CN104533371A - 水平井非对称立体压裂方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水平井非对称立体压裂方法，其特征在于：待套管固井完井或裸眼完井后，通过对水平井的水平段渗流单元的界限进行确定，将水平段储层划分为若干个独立渗流单元组合，使其作为人工裂缝沿井筒方向分布组合的依据；在每一个独立渗流单元的内部，依据砂体的平面展布和纵向叠置特征，进行人工裂缝的缝长和缝高的计算设计，实现对储量的充分控制。本发明通过对人工裂缝的参数及分布关系进行优化设计，最大程度的实现对有效储层的充分控制，使含有阻隔带的非均质致密砂岩储层得到充分有效的改造，降低无效改造，从而实现单井产能的最大化。

Description

水平井非对称立体压裂方法
技术领域：
本发明涉及油气井压裂增产技术，具体是一种水平井多级多缝分段压裂方法。
背景技术：
近年来，采用水平井技术并结合分段压裂改造技术，已成为高效开发致密油气藏的公认的最为有效的手段。在储层物性条件相近的前提下，人工裂缝参数的优化设计及裂缝的组合形式，决定了增产改造的效果。
对于厚大的均质储层，采用考虑裂缝干扰、适用于各种裂缝参数的水平井压后非稳态产能预测模型可以较容易的获取最佳的裂缝参数及组合方式，对于含有阻隔带的非均质储层，一方面要考虑人工裂缝对有效储层储量的充分控制，另一方面，还要考虑阻隔带由于其厚度及渗透率的不同导致的生产压力波及范围，对于同一套独立渗流单元，按照常规的裂缝优化模式进行裂缝参数设计，但存在阻隔带的不同单元，应分别考虑，满足设计的针对性及储量的最大程度动用。
发明内容：
本发明的目的在于：针对上述含有阻隔带非均质储层的特性，提供一种对人工裂缝参数及分布关系进行优化、保证储层得到充分有效改造、达到提高单井产能的水平井非对称立体压裂方法。
本发明采用的技术方案是：一种水平井非对称立体压裂方法，待套管固井完井或裸眼完井后，通过对水平井的水平段渗流单元的界限进行确定，将水平段储层划分为若干个独立渗流单元组合，使其作为人工裂缝沿井筒方向分布组合的依据；在每一个独立渗流单元的内部，依据砂体的平面展布和纵向叠置特征，进行人工裂缝的缝长和缝高的计算设计，实现对储量的充分控制。
进一步的，所述渗流单元的划分是在考虑启动压力参数条件下，对含阻隔带的非连续砂体模型，在阻隔带附近射孔，利用数值模拟的方法，观察在特定生产制度下阻隔带两侧储层的压力传播规律，当压力波及无法影响阻隔带的另外一侧，则定义为有效阻隔，依次沿井筒方向划分不同的独立渗流单元。
进一步的，所述人工裂缝的缝长计算设计是，在每一个独立渗流单元的内部，依据人工裂缝缝长设计依据砂体平面展布特征，以缝长加控制半径的方式最大控制砂体在裂缝延伸方向的距离为准则进行设计。
进一步的，所述人工裂缝的缝高计算设计是，依据储层砂体纵向叠置关系，具备穿层条件，缝高设计纵向上一次性改造控制多套砂体，穿层条件不具备，则依据目的单砂体垂厚进行缝高设计。
本发明的有益效果是：上述方法通过对人工裂缝的参数及分布关系进行优化设计，最大程度的实现对有效储层的充分控制，使含有阻隔带的非均质致密砂岩储层得到充分有效的改造，降低无效改造，从而实现单井产能的最大化。
附图说明：
图1为MP23-15HF井测井解释曲线成果。
图2为MP23-15HF从测井数据建立物理模型。
图3为MP23-15HF井7条缝模型图。
具体实施方式：
本发明是待套管固井完井或裸眼完井后，通过对水平井的水平段渗流单元的界限进行确定，将水平段储层划分为若干个独立渗流单元组合，具体划分是在考虑启动压力参数条件下，对含阻隔带的非连续砂体模型，在阻隔带附近射孔，利用数值模拟的方法，观察在特定生产制度下阻隔带两侧储层的压力传播规律，当压力波及无法影响阻隔带的另外一侧，则定义为有效阻隔，依次沿井筒方向划分不同的独立渗流单元；使划分的独立渗流单元作为人工裂缝沿井筒方向分布组合的依据；在每一个独立渗流单元的内部，依据砂体的平面展布和纵向叠置特征，进行人工裂缝的缝长和缝高的计算设计，其中，人工裂缝的缝长计算设计是，在每一个独立渗流单元的内部，依据人工裂缝缝长设计依据砂体平面展布特征，以缝长加控制半径的方式最大控制砂体在裂缝延伸方向的距离为准则进行设计；人工裂缝的缝高计算设计是，依据储层砂体纵向叠置关系，具备穿层条件，缝高设计纵向上一次性改造控制多套砂体，穿层条件不具备，则依据目的单砂体垂厚进行缝高设计；以此实现对储量的充分控制。
现对本发明做详细说明。
Step1：基于“独立渗流单元“，确定人工裂缝的轴向分布
(1)结合水平井水平段的测井数据，进行储层物性参数(孔隙度、渗透率、含水饱和度等)计算；
(2)依据测井数据计算的储层物性参数，进行水平段的含气级别分类，建立对应的储层物理模型；
(3)根据阻隔带的厚度及渗透率，进行有效阻隔带识别，依据渗流原则，将水平井分离成多个渗流单元；
Step2：缝长设计
以储层砂体的平面展布为前提，结合裂缝的延伸方向，以“缝长+控制半径”最大控制砂体在裂缝延伸方向的距离为准则，实现产能最大化为目标，进行产能模拟，确定裂缝的最佳缝长。
Step3：缝高设计
利用分层地应力软件计算目标砂体及上下隔层及砂体的应力剖面，同时结合储隔层的厚度关系，判断穿层改造的可行性及产能的最大贡献程度。一般情况下，对于厚度适中的储层，考虑单层压裂模式，缝高以最大化控制砂比垂厚为目标。
下面接结合MP23-15HF井为例，对本发明作进一步说明。
MP23-15HF井以蓬莱镇组JP23砂组为目的层，完钻井深2551m，完钻垂深1413.77m，水平段长997m。该井在A靶点钻遇砂体率高、含气性好，水平段中段至B靶点出现打断泥岩阻隔段，且含气性较差，测井综合解释图1。根据测井成果，将测井成果数据处理成21段基础物性模型，建立地质模型(如图2)。
表1 MP23-15HF处理物性单元表
单元分区 孔隙度(％) 渗透率(mD) 含水饱和度(％)
1 7 0.06 80
2 9 0.08 55
3 11 0.14 45
4 9 0.09 53
5 11 0.1 52
6 8 0.07 61
7 13 0.2 34
8 11 0.11 48
9 14 0.21 30
10 11 0.13 46
11 15 0.3 29
12 11 0.12 48
13 14 0.21 36
14 10 0.12 47
15 8 0.07 73
16 9 0.11 51
17 7 0.06 72
18 10 0.12 77
19 5 0.04 85
20 10 0.11 51
21 7 0.06 73
(1)布缝设计：首先利用阻隔带把储层划分为4个单独渗流区域。利用不同储层类型连续砂体的压力传播规律确定布缝原则。考虑压力波传播有效控制，同时射孔段考虑优先射孔Ⅰ类，带动Ⅱ类储层,形成7缝布缝原则。
(2)缝长设计：储层砂体和河道类型，沿最大主应力方向的最大砂体平面展布为500m±，依据“缝长+控制半径”最大程度控制砂体为原则，采用正交方案对比方法，利用数值模拟技术，对不同含气级别的砂体在不同缝长条件下的产能进行模拟对比，确定最优的裂缝长度。
表2 裂缝长度及导流能力优化结果
I类储层 II类储层 III类储层
最优裂缝半长,m 160 180 200
(3)缝高设计
目标储层砂体JP2 3的垂厚为20m±，基于此设计单层压裂，即缝高的控制以控制砂体的垂厚，减少无效人工支撑为目标，设计缝高为20m。
(4)施工方案
依据非对称立体分段压裂设计方法，形成针对该井的施工方案
表3 不同区块施工参数优化结果表

