CN110952970A - 一种组合支撑剂导流能力预测方法 - Google Patents

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尹启武
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Abstract

本发明公开了一种组合支撑剂导流能力预测方法，所述组合支撑剂由两种不同粒径的支撑剂一和支撑剂二组成，所述组合支撑剂的导流能力根据支撑剂一和支撑剂二的导流能力以及支撑剂一和支撑剂二在组合支撑剂中的占比进行计算。本发明能够准确计算组合支撑剂的导流能力，为水力压裂提供重要的数据支撑。

Description

一种组合支撑剂导流能力预测方法
技术领域
本发明涉及提高原油采收率技术中的油田化学技术领域，特别涉及一种组合支撑剂导流能力预测方法。
背景技术
水力压裂是储层改造的一项重要技术，水力压裂技术中为了保持压开的裂缝处于张开状态，接着向油层挤入带有支撑剂的携砂液，携砂液进入裂缝之后，一方面使裂缝继续向前延伸，另一方面支撑已经压开的裂缝，使其不致于闭合。因此支撑剂的导流能力直接影响着水力压裂的效果。
目前油田所使用的支撑剂大多为单一粒径的支撑剂，复杂油井中使用单一大粒径支撑剂，虽然可以提供较高的裂缝导流能力，但是施工中可能出现加砂困难，易造成砂堵，并且支撑剂在长期高闭合压力下易破碎，不能提供长期、有效的高裂缝导流能力；若使用单一小粒径支撑剂，虽然可以满足施工和抗高闭合压力的要求，但是由于粒径较小，因此不能提供足够的裂缝导流能力，增产效果欠佳。
在肖勇军,郭建春,王文耀,袁灿明,陈远林.不同粒径组合支撑剂导流能力实验研究[J].断块油气田,2009,16(3):102-104.中公开了在高闭合压力下，不同粒径支撑剂按照适当比例组合后，其抗破碎能力和导流能力较单一粒径支撑剂有显著的改善。
因此，如何快速准确的预测组合支撑剂的导流能力成为现在的亟需解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种组合支撑剂导流能力预测方法，通过组合支撑剂中的支撑剂一和支撑剂二的导流能力以及支撑剂一和支撑剂二在组合支撑剂中的占比即可快速准确的获得组合支撑剂的导流能力。
本发明的技术方案如下：
一方面，提供一种组合支撑剂导流能力预测方法，所述组合支撑剂由两种不同粒径的支撑剂一和支撑剂二组成，所述组合支撑剂的导流能力通过下式进行计算：
Figure BDA0002299724800000011
式中：
Fc为组合支撑剂的导流能力，D·cm；
Fc1为支撑剂一的导流能力，D·cm；
Fc2为支撑剂二的导流能力，D·cm；
m1为支撑剂一在组合支撑剂中的比重，％；
m2为支撑剂二在组合支撑剂中的比重，％。
进一步地，所述支撑剂一和支撑剂二在组合支撑剂中的比重通过假设而定，或通过下式进行计算：
m1＝L1/L (4)
m2＝L2/L (5)
L＝L1+L2 (6)
式中：
L1为支撑剂一在裂缝中的长度，m；
L2为支撑剂二在裂缝中的长度，m；
L为裂缝总长度，m。
另一方面，提供一种上述任意一项所述组合支撑剂导流能力预测方法中的组合支撑剂不同粒径最佳比例的预测方法，所述组合支撑剂的支撑剂一和支撑剂二在组合支撑剂中的最佳比例通过下式进行计算：
Figure BDA0002299724800000021
m2＝1-m2 (8)
式中：
Fcs为支撑裂缝的实际最佳导流能力，D·cm。
进一步地，所述支撑裂缝的实际最佳导流能力以井产能最优为目标，利用数值模拟软件，模拟而来。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明通过组合支撑剂中的支撑剂一和支撑剂二的导流能力以及支撑剂一和支撑剂二在组合支撑剂中的占比获得组合支撑剂的导流能力，该方法直接通过计算即可获得准确的组合支撑剂的导流能力，免去了实际测试的步骤，节省大量的人力物力，也为现场支撑剂类型的选择和用量的优化提供了依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明组合支撑剂铺置物理模型示意图；
图2为实施例1中16/30目支撑剂一与20/40目支撑剂二的导流能力曲线对比示意图；
图3为20％16/30目支撑剂一与80％20/40目支撑剂二组成的组合支撑剂实际与计算导流能力对比示意图；
图4为40％16/30目支撑剂一与60％20/40目支撑剂二组成的组合支撑剂实际与计算导流能力对比示意图；
图5为60％16/30目支撑剂一与40％20/40目支撑剂二组成的组合支撑剂实际与计算导流能力对比示意图；
图6为80％16/30目支撑剂一与20％20/40目支撑剂二组成的组合支撑剂实际与计算导流能力对比示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合。
一方面，本发明提供一种组合支撑剂导流能力预测方法，所述组合支撑剂由两种不同粒径的支撑剂一和支撑剂二组成，所述组合支撑剂铺置物理模型如图1所示，所述组合支撑剂的导流能力通过下式进行计算：
Figure BDA0002299724800000031
式中：
Fc为组合支撑剂的导流能力，D·cm；
Fc1为支撑剂一的导流能力，D·cm；
Fc2为支撑剂二的导流能力，D·cm；
m1为支撑剂一在组合支撑剂中的比重，％；
m2为支撑剂二在组合支撑剂中的比重，％。
在一个具体的实施例中，所述支撑剂一和支撑剂二的导流能力根据现有技术中支撑剂导流能力测试方法进行测试计算，或通过下式进行计算：
