一种提高煤层复杂裂缝支撑效果的支撑剂多级铺置方法

摘要

本发明公开了一种提高煤层复杂裂缝支撑效果的支撑剂多级铺置方法，包括：A、计算脆性组分含量W影响的煤层复杂裂缝类型等级评分M₁；B、计算单轴强度比R影响的煤层复杂裂缝类型等级评分M₂；C、计算水平应力差异系数δ影响的煤层复杂裂缝类型等级评分M₃；D、计算平均割理密度影响的煤层复杂裂缝类型等级评分M₄；E、计算割理逼近角β影响的煤层复杂裂缝类型等级评分M₅；F、计算综合以上五个因素影响的煤层复杂裂缝类型等级评分M，从而标定煤层复杂裂缝类型；G、设计针对每种裂缝类型的多粒径支撑剂组合多级铺置。本发明原理可靠，操作简便，能够为煤层气藏水力压裂方案设计中支撑剂优化铺置提供指导，以此获得与储层及水力裂缝系统更加匹配的支撑效果。

主权项

一种提高煤层复杂裂缝支撑效果的支撑剂多级铺置方法，依次包括以下步骤：A、根据煤层的脆性组分含量W的高低，计算脆性组分含量W影响的煤层复杂裂缝类型等级评分M₁，评分标准如下：当W<10％时，M₁＝0；当10％≤W<20％时，M₁＝1；当20％≤W<30％时，M₁＝2；当30％≤W<40％时，M₁＝3；当W≥40％时，M₁＝4；B、根据煤层的单轴强度比R的大小，计算单轴强度比R影响的煤层复杂裂缝类型等级评分M₂，评分标准如下：当R<10时，M₂＝0；当10≤R<15时，M₂＝1；当15≤R<20时，M₂＝2；当20≤R<25时，M₂＝3；当R≥25时，M₂＝4；C、根据煤层的水平应力差异系数δ的大小，计算水平应力差异系数δ影响的煤层复杂裂缝类型等级评分M₃，评分标准如下：当δ≥0.48时，M₃＝0；当0.36≤δ<0.48时，M₃＝1；当0.24≤δ<0.36时，M₃＝2；当0.12≤δ<0.24时，M₃＝3；当δ<0.12时，M₃＝4；D、根据煤层的平均割理密度计算平均割理密度影响的煤层复杂裂缝类型等级评分M₄，评分标准如下：当时，M₄＝0；当$25\le \bar{\omega }<50$时，M₄＝1；当$50\le \bar{\omega }<75$时，M₄＝2；当$75\le \bar{\omega }<100$时，M₄＝3；当时，M₄＝4；E、根据煤层的割理逼近角β，计算割理逼近角β影响的煤层复杂裂缝类型等级评分M₅，评分标准如下：当72°≤β<90°时，M₅＝0；当54°≤β<72°时，M₅＝1；当36°≤β<54°时，M₅＝2；当18°≤β<36°时，M₅＝3；当0°≤β<18°时，M₅＝4；F、采用下式计算综合以上五个因素影响的煤层复杂裂缝类型等级评分M：$M=\underset{i=1}{\overset{5}{\Sigma }}(b_i·M_i)/\underset{i=1}{\overset{5}{\Sigma }}{b}_i$式中：b_i为M₁、M₂、M₃、M₄、M₅所占权重，分别为0.15、0.15、0.25、0.25、0.2，从而根据M值标定煤层复杂裂缝类型：当0≤M≤1时，煤层复杂裂缝类型为A型，即双翼缝型；当1<M≤2时，煤层复杂裂缝类型为B型，即多裂缝型；当2<M≤3时，煤层复杂裂缝类型为C型，即树枝型；当3<M≤4时，煤层复杂裂缝类型为D型，即网络型；G、根据煤层复杂裂缝类型，设计针对每种裂缝类型的多粒径支撑剂组合多级铺置：针对A型裂缝，设计20/40目、30/50目、40/70目支撑剂体积比例为7:2:1；针对B型裂缝，设计20/40目、30/50目、40/70目支撑剂体积比例为3:2:1；针对C型裂缝，设计20/40目、30/50目、40/70目支撑剂体积比例为4:3:2；针对D型裂缝，设计20/40目、30/50目、40/70目支撑剂体积比例为1:1:1。