Claims (4)

1. 一种水平井非对称立体压裂方法，其特征在于：待套管固井完井或裸眼完井后，通过对水平井的水平段渗流单元的界限进行确定，将水平段储层划分为若干个独立渗流单元组合，使其作为人工裂缝沿井筒方向分布组合的依据；在每一个独立渗流单元的内部，依据砂体的平面展布和纵向叠置特征，进行人工裂缝的缝长和缝高的计算设计，实现对储量的充分控制。
2. 根据权利要求1所述水平井非对称立体压裂方法，其特征在于：所述渗流单元的划分是在考虑启动压力参数条件下，对含阻隔带的非连续砂体模型，在阻隔带附近射孔，利用数值模拟的方法，观察在特定生产制度下阻隔带两侧储层的压力传播规律，当压力波及无法影响阻隔带的另外一侧，则定义为有效阻隔，依次沿井筒方向划分不同的独立渗流单元。
3. 根据权利要求1所述水平井非对称立体压裂方法，其特征在于：所述人工裂缝的缝长计算设计是，在每一个独立渗流单元的内部，依据人工裂缝缝长设计依据砂体平面展布特征，以缝长加控制半径的方式最大控制砂体在裂缝延伸方向的距离为准则进行设计。
4. 根据权利要求1所述水平井非对称立体压裂方法，其特征在于：所述人工裂缝的缝高计算设计是，依据储层砂体纵向叠置关系，具备穿层条件，缝高设计纵向上一次性改造控制多套砂体，穿层条件不具备，则依据目的单砂体垂厚进行缝高设计。
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