本发明涉及石油天然气开采,尤其涉及一种海上低渗探井压裂地质工程双甜点评价方法。
背景技术:
1、低渗油气田具有储层物性差、非均质性强的特点,地层流体存在启动压力、应力敏感等非达西渗流特征,采用常规注水方式开采难度大,呈现注不进、采不出的现象。与陆上油气田不同,海上原油和天然气开发具有高风险、高投入、高技术等“三高”特征,也就要求开发井具有较高的产能。水力压裂是当前全球常规、非常规油气资源开发最常见的增产改造方式。其中,地质工程双“甜点”是决定压裂效果的最直接因素,对于油井增产、水井增注具有重要意义。
2、目前的地质工程双“甜点”评价方法中,工程“甜点”评价方法主要包括:
3、1、储层脆性和可压性指数定量化方法,指通过对储层岩石的力学性质评价,建立可压性模型。
4、2、机器学习方法,通过神经网络算法、随机森林算法、朴素贝叶斯算法等人工智能方法,寻找“甜点”与产能的对应关系,建立区块工程“甜点”分布规律模型。
5、3、统计学方法,通过分析海量压裂“甜点”数据,得出地层物性与“甜点”、产能的对应关系,以此来建立地层“甜点”预测模型。
6、以上方法的优点在于自动化程度高、计算效率高,不依赖于人为主观因素的影响,但是缺点在于过度依赖于基础压裂“甜点”数据的准确性,以及地层参数考虑影响权重不统一,部分模型评价基础参数过少,导致评价结果不够客观准确,使得设计分段结果与最优化产能不匹配。
7、相比于陆地油气田较为成熟的压裂改造作业,海上压裂尚处于起步阶段,面临技术不成熟、成本高、改造规模偏小、压后产能提升效果不及预期等问题。某海域低渗油气田储层非均质性强、断层分布具有不确定性,复杂的地质条件致使压裂工艺设计难度大大增加,同时压后产能提升效果不确定性大。因此,如何合理、准确识别地质工程双“甜点”,决定了海上低渗油气田压裂改造效果和经济效益。
8、此外,现有的压裂设计采用等距段簇划分方案,存在无效段压裂的情况,将增加低渗油气田储层开采的经济、时间成本,且浪费大量资源。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题在于,提供一种海上低渗探井压裂地质工程双甜点评价方法。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种海上低渗探井压裂地质工程双甜点评价方法,包括以下步骤:
3、s1、根据低渗探井的多个参数信息建立所述低渗探井的地质工程双甜点一维纵向剖面;
4、s2、根据所述低渗探井所在区域的地质模型进行三维应力场的反演,从而得到三维地应力场空间分布数据;
5、s3、根据所述地质工程双甜点一维纵向剖面和所述三维地应力场空间分布数据计算得到所述低渗探井的地质工程双甜点三维分布数据;
6、s4、根据所述地质工程双甜点三维分布数据确定所述低渗探井的综合甜点分布规律;
7、s5、根据所述综合甜点分布规律设计所述低渗探井的差异化压裂方案。
8、优选的,步骤s2包括:
9、在所述地质模型中采用高斯插值和有限元方法计算得到三维主应力场空间分布数据;
10、对所述三维主应力场空间分布数据计算得到所述三维地应力场空间分布数据。
11、优选的,所述对所述三维主应力场空间分布数据计算得到所述三维地应力场空间分布数据步骤包括:
12、剔除所述三维主应力场空间分布数据中的异常数据点;
13、当被剔除的异常数据点数量符合第一数量阈值时,根据被剔除的异常数据点邻近层位的数据点的平均值补充被剔除的异常数据点;
14、当被剔除的异常数据点数量超过第一数量阈值时,采用岩心实验数据作为平均值,生成多个随机数对被剔除的异常数据点进行补充;
15、根据补充后的三维主应力场空间分布数据计算地应力分布值,将所述地应力分布值与kaiser地应力实验数据进行对比;
16、若两者误差符合第一误差阈值,则将所述地应力分布值作为所述三维地应力场空间分布数据;
17、若两者误差超过第一误差阈值,则对所述补充后的三维主应力场空间分布数据进行校正再计算地应力分布值进行对比,直至两者误差符合第一误差阈值,将所述地应力分布值作为所述三维地应力场空间分布数据。
18、优选的,步骤s4包括:
19、根据所述地质工程双甜点三维分布数据确定所述低渗探井的沿井轨迹上的地质甜点值和工程甜点值;
20、识别沿井轨迹上存在综合甜点的所有区域,得到所述综合甜点分布规律;其中,若某井段的地质甜点值满足预设的地质甜点阈值且工程甜点值满足预设的工程甜点阈值,则存在所述综合甜点。
21、优选的,所述差异化压裂方案包括非等距压裂段划分方案,所述非等距压裂段划分方案包括多个非等长的压裂段和多个非等长的段间距,步骤s5包括:
22、根据所述综合甜点分布规律确定连续存在综合甜点的连续井段;
23、将所述连续井段划分得到若干个长度在第一长度范围内的压裂段,其中,所有压裂段的长度不完全相等;
24、在相邻的压裂段之间划分符合第二长度范围的段间距。
25、优选的,在划分所述压裂段时,压裂段的范围内不包含所述低渗探井的套管接箍点。
26、优选的,所述差异化压裂方案包括射孔簇划分方案,步骤s5还包括:
27、若压裂段的长度在第一压裂段长度范围内,则在所述压裂段中设计第一数量的射孔簇;
28、若压裂段的长度在第二压裂段长度范围内,则在所述压裂段中设计第二数量的射孔簇;
