一种考虑转向裂缝导流能力附加损失的铺砂浓度优化方法

本发明涉及石油天然气开发，具体涉及一种考虑转向裂缝导流能力附加损失的铺砂浓度优化方法。

背景技术：

1、非常规油气缝网压裂改造中的水力裂缝会与天然裂缝发生相交作用，从而诱发裂缝转向。在压裂生产过程中，裂缝转向段会受到最大、最小水平主应力以及垂向应力合力的影响，使得裂缝转向段受到的闭合压力显著高于其他部分（非转向段），导致支撑剂骨架压缩、裂缝宽度减小，最终造成转向段导流能力损失，影响整个裂缝网络的流动效率和压裂改造效果。通过优化铺砂浓度确保缝网系统具有足够的流动能力，保障单井长期稳定生产。

2、现有国内外研究多分析裂缝形态、倾角与铺砂浓度对支撑裂缝导流能力的影响规律，但少有研究关注到裂缝转向段附加应力对导流能力的影响，导致实验测得的导流能力值偏离真实工况，既无法建立转向段裂缝不同区域铺砂浓度与产能损失系数的定量关系，也未能形成相应的铺砂浓度优化方法。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种考虑转向裂缝导流能力附加损失的铺砂浓度优化方法，通过实验拟合与理论计算相结合，建立铺砂浓度与产能损失系数的定量关系，实现不同裂缝转向条件下铺砂浓度的优化，为压裂施工设计提供系统的理论依据和工程指导。

2、为解决上述至少一个技术问题，本发明提供的技术方案是，一种考虑转向裂缝导流能力附加损失的铺砂浓度优化方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：采集目标区域包含裂缝的测试岩样，将裂缝划分为多组线性单元；

4、步骤s2：计算线性单元的转向损伤综合分区指数，根据计算结果确定线性单元对应的裂缝区域；

5、步骤s3：按照不同裂缝区域匹配不同强度等级的支撑剂，进行支撑剂导流能力实验，建立线性单元导流能力计算方程；

6、步骤s4：基于线性单元导流能力，分裂缝区域计算累计产能；

7、步骤s5：计算测试岩样不同裂缝区域的产能损失系数；

8、步骤s6：构建铺砂浓度-产能损失系数图版，对施工过程中的铺砂浓度进行优化。

9、本发明起到的技术效果是：

10、本发明针对现有技术普遍忽略裂缝转向段附加应力导致的导流额外损失、均质铺砂设计易出现导流能力计算偏差的问题，提出了构建转向损伤综合分区指数，量化转向伤害程度，将裂缝划分为平直段、转向段、转向过渡区并差异化匹配不同强度支撑剂，建立涵盖铺砂浓度、闭合应力、加载时间的分区导流能力计算模型与产能损失评价方法，最终形成可直接指导施工的铺砂浓度-产能损失系数图版，在将全缝产能损失控制在工程允许阈值内的同时可降低支撑剂综合成本，计算结果更贴合裂缝转向的真实工况，兼顾开发效果与施工经济性。

1.一种考虑转向裂缝导流能力附加损失的铺砂浓度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种考虑转向裂缝导流能力附加损失的铺砂浓度优化方法，其特征在于：步骤s1中所述包含裂缝的岩样中的裂缝为带有转向段的弯折裂缝。

3.根据权利要求1所述的一种考虑转向裂缝导流能力附加损失的铺砂浓度优化方法，其特征在于：步骤s2中所述线性单元的转向损伤综合分区指数的计算方法如下式所示：

4.根据权利要求1所述的一种考虑转向裂缝导流能力附加损失的铺砂浓度优化方法，其特征在于：步骤s2中所述根据计算结果确定线性单元对应的裂缝区域的方法为：定义第一临界指数和第二临界指数，当转向损伤综合分区指数满足：

5.根据权利要求4所述的一种考虑转向裂缝导流能力附加损失的铺砂浓度优化方法，其特征在于：所述第一临界指数和第二临界指数的取值为：= 1.15，= 1.40。

6.根据权利要求4所述的一种考虑转向裂缝导流能力附加损失的铺砂浓度优化方法，其特征在于：步骤s3中所述按照不同裂缝区域匹配不同强度等级的支撑剂的方法为：在平直段区匹配低强度支撑剂；在转向段区匹配中强度支撑剂；在转向过渡区匹配高强度支撑剂。

7.根据权利要求6所述的一种考虑转向裂缝导流能力附加损失的铺砂浓度优化方法，其特征在于：步骤s3中所述线性单元导流能力计算方程为：

8.根据权利要求7所述的一种考虑转向裂缝导流能力附加损失的铺砂浓度优化方法，其特征在于：步骤s4中所述分裂缝区域计算累计产能的方法为：

9.根据权利要求1所述的一种考虑转向裂缝导流能力附加损失的铺砂浓度优化方法，其特征在于：步骤s5中所述测试岩样不同裂缝区域的产能损失系数的计算方法为：

10.根据权利要求1所述的一种考虑转向裂缝导流能力附加损失的铺砂浓度优化方法，其特征在于：步骤s6中所述构建铺砂浓度-产能损失系数图版的具体方法为：重复步骤s1~s5计算不同铺砂浓度情况下测试岩样中不同裂缝区域的产能损失系数，基于结果构建不同区域关于转向段缝长与转向角的产能损失系数图版。