转向压裂及其复合暂堵材料加量确定方法、装置、设备与流程

本发明涉及钻井工程，具体来讲，涉及一种转向压裂复合暂堵材料加量确定方法、一种转向压裂方法、一种转向压裂复合暂堵材料加量确定装置、以及实现转向压裂复合暂堵材料加量确定方法的设备和计算机可读存储介质。

背景技术：

1、页岩气藏储量丰富，有着巨大的开发潜力，但由于形成过程受到页岩储层低孔、低渗特点的控制，高产稳产难度越来越大，所以对于页岩气藏必须通过重复压裂技术来提高产能并且获得较大的经济效益，暂堵转向重复压裂技术是提高页岩气藏压裂改造效果的一项重要技术手段，能够有效地压开新裂缝，并使其转向，沟通更大范围的天然气储集区，建立起新的天然气流通通道，最终实现是产能较低的气井提高产量并获得更高的采收率，对页岩气藏的开发具有举足轻重的作用。

2、公开号为cn110685657a的发明专利申请一种转向压裂用暂堵颗粒用量计算方法公开了一种转向压裂用暂堵颗粒用量计算方法，该方法根据目标井资料及邻井生产动态资料，利用压裂模拟软件模拟计算裂缝暂堵转向压裂施工参数；确定架桥颗粒水平运移速度、沉降速度；计算暂堵颗粒用量，其中暂堵颗粒用量包括架桥颗粒用量、填充颗粒用量，架桥颗粒粒径大于填充颗粒的粒径。该方法对现场降低了暂堵材料使用成本，但是该方法是针对暂堵颗粒用量进行计算，对于复合类暂堵材料用量无法实现精准计算。公开号为cn109267985a的发明专利申请一种暂堵转向压裂暂堵剂用量的控制方法公开了一种暂堵转向压裂暂堵剂用量的控制方法，该方法根据单井地质资料及邻井生产动态资料，结合压裂分析软件模拟来确定压裂施工参数，再通过压裂分析软件模拟计算，得出暂堵前压裂裂缝形态参数，最后计算暂堵剂用量，其中暂堵剂用量包括裂缝封堵部分、裂缝滤失部分和近井筒滤失部分的计算。该方法能够解决化学暂堵剂(即冻胶类高分子暂堵剂)的用量计算，但计算过程相对复杂，同样对于复合类暂堵材料用量仍然无法实现精准计算。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提出一种转向压裂复合暂堵材料加量确定方法，通过确定复合暂堵材料的用量实现利用复合暂堵材料对炮眼和缝口进行封堵限流升压，达到对不同簇、逐级起裂的效果，从而有效调控多簇裂缝非均衡延伸，对超深层页岩气开发具有重要意义。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种转向压裂复合暂堵材料加量确定方法，所述转向压裂复合暂堵材料加量确定方法包括以下步骤：

3、s1、根据暂堵两端壁面上的剪切应力模型、汤姆斯阻力速度剪切应力模型、暂堵压差和暂堵缝口宽度确定复合暂堵材料堆积长度。

4、其中，将所述暂堵两端的裂缝当作并联管路，根据炮眼局部损失建立限流升压模型，根据所述限流升压模型计算所述暂堵压差。

5、s2、根据自由沉降速度和非牛顿流体阻力速度确定复合暂堵材料运行速度。

6、s3、根据所述复合暂堵材料运行速度与平衡流速确定平衡裂缝高度。

7、s4、根据所述复合暂堵材料堆积长度和所述平衡裂缝高度确定暂堵裂缝体积用量。

8、s5、根据复合暂堵材料等效密度和所述暂堵裂缝体积用量确定复合暂堵材料质量，其中，所述复合暂堵材料等效密度根据总混合物的密度和暂堵球的体积占所述裂缝体积的百分比确定。

9、在本发明转向压裂复合暂堵材料加量确定方法的一个示例性实施例中，步骤s1还可以包括限流升压模型为下式1至式3：

10、

11、

12、

13、上式中，δpi为限流升压，mpa；i为流量簇数，无量纲；j为1、2…j；p0为段内入口压裂液压力，mpa；k为总簇数，k＝1,2…k；n为序号，n＝1、2…；w为封堵簇数，w＝1,2…w；λj为拉格朗日系数，λj＝1/n，无量纲；q为压裂液排量，m3/min；qj为每个炮眼流量，m3/min；ki为平衡系数，无量纲；m为簇数，无量纲。

14、在本发明转向压裂复合暂堵材料加量确定方法的一个示例性实施例中，步骤s1还可以包括暂堵压差模型为式4：

15、∑δp＝δpi-δpk                    (4)

16、上式中，δp为暂堵压差，mpa；δpi为限流升压，mpa；δpk为暂堵升压，mpa。

17、在本发明转向压裂复合暂堵材料加量确定方法的一个示例性实施例中，步骤s1还可以包括：根据所述暂堵压差确定页岩起裂压力，根据所述页岩起裂压力进行页岩起裂规律分析。

