一种实时评价水平井多簇射孔暂堵效果的系统及方法与流程

本发明涉及油气井增产，具体为一种实时评价水平井多簇射孔暂堵效果的系统及方法。

背景技术：

1、水力压裂是目前应用最广泛的单井增产增注技术，在油气井增产措施领域发挥着至关重要的作用。其中水平井桥射联作分段暂堵压裂技术，因其能够进行多簇射孔多段改造，在国内外内非常规储层和致密储层获得广泛应用。

2、然而，由于储层非均质性的存在，各射孔簇的裂缝开启和延伸差异性明显，造成多个射孔簇不能得到有效改造，甚至未能起裂。

3、因此，对暂堵效果进行有效的、实时的评价，及时采取对应措施，提高射孔簇起裂的有效性，是储层改造成败的关键。

4、目前，对暂堵效果的评价主要采用微地震监测技术和工程经验方法。微地震监测技术具有实时和定量化的特点，一般通过观测转向前后微地震事件点出现的位置，直接评价转向效果。但该技术需要一口邻井作为监测井，并配套复杂的监测系统，造成该技术成本高昂、且应用具有很大的局限性。

5、当微地震监测技术不可用时，工程技术人员通过观察转向阶段施工压力变化、转向前后破裂压力、裂缝延伸压力、瞬时停泵压力的差别定性评价转向是否成功。之后又发展了对压裂后的施工曲线进行双对数、g函数、小波变换等数据处理，对压裂施工结束后的压裂过程进行评估，对裂缝的复杂性以及暂堵效果做出判断，该方法较简单的压力观察和比较有了明显进步，但是存在多解性、较强的主观性，而且具有明显的滞后性，难以对现场转向施工提供实时的指导和评价。

6、经检索，有如以下3项相关专利申请：

7、(1)申请文件cn113435059a提供了一种模型建立方法、裂缝起裂事件诊断方法和装置，对施工曲线建立裂缝起裂事件诊断模型，通过泵压曲线和裂缝反射的压力波信号实现对裂缝的起裂事件的诊断。

8、(2)申请文件cn 112145167a提供了一种基于施工数据的压裂动态井底压力计算方法，根据动态的井口油压等施工数据，计算得到动态的井底压力。

9、无疑，上述两种方法具有滞后性，且不能对暂堵效果做出全面评价。

10、(3)申请文件cn113074861a提供了一种地层破裂时间监测方法、装置、设备和存储介质，核心对施工曲线采取小波变换的算法进行处理，确定出地层发生破裂的时间。该方法仅能够确定地层破裂时间，不能评价暂堵效果。

11、可见，目前无井下微地震的暂堵效果评价方法主要存在以下三个方面的问题：

12、一是评价方法是事后的，其评价结果不能用于本段的实时调整，其应用效能大打折扣。

13、二是暂堵效果的判识都是基于直井暂堵多层压裂，即：暂堵后其封堵效果保持不变、暂堵前后采用经典的单缝扩展进行计算、暂堵开启的新缝与初次裂缝的岩石力学特征差异明显；显然，目前的可溶暂堵剂在封堵炮眼后，其封堵性能不可能是静态的，水平井同层多簇射孔压裂不再不适于后两项假设。

14、三是评价的方法是单因素的、片段的，未整体考虑，要么是计算破裂时间(cn113074861a)、井底压力(cn 112145167a)，要么是片面计算施工压力、升压、停泵压力、暂堵剂加入的孔眼数，忽视了暂堵效果评价的关键是对新缝的开启以及延伸的判识。

15、为此，亟需开发一项水平井多簇压裂暂堵效果的实时评价方法。

技术实现思路

1、针对现有技术中目前存在的针对性不强、不实时、不全面的问题，本发明提供一种实时评价水平井多簇射孔暂堵效果的系统及方法；通过对裂缝暂堵阶段进行在线判识，实时调整暂堵程序，从而提高多簇起裂有效性，最终实现提高单井产量的目的。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种实时评价水平井多簇射孔暂堵效果的系统，所述系统包括以下模块：

