申请/专利权人：中石化石油工程技术服务有限公司;中石化江汉石油工程有限公司;中石化江汉石油工程有限公司页岩气开采技术服务公司

申请日：2022-06-30

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN115263262B

主分类号：E21B43/26

分类号：E21B43/26;E21B47/00;E21B47/07

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2022.11.18#实质审查的生效;2022.11.01#公开

摘要：本发明涉及一种水平井分段压裂温度分布预测方法，包括以下步骤：由质量、能量守恒建立水平井段井筒模型、裂缝模型和储层热学模型，对上述模型进行求解并进行模型耦合，运用真实数据来验证模型的输出结果，研究注入流量对水平井分段多簇压裂温度分布的影响，通过水平井压裂注液过程中的井筒温度剖面监测，对压裂段内形成的裂缝数量及进行准确诊断。本发明通过DTS测量压裂注液过程中动态温度数据，从而进行裂缝诊断，如裂缝位置识别、裂缝半长大小；通过本发明可对压裂段内形成的裂缝数量和位置进行准确诊断；本发明在考虑多种微量热效应的基础之上，实现了水平井分段压裂注液过程中的温度分布动态模拟预测。

主权项：1.一种水平井分段压裂温度分布预测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立水平井井筒流动模型： 1式中，t为注液时间；R为井筒内径；为井筒打开程度；ρl为井筒流入流体密度；vl井筒中注入液速度；ρwb为井筒中的流体密度；S2、设定井筒流动模型的初始和边界条件： 2 3S3、建立水平井井筒热模型，瞬态井筒热模型的最终形式为： 4式中，Cp为比热容；θ为水平井筒倾角；Tr表示储层温度；由储层热模型计算，Tl表示注入液温度；g为重力加速度；UT为综合传热系数；T为井筒温度；S4、设定水平井井筒热模型的初始和边界条件： 5 6S5、对裂缝几何形态进行如下假设：（1）发生在裂缝处的流体滤失与裂缝面呈线性垂直；（2）注入过程中裂缝具有无限的导流能力；（3）压裂液不可压缩；并对裂缝扩展过程进行了建模，裂缝的流动模型为： 7式中，是裂缝延伸长度x的时间之后，流体滤失开始；Xf是裂缝半长，m；w、h分别为任意微元段的宽和高；C是考虑流体压缩性效应Cc、流体粘度效应Cv和造壁性效应Cw的总流体滤失系数；S6、设定裂缝流动模型的初始和边界条件为： 8 9S7、建立裂缝热学模型，计算裂缝扩展和关井过程中裂缝内压裂液温度分布；能量守恒的概念与体积微分方程上的裂缝流动模型相似： 10S8、设定裂缝热学模型的初始和边界条件为: 11 12式中，表示初始储层温度；为井筒温度；为x=R和=1时的流体速度；由井筒模型计算得出，在储层温度模型中，裂缝面边界与储层模型耦合；S9、压裂液从裂缝面向储层滤失的距离可通过将滤失速度与滤失时间相结合来计算，储层流动模型为： 13S10、建立了储层热学模型，并与井筒和裂缝模型相结合，根据能量平衡方程推导局部地层能量守恒方程，储层热学模型为： 14式（14）为局部地层能量守恒方程；对于被压裂液侵入的网格块，其平均有效热容和有效热导率不是恒定的；上述方程左端为随时间t在微元段中的能量积累：右端第一项是由于流体滤失进入地层而产生的热转换；第二和第三项是二维流动系统中的热传导；其中，是平均有效储层导热系数；Tr表示储层温度；S11、设定储层流动模型和储层热学模型的初始和边界条件为： 18 19S12、将上述步骤中的井筒、裂缝和储层模型耦合并结合边界条件进行求解，获取实时模拟井筒温度分布。

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