29、若压裂段的长度在第三压裂段长度范围内,则在所述压裂段中设计第三数量的射孔簇;
30、所述第一压裂段长度范围小于所述第二压裂段长度范围,所述第二压裂段长度范围小于所述第三压裂段长度范围;所述第一数量小于所述第二数量,所述第二数量小于所述第三数量。
31、优选的,在步骤s5后还包括:
32、根据所述地质工程双甜点一维纵向剖面、所述三维地应力场空间分布数据、所述综合甜点分布规律和所述差异化压裂方案预测所述低渗探井的产量。
33、优选的,所述地质工程双甜点一维纵向剖面是根据预设的地质工程双甜点公式计算得到的,所述地质工程双甜点公式包括地质甜点公式,如下:
34、
35、其中,gif为地质甜点;i为测点;mudi为测点i的泥质含量;mi为测点i的全烃含量;φi为测点i的孔隙度;ki为测点i的渗透率;si为测点i的可动流体饱和度;m1、m2、m3和m4为权重系数;n为测点总数。
36、优选的,所述地质工程双甜点公式还包括工程甜点公式,如下:
37、判断所述低渗探井的区块储层天然裂缝是否不发育,若是,则所述工程甜点公式为:
38、
39、若否,则所述工程甜点公式为:
40、
41、其中,eif为工程甜点;xsii为测点i的硅酸盐矿物含量;xcai为测点i的钙盐矿物含量;xalli为测点i的总矿物含量;bni为考虑岩石基质力学特性的脆性指数;kⅰi为测点i的ⅰ型岩石的断裂韧性;kⅰⅰi为测点i的ⅱ型岩石的断裂韧性;σhi为测点i的最大水平主应力;σhi为测点i的最小水平主应力;ei为测点i的岩石的动态杨氏模量;σi为测点i的岩石的动态泊松比;τi为测点i的岩石剪胀角;αi为测点i的岩石破裂角;θi为测点i的逼近角;y1、y2为权重系数;n3、n4、n5和n6为权重系数;i为测点;n为测点总数;
42、若岩心实验样品数量大于预设的样品数量阈值,则bni采用以下的式(1);若岩心实验样品数量小于预设的样品数量阈值,则bni采用以下的式(2)、(3)和(4):
43、
44、emin为岩石的动态杨氏模量最小值;emax为岩石的动态杨氏模量最大值;σmin为岩石的动态泊松比最小值;σmax为岩石的动态泊松比最大值;
45、峰前阶段,外界输入的能量中以弹性能的形式储存在岩石基质中的比例越高,则脆性越高,如下式:
46、
47、其中,upe为应力-应变曲线峰值前释放的弹性能;up为外加载荷释放的总弹性能;e为杨氏模量;σp为岩石破裂时所受最大应力;σc为围压;v为泊松比;εap为峰值应力时试样所产生的轴向应变;σa为轴向应力;εa为轴向形变;εvp为峰值应力时试样所产生的体积应变;
48、峰中阶段,释放的弹性能在驱动岩石破裂的过程中所占的比例越高,脆性越高,如下式:
49、
50、其中,△ue为岩石破裂过程中释放的弹性能;w为由于摩擦、胶结等其他因素驱动岩石破裂前释放的弹性能;σr为径向应力;ma为轴向应变下释放的机械能;mr为径向应变下释放的机械能;
51、峰后阶段,弹性能释放的越彻底,脆性越高,如下式:
52、
53、其中,ure为应力-应变曲线峰值后的弹性能。
54、实施本发明的海上低渗探井压裂地质工程双甜点评价方法,具有以下有益效果:基于低渗探井不同测点的多个参数和三维地应力场空间分布构建得到地质工程双甜点三维分布数据,再计算得到综合甜点分布规律,进而为低渗探井设计差异化压裂方案,避免无效段压裂,可以提高压裂的成功率和效率,降低了低渗油气田储层开采的经济时间成本。
55、进一步地,本发明的地质工程双甜点模型充分考虑储层非均质性的影响,并耦合地应力场和天然裂缝,考虑的影响参数更加全面,使得针对海上低渗非均质性油气田的压裂段簇划分结果更为全面客观,有利于提高海上低渗油气田压裂开发的经济效益。
1.一种海上低渗探井压裂地质工程双甜点评价方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的海上低渗探井压裂地质工程双甜点评价方法,其特征在于,步骤s2包括:
3.根据权利要求2所述的海上低渗探井压裂地质工程双甜点评价方法,其特征在于,所述对所述三维主应力场空间分布数据计算得到所述三维地应力场空间分布数据步骤包括:
4.根据权利要求1所述的海上低渗探井压裂地质工程双甜点评价方法,其特征在于,步骤s4包括:
5.根据权利要求1所述的海上低渗探井压裂地质工程双甜点评价方法,其特征在于,所述差异化压裂方案包括非等距压裂段划分方案,所述非等距压裂段划分方案包括多个非等长的压裂段和多个非等长的段间距,步骤s5包括:
6.根据权利要求5所述的海上低渗探井压裂地质工程双甜点评价方法,其特征在于,在划分所述压裂段时,压裂段的范围内不包含所述低渗探井的套管接箍点。
7.根据权利要求5所述的海上低渗探井压裂地质工程双甜点评价方法,其特征在于,所述差异化压裂方案包括射孔簇划分方案,步骤s5还包括:
8.根据权利要求1所述的海上低渗探井压裂地质工程双甜点评价方法,其特征在于,在步骤s5后还包括:
9.根据权利要求1所述的海上低渗探井压裂地质工程双甜点评价方法,其特征在于,所述地质工程双甜点一维纵向剖面是根据预设的地质工程双甜点公式计算得到的,所述地质工程双甜点公式包括地质甜点公式,如下:
10.根据权利要求9所述的海上低渗探井压裂地质工程双甜点评价方法,其特征在于,所述地质工程双甜点公式还包括工程甜点公式,如下: