CN108119120A - 一种气井重复压裂选井选层方法 - Google Patents
一种气井重复压裂选井选层方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种气井重复压裂选井选层方法，包括以下步骤：(1)计算多孔弹性应力转向系数Πporo；(2)根据步骤(1)选出的井作为重复压裂备选目标井，计算目标井的泄气体积Vd；(3)计算瞬时采出程度IRR；(4)根据步骤(3)选出的井作为重复压裂备选目标井，计算产量递减系数Di；(5)根据步骤(4)选出的井作为重复压裂备选目标井，计算气藏衰减系数RDep；(6)计算目标井各单层储量丰度Ωi，选出气层储量丰度Ωi>0.2的层作为重复压裂备选气层。本发明应用数理统计和气藏工程动态分析，确定判断算法，计算较为简单，该方法对影响重复压裂的因素考虑周全，优选重复压裂井和层，实施准确性高，且具有较强的可移植性，应用广泛。
Description
技术领域
本发明属于气田压裂技术领域，具体涉及一种气井重复压裂选井选层方法。
背景技术
致密气藏是长庆油田重要的增储上产阵地之一，气田想要在不打新井的情况下保持稳产是很困难的，因此迫切需要对部分低产井进行重复改造，恢复其裂缝导流能力，重新提高单井产能；对部分短期内产量可观但改造后具有更大潜力的气井，合理加以改造，能够获得更高的单井产能和提高井组采收率。
国内外对于气井的重复压裂都有过成功的尝试，其共性是对于低效井进行低效原因分析，找到低效的关键控制因素，然后选取有潜力的井和气层，选择有针对性的重复压裂改造工艺，实施重复压裂改造，获取理想改造效果。
目前选井、选层的方法主要是现场经验法、模糊识别法，人工神经网络方法，这些方法存在如下问题：
(1)现场经验法缺少理论及数据支持，存在经验不可靠的问题，正确率较低；
(2)模糊识别法，人工神经网络方法通过建立重复压裂相关的地质、工程因素模型或方程进行计算，一方面计算过程复杂，不易实施，另一方面计算参数众多，存在计算不准确，主因素、次因素参数难区分、易颠倒的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的上述技术问题，提供一种气井重复压裂选井选层方法，优选具有生产潜力的井和层进行重复压裂改造，挖潜气井剩余产能。
本发明的技术方案如下：
一种气井重复压裂选井选层方法，包括以下步骤：
步骤1)根据岩石力学参数泊松比、地应力、气层地层压力、井底流压计算多孔弹性应力转向系数Πporo，Πporo<2的气井为重复压裂初选目标气井；
步骤2)根据重复压裂初选目标气井的气藏压力系数、井底流压、单井日产气量、生产时间计算泄气体积Vd；
步骤3)根据重复压裂初选目标气井的累积产气量、泄气体积计算瞬时采出程度IRR，当Vd>3.3时，选取IRR<0.21的气井作为重复压裂二选目标气井；当Vd<3.3时，选取IRR>0.21的气井作为重复压裂二选目标气井；
步骤4)根据重复压裂二选目标气井的产量、生产时间计算产量递减系数Di，选取产量递减系数Di<0.5的气井作为重复压裂三选目标气井；
步骤5)根据重复压裂三选目标气井的地层孔隙度、气层厚度、邻井累积产量、邻井与目标井的距离计算气藏衰减系数RDep，选取气藏衰减系数RDep<6的气井作为重复压裂目标气井；
步骤6)评价重复压裂目标气井各气层，通过气层的有效厚度、孔隙度、含气饱和度计算各单层储量丰度Ωi，选出Ωi>0.2的层作为重复压裂气层。
所述多孔弹性应力转向系数Πporo计算公式如下：
式中：σhmax—最大就地水平应力，MPa；σhmin—最小就地水平应力，MPa；σ*—孔隙压力梯度产生的应力差，mm；γ—泊松比；—气藏压力，MPa；Pwf—井底压力，MPa。
所述泄气体积Vd计算公式如下：
式中：q—单井日产气量，104m3/d；ct—气藏压力系数；pi—气井边界压力，MPa；pi—气井井底压力，MPa。
所述采出程度IRR计算公式如下：
式中：Q(t)—目标井t时刻的累积产气量，104m3；Vd(t)—t时刻的泄气体积，m3。
所述产量递减系数Di计算公式如下：
式中：qsc为递减阶段t时间的产量，104m3；为单位时间内的产量变化率。
所述气藏衰减系数RDep计算公式如下：
式中：Bi—气体的体积系数；φ—地层孔隙度，％；h—气层厚度，m；Qpi—临近井i的累积产量，104m3；ri—临近井与目标井的距离，m；n—临近井数量。
所述单层储量丰度Ωi计算公式如下：
Ωi＝hiφiSgi
式中：hi—气层的有效厚度，m；φi—孔隙度，％；Sgi—含气饱和度，％。
本发明的有益效果是：该方法应用数理统计和气藏工程动态分析，确定判断算法，计算较为简单，该方法对影响重复压裂的因素考虑周全，优选重复压裂的井和气层，实施准确性高，且具有较强的可移植性，可以应用于不同的气藏和区块。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提供了一种气井重复压裂选井选层方法，包括以下步骤：