Figure BDA0002299724800000032
Figure BDA0002299724800000033
式中：
K1为支撑剂一的渗透率，mD；
K2为支撑剂二的渗透率，mD；
A1为支撑剂一在裂缝中的面积，m2；
A2为支撑剂二在裂缝中的面积，m2；
h1为支撑剂一在裂缝中的高度，m；
h2为支撑剂二在裂缝中的高度，m。
在一个具体的实施例中，所述支撑剂一和支撑剂二在组合支撑剂中的比重通过假设而定，或通过下式进行计算：
m1＝L1/L (4)
m2＝L2/L (5)
L＝L1+L2 (6)
式中：
L1为支撑剂一在裂缝中的长度，m；
L2为支撑剂二在裂缝中的长度，m；
L为裂缝总长度，m。
另一方面，本发明还提供一种上述任意一项所述组合支撑剂导流能力预测方法中的组合支撑剂不同粒径最佳比例的预测方法，所述组合支撑剂的支撑剂一和支撑剂二在组合支撑剂中的最佳比例通过下式进行计算：
Figure BDA0002299724800000041
m2＝1-m2 (8)
式中：
Fcs为支撑裂缝的实际最佳导流能力，D·cm。
在一个具体的实施例中，所述支撑裂缝的实际最佳导流能力以井产能最优为目标，利用数值模拟软件，模拟而来。可选地，所述数值模拟软件采用ECLIPSE软件。
实施例1
所述组合支撑剂由16/30目支撑剂一与20/40目支撑剂二组成，所述支撑剂一和支撑剂二的导流能力如图2和表1所示：
表1支撑剂一和支撑剂二的导流能力
Figure BDA0002299724800000051
根据式(1)计算16/30目支撑剂一与20/40目支撑剂二在不同比例下的导流能力值，并与实际测试的导流能力值进行对比，其结果如图3-6和表2所示：
表2不同比例下组合支撑剂导流能力的计算值与测试值对比
Figure BDA0002299724800000052
Figure BDA0002299724800000061
从表2的数据可以看出，利用本发明计算的组合支撑剂导流能力与实际测试的导流能力值差异很小，最大的为20％16/30目支撑剂一和80％20/40目支撑剂二的组合，其误差值为14.25％，其余均在10％左右。再结合图3-6可知，当所述组合支撑剂为80％16/30目支撑剂一和20％20/40目支撑剂二的组合时，理论计算的导流能力与实际测试的导流能力值误差很小，当闭合应力小于50MPa时，误差基本在5％左右。综上所述，本发明组合支撑剂导流能力预测理论模型能够准确计算祖恩哈支撑剂的导流能力。
实施例2
已知W1井的支撑裂缝最佳导流能力为4.48D·cm，利用组合支撑剂支撑所述W1井的裂缝，所述最佳导流能力根据W1井的最佳产能为目标，利用数值模拟软件模拟而来，所述组合支撑剂由30/50目支撑剂一和40/70目支撑剂二组成，3kg/m2的支撑剂一在46.5MPa闭合应力条件下的导流能力为5.17D·cm，5kg/m2的支撑剂二在46.5MPa闭合应力条件下的导流能力为4.42D·cm，根据式(7)和式(8)计算得到支撑剂一与支撑剂二的比例为9:91。
根据测井资料可知，所述W1井还存在次裂缝，所述此裂缝利用粉陶支撑，所述粉陶所占支撑剂的比例可以根据次裂缝与主裂缝的数量比确定。所述粉陶占比的计算公式如下：
Figure BDA0002299724800000071
式中：
n为粉陶在支撑剂中的占比，％；
a1为主次裂缝的比值，无量纲；
ws为次裂缝的宽度，m；
w为主裂缝的宽度，m。
根据实验测试，在闭合压力为48MPa下，3kg/m2铺砂浓度下30/50目支撑剂一和40/70目支撑剂二组成的组合支撑剂，其支撑的主裂缝宽度为5mm，粉陶支撑的一级次裂缝宽度为1.2mm左，根据式(9)可以算出W1井不同粒径支撑剂所占比例如表3所示：
表3不同粒径支撑剂所占比例
井号 粉陶占比(％) 40/70目支撑剂二占比(％) 30/50目支撑剂一占比(％)
W1井 32.43 61.33 6.24
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种组合支撑剂导流能力预测方法，其特征在于，所述组合支撑剂由两种不同粒径的支撑剂一和支撑剂二组成，所述组合支撑剂的导流能力通过下式进行计算：
Figure FDA0002299724790000011
式中：
Fc为组合支撑剂的导流能力，D·cm；
Fc1为支撑剂一的导流能力，D·cm；
Fc2为支撑剂二的导流能力，D·cm；
m1为支撑剂一在组合支撑剂中的比重，％；
m2为支撑剂二在组合支撑剂中的比重，％。
2.根据权利要求1所述的组合支撑剂导流能力预测方法，其特征在于，所述支撑剂一和支撑剂二在组合支撑剂中的比重通过假设而定，或通过下式进行计算：
m1＝L1/L (4)
m2＝L2/L (5)
L＝L1+L2 (6)
式中：
L1为支撑剂一在裂缝中的长度，m；
L2为支撑剂二在裂缝中的长度，m；
L为裂缝总长度，m。
3.一种如权利要求1或2所述组合支撑剂导流能力预测方法中的组合支撑剂不同粒径最佳比例的预测方法，其特征在于，所述组合支撑剂的支撑剂一和支撑剂二在组合支撑剂中的最佳比例通过下式进行计算：
Figure FDA0002299724790000012
m2＝1-m2 (8)
式中：
Fcs为支撑裂缝的实际最佳导流能力，D·cm。
4.根据权利要求3所述的组合支撑剂不同粒径最佳比例的预测方法，其特征在于，所述支撑裂缝的实际最佳导流能力以井产能最优为目标，利用数值模拟软件，模拟而来。
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