一种基于致密油气储层水平井水力压裂裂缝的等效方法

本发明涉及油气田开发，具体为一种基于致密油气储层水平井水力压裂裂缝的等效方法。

背景技术：

1、页岩、砾岩等致密油气储层的基质渗透率较低，如果不采用水平井分段压裂技术，将远远达不到经济开采的要求。但是水平井长度和水力压裂施工规模的增加，使得压裂水平井施工成本远高于常规井。在美国，钻一口新的水平井所需费用约为直井的1.5～2.5倍。因此改善压裂效果，对于提高压裂井产能和经济效益具有十分重要的意义。研究学者通过观察发现，压裂裂缝与天然裂缝相互作用有可能形成复杂的缝网结构。对压裂后的复杂缝网形态进行合理预测，对于优化压裂施工至关重要。通过对压裂过程的模拟，可以获得压裂后裂缝的几何形态，裂缝的性质直接决定了后期产能的大小，也决定了压裂方案的优劣。

2、现有技术中的，公开号为“cn114186439b”一种砾岩储层大规模水力压裂等效模拟方法，包括以下步骤：s1：判断目标工区水力裂缝的基本形态；s2：随机设置一组天然裂缝参数，并将其嵌入到目标工区的地质模型中；s3：开展水力压裂模拟，获得水力压裂模拟压力曲线以及模拟缝长；s4：根据水力压裂模拟压力曲线结果，调整天然裂缝参数中的天然裂缝长度和天然裂缝与人工裂缝交角；s5：根据有无微地震监测结果，根据缝长差异大小或缝长预测模型，调整天然裂缝参数中的天然裂缝密度；s6：以调整后的天然裂缝参数为基础，对其他压裂段或压裂井进行大规模水力压裂等效模拟。以此实现砾岩储层水平井宏观大尺度水力压裂模拟，对砾岩油气藏的生产指导及商业化开发具有重要意义。

3、但现有技术仍存在较大缺陷，如：现有技术中在调整天然裂缝的参数(如天然裂缝长度、天然裂缝和人工裂缝的夹角、天然裂缝间距)时，均以确定的步长进行调整，而未考虑到模拟压力和实际压力间的误差偏离大小，无法根据模拟压力和实际压力间的误差偏离大小自适应改变天然裂缝参数的调整步长，存在难以找到天然裂缝参数最佳值、以及天然裂缝参数调整次数过多以导致模型训练运算量过大的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于致密油气储层水平井水力压裂裂缝的等效方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于致密油气储层水平井水力压裂裂缝的等效方法，包括如下步骤：

4、s1，获取目标工区已有压裂井的实际压裂施工曲线特征，并判断目标工区水力裂缝的基本形态，且实际压裂施工曲线包含实际施工压力曲线；

5、s2，设置一组包括天然裂缝长度、天然裂缝和人工裂缝交角、以及天然裂缝间距的天然裂缝参数，并将天然裂缝参数嵌入到目标工区的地质模型中以等效致密油气储层地质中的矿物颗粒，并以已有压裂井的压裂施工数据为基础，利用大尺度边界元模型对嵌入天然裂缝参数的地质模型进行水力压裂模拟，生成水力压裂模拟压力曲线以及模拟缝长；

6、s3，将已有压裂井的实际施工压力曲线和步骤s2获取的水力压裂模拟压力曲线进行对比，计算模拟压力和实际施工压力间的平均误差系数、最大误差系数、以及最小误差系数，并结合平均误差系数、最大误差系数、以及最小误差系数以生成综合误差系数，在综合误差系数大于第一预设阈值时进入步骤s4，并在综合误差系数不大于第一预设阈值时进入步骤s6；

7、s4，计算实际施工压力曲线和步骤s2获取的水力压裂模拟曲线中的停泵压力差值，在停泵压力差值等于0时进入步骤s5，并在停泵压力差值不等于0时结合停泵压力差值和预设步长值确定天然裂缝长度的步长调整值，在停泵压力差值大于0时按步长调整值减小天然裂缝长度并返回步骤s2以重置天然裂缝长度，并在停泵压力差值小于0时按步长调整值增大天然裂缝长度并返回步骤s2以重置天然裂缝长度；

8、s5，计算实际施工压力曲线和步骤s2获取的水力压裂模拟曲线中的延伸压力差值，在延伸压力差值等于0时进入步骤s6，并在延伸压力差值不等于0时结合延伸压力差值和预设步长值确定天然裂缝和人工裂缝交角的步长调整值，在延伸压力差值大于0时按步长调整值增大天然裂缝和人工裂缝交角并返回步骤s2以重置天然裂缝和人工裂缝交角，并在延伸压力差值小于0时按步长调整值减小天然裂缝和人工裂缝交角并返回步骤s2以重置天然裂缝和人工裂缝交角；

9、s6，根据目标工区已有压裂井的实际施工现状，确定已有压裂井是否具有压裂缝长的监测结果，若无压裂缝长的监测结果，则建立致密油气储层的缝长预测数学模型，根据缝长预测数学模型获得压裂缝长预测值；

