驗(yàn)可以簡(jiǎn)單快速地模擬水平井產(chǎn)能，可以模擬水平井井筒周圍的壓 力場(chǎng)分布情況，同時(shí)可用電流密度比表示水平井壓裂產(chǎn)能的大小，為預(yù)測(cè)水平井壓裂產(chǎn)能 研究提供了一種新方法和對(duì)比依據(jù)。
[0004] 對(duì)于應(yīng)用水電相似原理開(kāi)展電模擬實(shí)驗(yàn)，眾多學(xué)者目前已開(kāi)展了多項(xiàng)技術(shù)研究和 試驗(yàn)，但是并不能精確地模擬水平井的實(shí)際情況，同樣不能減少水平井完井施工的難度，尤 其是壓裂設(shè)計(jì)與施工的難度，并不能使得水平井壓裂后的產(chǎn)能最大化，從而不利于油氣藏 的開(kāi)發(fā)利用率。因此，急需一種提高水平井完井設(shè)計(jì)與施工效率的水平井分段壓裂產(chǎn)能電 模擬實(shí)驗(yàn)方法。需要說(shuō)明的是本發(fā)明申請(qǐng)是基于本專利申請(qǐng)人的授權(quán)專利CN201120266884 公開(kāi)的電模擬試驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上做出的實(shí)驗(yàn)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)上述的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種水平井分段壓裂產(chǎn)能電模擬實(shí)驗(yàn)方法。這種 水平井分段壓裂產(chǎn)能電模擬實(shí)驗(yàn)方法能夠精確模擬水平井壓裂完井的各項(xiàng)參數(shù)對(duì)產(chǎn)能的 影響，從而提高水平井完井設(shè)計(jì)與施工的效率。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出了一種水平井分段壓裂產(chǎn)能電模擬實(shí)驗(yàn)方法，包括以 下步驟：步驟1 :根據(jù)要模擬的砂體展布特征、油氣藏的流動(dòng)邊界類型布置電解池對(duì)應(yīng)兩側(cè) 的導(dǎo)電金屬網(wǎng)，根據(jù)地層滲透性配制相應(yīng)濃度的電解質(zhì)溶液，根據(jù)地層厚度值確定電解質(zhì) 溶液在電解池中的高度，根據(jù)水平井在砂體中的位置設(shè)置金屬管在電解質(zhì)溶液中的對(duì)應(yīng)位 置；步驟2 :根據(jù)井筒長(zhǎng)度值、壓裂縫的高度值、壓裂縫的長(zhǎng)度值、壓裂段數(shù)、壓裂縫的條數(shù) 和壓裂縫的間距值，確定金屬管和銅網(wǎng)片的尺寸以及所述金屬管和所述銅網(wǎng)片之間的相對(duì) 位置；步驟3 :接通電源，以在導(dǎo)電金屬網(wǎng)之間形成電壓值；步驟4 :采集電流信號(hào)，以確定 產(chǎn)能的大小。
[0007] 通過(guò)本發(fā)明的水平井分段壓裂產(chǎn)能電模擬實(shí)驗(yàn)方法可以精確模擬水平井壓裂完 井的各項(xiàng)參數(shù)對(duì)產(chǎn)能的影響，并且能夠根據(jù)實(shí)際作業(yè)情況得到各項(xiàng)參數(shù)的最優(yōu)值，從而提 高了水平井完井設(shè)計(jì)與施工的效果，利于油氣藏高效開(kāi)采。
[0008] 在一個(gè)實(shí)施例中，改變步驟1中電解質(zhì)溶液的高度，以確定地層厚度值對(duì)產(chǎn)能的 影響。由此能夠模擬不同的地層厚度值，提高該電模擬實(shí)驗(yàn)裝置的通用性。
[0009] 在一個(gè)實(shí)施例中，改變步驟1中電解質(zhì)溶液的濃度值，以確定地層滲透性對(duì)產(chǎn)能 的影響。由此能夠模擬不同地層滲透性對(duì)水平井產(chǎn)能的影響。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施例中，改變步驟2中銅網(wǎng)片與金屬管之間的夾角，以確定壓裂縫與井 筒之間的夾角對(duì)產(chǎn)能的影響。由此能夠確定壓裂縫與井筒之間的夾角的最優(yōu)值。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施例中，改變步驟2中銅網(wǎng)片的高度和長(zhǎng)度，以確定壓裂縫高度值和壓 裂縫長(zhǎng)度值對(duì)產(chǎn)能的影響。由此能夠確定壓裂縫高度和壓裂縫長(zhǎng)度的最優(yōu)值。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施例中，改變步驟2中銅網(wǎng)片之間的距離，以確定壓裂縫間距值對(duì)產(chǎn)能 的影響。從而確定壓裂縫間距的最優(yōu)值。
[0013] 在一個(gè)實(shí)施例中，改變步驟2中銅網(wǎng)片的數(shù)量，以確定壓裂縫條數(shù)對(duì)產(chǎn)能的影響。 從而確定壓裂縫條數(shù)的最優(yōu)值。
[0014] 在一個(gè)實(shí)施例中，改變步驟3中電壓值，以確定地層壓力值對(duì)產(chǎn)能的影響。從而能 夠模擬不同地層壓力，提高該電模擬實(shí)驗(yàn)裝置的通用性。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，改變電解池兩側(cè)的導(dǎo)電金屬網(wǎng)之間的電壓 值、電解液高度值、壓裂縫間距值、壓裂縫長(zhǎng)度值和壓裂縫寬度值中的任一項(xiàng)參數(shù)，通過(guò)采 集電流信號(hào)，獲取該項(xiàng)參數(shù)的最優(yōu)值，從而為水平井完井設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中的這些參數(shù)的 設(shè)計(jì)提供參考，利于油氣藏的充分開(kāi)采。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中：
[0017] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的水平井分段壓裂產(chǎn)能電模擬實(shí)驗(yàn)方法的 壓裂縫布置示意圖；
[0018] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的水平井分段壓裂產(chǎn)能電模擬實(shí)驗(yàn)方法 的壓裂縫布置示意圖；
[0019] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的水平井分段壓裂產(chǎn)能電模擬實(shí)驗(yàn)方法 的壓裂縫布置示意圖；
[0020] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的水平井分段壓裂產(chǎn)能電模擬實(shí)驗(yàn)方法 的壓裂縫布置示意圖；
[0021] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的水平井分段壓裂產(chǎn)能電模擬實(shí)驗(yàn)方法 的不同電壓值的電流對(duì)比示意圖。
[0022] 在圖中，相同的構(gòu)件由相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示。附圖并未按照實(shí)際的比例繪制。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0024] 本發(fā)明提出的水平井分段壓裂產(chǎn)能電模擬實(shí)驗(yàn)方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)實(shí)際水平井壓裂 完井施工的精確模擬，從而能夠研究實(shí)際作業(yè)環(huán)境下的各個(gè)參數(shù)對(duì)壓裂后產(chǎn)能的影響，從 而能夠確定各個(gè)參數(shù)的最優(yōu)值。下面將詳細(xì)地描述本發(fā)明的電模擬實(shí)驗(yàn)方法的各個(gè)步驟。
[0025] 需要說(shuō)明的是，本發(fā)明所提供的電模擬實(shí)驗(yàn)方法是基于本專利申請(qǐng)人2011年申 請(qǐng)的一種水平井開(kāi)采三維電模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