4、数据在线采集传输模块：用于采集压裂现场实时数据，并将实时数据发送至数据存储模块；

5、进程判识模块：用于实时分析暂堵压裂阶段，并将结果发送至数据存储模块；

6、数据存储模块：将接收到的数据进行存储，并将存储的数据发送给实时监控模块；

7、实时监控模块：用于将数据存储模块得到的压裂曲线和各模块的计算结果进行实时展示；

8、现场互动模块：用于向施工现场发送指令，并接受反馈。

9、进一步的，所述系统还包括井底工况模拟模块：用于通过对实时的压裂施工数据计算，实时模拟井底压力和井底砂浓度，并将结果发送至数据存储模块。

10、进一步的，所述计算包括通过孔眼摩阻、沿程摩阻、液注压力的计算。

11、进一步的，所述系统还包括射孔孔眼计算模块：用于实时计算压裂等效进液孔眼数量，并将结果发送至数据存储模块。

12、进一步的，所述进程判识模块根据计算，将压裂划分为：暂堵未发生作用、老缝封堵新缝起裂、新缝扩展老缝限流、新老缝同时扩展等4个阶段。

13、进一步的，所述井底工况计算模块包含井底压力实时计算和井底砂浓度实时计算：

14、井底压力bhtp计算公式如下：

15、bhtp＝pground+phyd-pfric

16、其中pground为地面泵压，phyd为井筒内液柱压力，pfric为管柱摩阻；

17、phyd为井筒内液柱压力计算公式为：

18、

19、射孔孔眼数n计算模块应用算法如下：

20、

21、其中，q为地面排量，pf_perf为射孔摩阻，ρ为流体相对密度，c为孔眼排出系数，dp为孔眼直径。

22、一种基于上述的实时评价水平井多簇射孔暂堵效果的方法，该方法包括以下步骤：

23、开展压裂施工，数据在线采集传输模块将数据进行传输，并通过实时监控模块进行监控；

24、通过进程判识模块判定压裂进程，并将压裂进程传输监控；

25、根据压裂阶段和实时监控模块的结果进行施工，直至裂缝起裂达到要求。

26、进一步的，进程判识模块在判定压裂进程通过以下方式进行，包括：

27、射孔孔眼数未变化，井底压力曲线数学分析方法判识为裂缝正常延伸，则该阶段暂堵未发生作用；

28、射孔进液孔眼数明显降低，井底压力经曲线数学分析方法出现新缝破裂特征，则该阶段为老缝封堵新缝起裂；

29、射孔进液孔眼数曲线缓慢上升，数量未达到第一级水平，同时井底压力曲线数学分析方法显示裂缝正常延伸、无多裂缝特征，则该阶段为新缝扩展老缝限流；

30、射孔进液孔眼数曲线缓慢上升，数量达到或接近第一级水平，同时井底压力曲线数学分析方法显示裂缝出现多裂缝特征，则该阶段为新老缝同时扩展。

31、进一步的，所述压裂施工可在坐封后实施阶梯升排量操作，阶梯数为6-12级，每个排量阶段在压力稳定后开始计时，时长20-30秒。

32、进一步的，所述实时监控模块通过将井底压力计算模型，实时求解井底压力和砂浓度数据，得到井底实时压力曲线和实时砂浓度曲线。

33、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

34、本发明首次提出基于水平井同层多簇射孔暂堵效果的评价方法，判识标准不再是单纯的依据进入后封堵的炮眼数量、压力的升幅等单因素，而是基于暂堵后新缝的开启比例及延伸效果，同时实现了在线判识、实时调整暂堵程序，从而提高多簇起裂有效性，最终实现提高单井产量的目的。

35、进一步的，该系统采用实时判识的方式，实现了在线调控暂堵进程，从而保证了多个射孔簇的起裂有效性。

36、进一步的，基于水平井同层多簇射孔压裂进行暂堵效果评价，同时将暂堵剂对射孔孔眼的封堵不再是假设静止不变的，而是作为一个动态过程进行判识，保证了暂堵效果评价方法的科学性和针对性。

37、进一步的，提出了暂堵压裂四阶段划分方法，以暂堵的动态效果、孔眼数动态变化、施工曲线形态变化为依据进行综合判识，实现了评价方法从局部到整体、从单因素到多因素的转变。

38、进一步的，通过实时读取并回传现场施工数据，实时评价装置计算裂缝起裂和延伸参数，拾取阶梯升排量时间域内的新缝破裂信号，优选数据处理方法，实时计算井底压力、井底砂浓度、进液等效孔眼数量，综合判定压裂进程，并与实时施工曲线同步展示。