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申请/专利权人：中国石油天然气股份有限公司

摘要：本发明公开了一种页岩油储层水平井分簇设计方法，包括获取目标井的地质参数和施工参数；计算页岩油储层地应力分布；初步确定簇数、簇间距；模拟页岩油分簇压裂裂缝拓展；计算分簇压裂缝高、缝控体积；根据缝控体积和压裂缝高调整簇数和簇间距；重复，直至满足扩展条件。本发明根据地质工程双甜点初步优选簇数及簇间距，并考虑压裂过程中多簇裂缝的延伸情况，结合改造体积和裂缝高度对簇数及簇间距进行不断优化，使得最终的分簇结果既能保障改造体积，又能提升经济效益。

主权项：1.一种页岩油储层水平井分簇设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取目标井的地质参数和施工参数；S2、计算页岩油储层地应力分布；S3、初步确定簇数、簇间距；S4、模拟页岩油分簇压裂裂缝扩展；S5、计算分簇压裂缝高、缝控体积；S6、根据缝控体积和压裂缝高调整簇数和簇间距；S7、重复步骤S4～S6，直至满足扩展条件；具体地，所述步骤S1中所述地质参数包括：弹性模量、泊松比、天然裂缝参数、岩性及其分布，所述施工参数包括：射孔孔径、射孔孔密、施工排量、压裂液粘度；所述步骤S2中计算页岩油储层地应力公式为： 其中，σv为垂向应力，M为垂向上划分的单元总数，ρi为垂向单元i的岩石密度，hi为垂向单元i的厚度，g为重力加速度，σH0为原最大主应力，σh0为原最小主应力，v为泊松比，β1为最大构造应力系数，β2为最小构造应力系数，α为孔隙弹性常数，p为孔隙压力；所述步骤S4中模拟页岩油分簇压裂裂缝扩展的方法具体包括以下步骤：A1、根据裂缝内流体的压力及地应力计算岩石的变形，得到裂缝宽度；所述步骤A1中裂缝宽度的计算公式为： 其中，N为裂缝单元总数，为边界应力影响系数，Gij为裂缝高度校正因子，为裂缝单元j的切向位移不连续量、为裂缝单元j的法向位移不连续量，βi为裂缝单元i与水平最大主应力的夹角，σH为最大主应力，σh为最小主应力，σxy为裂缝单元流体压力；裂缝单元j的法向位移不连续量等于裂缝宽度w；A2、根据缝内流体流动速度，得到各裂缝单元的流体压力；所述步骤A2的具体方法为根据缝内流体流动方程可计算得到流体流动速度，并进一步结合动量方程可以得到各裂缝单元的流体压力，其计算公式为： 其中，ρsl为流体密度，vsl为流动速度，w为裂缝宽度，qsl为井筒与裂缝之间的质量交换，qleak为滤失速度；A3、计算得到井筒内的流体进入各簇裂缝的流量；所述步骤A3的具体方法为根据流量方程计算得到井筒内的流体进入各簇裂缝的流量，其计算公式为： 其中，pw为水平井筒根部流体压力，pfw,i为第i簇裂缝的缝口压力，ppf,i为第i簇裂缝处的射孔孔眼摩阻，pf,i为井筒根部到第i簇裂缝的井筒摩阻，np为射孔孔眼数量，d为射孔孔眼直径，C为孔眼流量系数，ρ为压裂液密度，D为井筒直径，Qw,j为j-1簇和j簇之间井筒内的流量，Lw,j为j-1簇和j簇之间井筒内的流量，QT为井筒压裂的注入排量，h为裂缝高度，m为簇总数；A4、判断人工裂缝与天然裂缝相交后的情况，具体为天然裂缝张开、天然裂缝剪切破坏、人工裂缝穿过天然裂缝；所述步骤A4的具体方法为根据相交作用准则可判断人工裂缝与天然裂缝相交后的情况，天然裂缝张开准则为： 其中，E为弹性模量，γ为裂缝表面能，a为裂缝半长，σn为天然裂缝壁面的正应力；天然裂缝剪切破坏准则为： 其中，τ0为岩石的黏聚力，pσ为天然裂缝剪切破坏之前缝内最大流体压力，Kf为天然裂缝面的摩擦因素，β为天然裂缝与最大主应力的夹角；人工裂缝穿过天然裂缝准则为：|τn|＜τ0+Kfσn-p08其中，τn为作用于天然裂缝面的剪应力；A5、判断裂缝是否满足扩展条件；所述步骤A5中用于判断裂缝是否满足扩展条件的的裂缝扩展判断准则为： 其中，dai为第i条裂缝的扩展步长，damax为设定的最大扩展步长，Gi为第i条裂缝的能量释放率，Gc岩石的临界能量释放率；A6、满足扩展条件则裂缝扩展，不满足扩展条件则增加时间直至满足扩展条件；所述步骤A6的具体方法为耦合求解公式2、3、4、5，直至满足公式9收敛条件，满足扩展条件则裂缝扩展，不满足扩展条件则增加时间直至满足扩展条件，扩展过程遇天然裂缝则按步骤A4中的相交作用准则进行判断；所述步骤S5中计算压裂缝高和缝控体积的计算公式为： 其中，T为总的时间步数,hk为压裂缝高，Vf为缝控体积，Ll为段长。

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