[0026] 電場(chǎng)與滲流場(chǎng)具有很好的相似性，它們都符合拉普拉斯方程。通過(guò)電流大小能夠 反映出地層壓裂后產(chǎn)能大小。
[0027] 在水平井完井施工過(guò)程中，有可能影響水平井分段壓裂后產(chǎn)能的參數(shù)包括：地層 厚度，地層滲透性，地層壓力，壓裂縫長(zhǎng)度，壓裂縫高度，壓裂縫間距，壓裂縫條數(shù)，水平井 數(shù)，井筒長(zhǎng)度，裂縫與井筒的夾角以及上述參數(shù)之間的相互組合。
[0028] 在通過(guò)水平井開(kāi)采三維電模擬實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行的水平井分段壓裂產(chǎn)能電模擬實(shí)驗(yàn) 方法包括以下步驟：步驟1 :根據(jù)要模擬的砂體展布特征、油氣藏的流動(dòng)邊界類型布置電解 池對(duì)應(yīng)兩側(cè)的導(dǎo)電金屬網(wǎng)，以設(shè)計(jì)方形的電解池為例，如果油氣藏僅在一個(gè)方向?yàn)榱鲃?dòng)性 邊界，則僅在電解池一組對(duì)應(yīng)側(cè)設(shè)置導(dǎo)電金屬網(wǎng)來(lái)模擬，如果油氣藏在兩個(gè)方向都為流動(dòng) 邊界，則在電解池的兩組對(duì)應(yīng)側(cè)分別設(shè)置導(dǎo)電金屬網(wǎng)來(lái)模擬。根據(jù)地層滲透性配制相應(yīng)濃 度的電解質(zhì)溶液，滲透性高的采用濃度較高的電解質(zhì)溶液，滲透性低的采用濃度較低的電 解質(zhì)溶液，例如可以采用鹽水或者硫酸銅溶液。根據(jù)地層厚度值確定電解質(zhì)溶液在電解池 中的高度，根據(jù)水平井在砂體中的位置設(shè)置金屬管在電解質(zhì)溶液中的對(duì)應(yīng)位置。電解質(zhì)溶 液的高度以及金屬管在電解質(zhì)溶液中的對(duì)應(yīng)位置大體采用比例縮小的方法。例如要模擬的 地層厚度為150m，砂體大?。ㄩL(zhǎng)X寬X高)1200mX600mX150m，按I :1000的比例，電解質(zhì) 溶液在電解池中的高度可以為15cm。
[0029] 步驟2 :根據(jù)井筒長(zhǎng)度值、壓裂縫的高度值、壓裂縫的長(zhǎng)度值、壓裂段數(shù)、壓裂縫的 條數(shù)和壓裂縫的間距值，確定金屬管10和銅網(wǎng)片20的尺寸以及金屬管10和銅網(wǎng)片20之 間的相對(duì)位置，如圖1至圖3所示。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中所指的井筒是指水平井的水平 段。由井筒長(zhǎng)度值決定金屬管10的長(zhǎng)度，壓裂縫的高度值和長(zhǎng)度值決定銅網(wǎng)片20的寬度 值和長(zhǎng)度值（當(dāng)銅網(wǎng)片20與金屬管10垂直時(shí)如圖1所示，銅網(wǎng)片20沿堅(jiān)直線方向垂直金 屬管10方向的尺寸為高度，銅網(wǎng)片20沿水平方向垂直于金屬管10方向的尺寸為長(zhǎng)度)。金 屬管10和銅網(wǎng)片的尺寸以及金屬管10和銅網(wǎng)片之間的相對(duì)位置的確定也可以采用比例縮 小的方法。也可以按1:1000的比例，銅網(wǎng)片20的長(zhǎng)度值和寬度值可以適當(dāng)減小些。
[0030] 步驟3 :接通電源，以在導(dǎo)電金屬網(wǎng)之間形成電壓值。
[0031] 步驟4 :采集電流信號(hào)，以模擬產(chǎn)能的大小。
[0032] 由此能夠精確模擬水平井壓裂完井的各項(xiàng)參數(shù)對(duì)產(chǎn)能的影響，并且能夠根據(jù)實(shí)際 作業(yè)情況得到各項(xiàng)參數(shù)的最優(yōu)值，從而提高了水平井完井設(shè)計(jì)與施工的效果，利于油氣藏 高效開(kāi)采。
[0033] 作為優(yōu)選的實(shí)施例，改變步驟1中電解質(zhì)溶液的高度，以確定地層厚度值對(duì)產(chǎn)能 的影響