10、s7，计算步骤s2获取的模拟缝长与压裂缝长预测值或压裂缝长的监测结果的压裂缝长差值，并将压裂缝长差值与压裂缝长预测值或压裂缝长的监测结果比值的绝对值作为缝长偏差系数，在缝长偏差系数小于第二预设阈值时以此时的天然裂缝参数作为最优天然裂缝参数并进入步骤s8，反之则结合压裂缝长差值和预设步长值确定天然裂缝间距的步长调整值，在压裂缝长差值大于0时按步长调整值减小天然裂缝间距并返回步骤s2以重置天然裂缝间距，并在压裂缝长差值小于0时按步长调整值增大天然裂缝间距并返回步骤s2以重置天然裂缝间距，并在步骤s2结束后直接进入步骤s7；

11、s8，以最优天然裂缝参数为基础，对目标工区的其他压裂井进行水力压裂等效模拟。

12、进一步的，在步骤s2中，初始设置的所述天然裂缝参数为：天然裂缝长度20米、天然裂缝和人工裂缝交角45度、天然裂缝间距10米。

13、进一步的，将所述实际施工压力曲线中第i个采集时刻的实际施工压力标定为fsji，将与实际施工压力fsji对应的所述模拟压力标定为fsji，i表示不同采集时刻的编号，且i＝1、2、……、m，m表示采集时刻的总个数，且m∈n+。

14、进一步的，所述综合误差系数的计算公式如下：

15、

16、其中，λ1、λ2、λ3均为预设比例系数，且λ1+λ2+λ3＝1，且0<λ3<λ2<λ1<1，wczh表示综合误差系数。

17、进一步的，所述λ1的取值范围为0.5—0.7，所述λ2的取值范围为0.2—0.3，所述λ3的取值范围为0.1—0.2。

18、进一步的，所述天然裂缝长度的步长调整值计算公式如下：

19、

20、其中，bccd1表示第1次停泵压力差值不等于0时经步骤s4处理后确定的天然裂缝长度的步长调整值，bccd0表示天然裂缝长度的预设步长值，bccdx表示第x次停泵压力差值不等于0时经步骤s4处理后确定的天然裂缝长度的步长调整值，fsji1表示实际施工压力曲线中的实际停泵压力，且i1∈(1,m)，表示在第x次停泵压力差值不等于0时的水力压裂模拟曲线中与实际停泵压力fsji1所对应的模拟停泵压力，x表示停泵压力差值不等于0时不同次数的编号，且x＝1、2、……、x，x表示停泵压力差值不等于0的总次数，且x∈n+。

21、进一步的，所述天然裂缝和人工裂缝交角的步长调整值计算公式如下：

22、

23、其中，bcjj1表示第1次延伸压力差值不等于0时经步骤s5处理后确定的天然裂缝和人工裂缝交角的步长调整值，bcjj0表示天然裂缝和人工裂缝交角的预设步长值，bcjjy表示第y次延伸压力差值不等于0时经步骤s5处理后确定的天然裂缝和人工裂缝交角的步长调整值，fsji2表示实际施工压力曲线中的实际延伸压力，且i2∈(1,m)，表示在第y次延伸压力差值不等于0时的水力压裂模拟曲线中与实际延伸压力fsji2所对应的模拟延伸压力，y表示延伸压力差值不等于0时不同次数的编号，且y＝1、2、……、y，y表示延伸压力差值不等于0的总次数，且y∈n+。

24、进一步的，所述天然裂缝间距的步长调整值计算公式如下：

25、

26、其中，bcju1表示第1次缝长偏差系数不小于第二预设阈值时经步骤s7处理后确定的天然裂缝间距的步长调整值，bcju0表示天然裂缝间距的预设步长值，bcjuz表示第z次缝长偏差系数不小于第二预设阈值时经步骤s7处理后确定的天然裂缝间距的步长调整值，lju1表示压裂缝长预测值或压裂缝长监测结果中的压裂缝长值，ljuz表示在第z次缝长偏差系数不小于第二预设阈值时的步骤s2输出的模拟缝长，z表示缝长偏差系数不小于第二预设阈值时不同次数的编号，且z＝1、2、……、z，z表示缝长偏差系数不小于第二预设阈值的总次数，且z∈n+。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

28、本发明的基于致密油气储层水平井水力压裂裂缝的等效方法，结合停泵压力差值和预设步长值确定天然裂缝长度的步长调整值，并结合延伸压力差值和预设步长值确定天然裂缝和人工裂缝交角的步长调整值，并结合压裂缝长差值和预设步长值确定天然裂缝间距的步长调整值，以此达到对天然裂缝各个参数的步长调整值进行自适应调节，相较于将天然裂缝参数的步长调整值设置成固定值而言，便于找到最佳的天然裂缝参数，并降低找到最佳的天然裂缝参数时所花费的计算量。