18、在本发明转向压裂复合暂堵材料加量确定方法的一个示例性实施例中，所述复合暂堵材料可以包括暂堵剂和暂堵球。

19、本发明又一方面提供了一种转向压裂复合暂堵材料加量确定装置，所述转向压裂复合暂堵材料加量确定装置包括暂堵压差模块、复合暂堵材料运行速度模块、平衡裂缝高度模块、暂堵裂缝体积用量模块以及复合暂堵材料质量模块。

20、其中，所述暂堵压差模块被配置为通过建立限流升压模型计算暂堵压差确定复合暂堵材料堆积长度。

21、所述复合暂堵材料运行速度模块与所述暂堵压差模块相连，被配置为确定复合暂堵材料运行速度。

22、所述平衡裂缝高度模块与复合暂堵材料运行速度模块相连，被配置为确定平衡裂缝高度。

23、所述暂堵裂缝体积用量模块与平衡裂缝高度模块相连，被配置为确定平衡裂缝高度。

24、复合暂堵材料质量模块与暂堵裂缝体积用量模块相连，被配置为确定复合暂堵材料质量。

25、本发明又一方面提供了一种转向压裂方法，所述转向压裂方法包括以下步骤：注入压裂液开启裂缝端部；封堵所述裂缝的炮眼；根据所述的转向压裂复合暂堵材料加量确定方法确定所述复合暂堵材料的用量；使用所述复合暂堵材料封堵所述裂缝的缝口，所述裂缝的主裂缝两侧各形成至少一簇分支裂缝。

26、本发明又一方面提供了一种设备，包括：处理器；存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的转向压裂复合暂堵材料加量确定方法。

27、本发明再一方面提供了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序在被处理器执行时实现如上所述的转向压裂复合暂堵材料加量确定方法。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果包括以下内容中的至少一项：

29、(1)本发明提供了一种转向压裂复合暂堵材料加量确定方法，能够科学的计算出复合暂堵材料的用量，适用性强，计算简单，结果可靠，可满足现场施工需求，为裂缝暂堵转向压裂暂堵材料的用量选择提供支撑。

30、(2)本发明提供了一种转向压裂方法，通过转向压裂复合暂堵材料加量确定方法确定复合暂堵材料用量，将复合暂堵材料用于封堵缝口与炮眼，结合限流升压原理，实现对不同簇、逐级起裂的效果，有效调控多簇裂缝非均质延伸。

技术特征：

1.一种转向压裂复合暂堵材料加量确定方法，其特征在于，所述复合暂堵材料加量确定方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的转向压裂复合暂堵材料加量确定方法，其特征在于，所述步骤s1中所述限流升压模型为下式1至式3：

3.根据权利要求1所述的转向压裂复合暂堵材料加量确定方法，其特征在于，所述步骤s1中的暂堵压差模型为式4：

4.根据权利要求1所述的转向压裂复合暂堵材料加量确定方法，其特征在于，所述步骤s1还包括：根据所述暂堵压差确定页岩起裂压力，根据所述页岩起裂压力进行页岩起裂规律分析。

5.根据权利要求1所述的转向压裂复合暂堵材料加量确定方法，其特征在于，所述复合暂堵材料包括暂堵剂和暂堵球。

6.一种转向压裂复合暂堵材料加量确定装置，其特征在于，所述转向压裂复合暂堵材料加量确定装置包括暂堵压差模块、复合暂堵材料运行速度模块、平衡裂缝高度模块、暂堵裂缝体积用量模块以及复合暂堵材料质量模块；

7.一种转向压裂方法，其特征在于，所述转向压裂方法包括以下步骤：

8.一种计算机设备，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至5中任意一项所述的转向压裂复合暂堵材料加量确定方法。

技术总结本发明提供了一种转向压裂及其复合暂堵材料加量确定方法、装置、设备。复合暂堵材料加量确定方法根据暂堵封堵缝口机理，将裂缝当作并联管路，根据炮眼局部损失建立限流升压模型计算暂堵压差，通过暂堵剂堆积长宽确定暂堵剂加量。转向压裂方法包括注入压裂液开启裂缝端部，封堵裂缝的炮眼，根据复合暂堵材料加量确定方法确定复合暂堵材料用量，封堵裂缝缝口，裂缝的主裂缝两侧形成分支裂缝。本发明能够科学的计算出复合暂堵材料的用量，适用性强，计算简单，结果可靠，可满足现场施工需求，为转向压裂暂堵材料的用量选择提供支撑，将复合暂堵材料封堵缝口与炮眼，结合限流升压原理，实现对不同簇、逐级起裂的效果，有效调控多簇裂缝非均质延伸。技术研发人员：齐天俊,任勇,管彬,尹丛彬,周文高,王素兵,刘春亭,向凌云,曾晶,王瑜受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18