步骤1)根据岩石力学参数泊松比、地应力、气层地层压力、井底流压计算多孔弹性应力转向系数Πporo，Πporo<2的气井为重复压裂初选目标气井；
步骤2)根据重复压裂初选目标气井的气藏压力系数、井底流压、单井日产气量、生产时间计算泄气体积Vd；
步骤3)根据重复压裂初选目标气井的累积产气量、泄气体积计算瞬时采出程度IRR，当Vd>3.3时，选取IRR<0.21的气井作为重复压裂二选目标气井；当Vd<3.3时，选取IRR>0.21的气井作为重复压裂二选目标气井；
步骤4)根据重复压裂二选目标气井的产量、生产时间计算产量递减系数Di，选取产量递减系数Di<0.5的气井作为重复压裂三选目标气井；
步骤5)根据重复压裂三选目标气井的地层孔隙度、气层厚度、邻井累积产量、邻井与目标井的距离计算气藏衰减系数RDep，选取气藏衰减系数RDep<6的气井作为重复压裂目标气井；
步骤6)评价重复压裂目标气井各气层，通过气层的有效厚度、孔隙度、含气饱和度计算各单层储量丰度Ωi，选出Ωi>0.2的层作为重复压裂气层。
多孔弹性应力转向系数Πporo是储层岩石力学参数，反映地应力和孔隙压力梯度的影响，Πporo<2的井重复压裂时裂缝易形成转向裂缝，有利于提高重复压裂效果；泄气体积Vd是初次水力压裂气井可动用气藏体积，受裂缝长度、压裂施工、压力系数的影响，Vd>3.3为初次压裂较好的井，Vd<3.3为初次压裂较差的井；瞬时采出程度IRR是气井初次压裂后的采气效率，受地层物性，裂缝导流能力的影响，可选取泄气体积大、瞬时采出程度高和泄气体积小、瞬时采出程度大的气井作为重复压裂目标井；产量递减系数Di反映了气藏性质的影响，气井的开发动态情况，Di>0.5的气井产量递减快，不利于后期稳产；产量递减系数Di<0.5的气井产量递减慢，利于后期稳产；气藏衰减系数RDep是气井剩余可开发潜力及临近气井对该井生产能力的影响，气藏衰减系数RDep>6时，重复压裂增产潜力小；气藏衰减系数RDep<6时，重复压裂增产潜力大；单层储量丰度Ωi指各层单位面积内的气体储量，能够反映单井各层位的增产潜力。
该方法通过计算涵盖了影响重复压裂成功与否的地质、生产和施工等多方面因素的关键参数：多孔弹性应力转向系数Πporo、泄气体积Vd、瞬时采出程度IRR、气藏衰减系数Di、产量递减系数RDep、单层储量丰度Ωi，通过这些参数综合评判来进行选井、选层。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种气井重复压裂选井选层方法，过程如下：
步骤1)根据岩石力学参数泊松比、地应力、气层地层压力、井底流动压力计算多孔弹性应力转向系数Πporo，计算公式如下：
式中：σhmax—最大就地水平应力，MPa；σhmin—最小就地水平应力，MPa；σ*—孔隙压力梯度产生的应力差，mm；γ—泊松比；—气藏压力，MPa；Pwf—井底压力，MPa。
选取Πporo<2的气井作为重复压裂初选目标气井。
步骤2)根据重复压裂初选目标气井的气藏压力系数、井底流压、单井日产气量、生产时间计算泄气体积Vd，计算公式如下：
式中：q—单井日产气量，104m3/d；ct—气藏压力系数；pi—气井边界压力，MPa；pi—气井井底压力，MPa。
步骤3)根据重复压裂初选目标气井的累积产气量、泄气体积计算瞬时采出程度IRR，计算公式如下：
式中：Q(t)—目标井t时刻的累积产气量，104m3；Vd(t)—t时刻的泄气体积，m3。
当Vd>3.3时，选取IRR<0.21的气井作为重复压裂二选目标气井；当Vd<3.3时，选取IRR>0.21的气井作为重复压裂二选目标气井；
步骤4)根据重复压裂二选目标气井的产量、生产时间计算产量递减系数Di，计算公式如下：
式中：qsc为递减阶段t时间的产量，104m3；为单位时间内的产量变化率。
选取产量递减系数Di<0.5的气井作为重复压裂三选目标气井；
步骤5)根据重复压裂三选目标气井的地层孔隙度、气层厚度、邻井累积产量、邻井与目标井的距离计算气藏衰减系数RDep，计算公式如下：
式中：Bi—气体的体积系数；φ—地层孔隙度，％；h—气层厚度，m；Qpi—临近井i的累积产量，104m3；ri—临近井与目标井的距离，m；n—临近井数量。选取气藏衰减系数RDep<6的气井作为重复压裂目标气井。
步骤6)评价重复压裂目标气井各气层，通过气层的有效厚度、孔隙度、含气饱和度计算各单层储量丰度Ωi，计算公式如下：
Ωi＝hiφiSgi
式中：hi—气层的有效厚度，m；φi—孔隙度，％；Sgi—含气饱和度，％。选Ωi>0.2的层作为重复压裂气层。
通过关键参数的计算分析，选出6口重复压裂目标井。重复压裂目标井主控因素统计如下表所示：
计算重复压裂目标井关键参数Πporo、Vd、IRR、Di、RDep如下表所示：
通过本发明的步骤1)计算A、B、C、D、E、F井的多孔弹性应力转向系数Πporo，Πporo<2的井作为可作为重复压裂备选目标井。A、B、C、D、E、F井的多孔弹性应力转向系数Πporo<2，可作为重复压裂备选目标井。
通过发明的步骤2)计算A、B、C、D、E、F井的的泄气体积Vd，Vd>3.3为初次压裂较好的井，Vd<3.3为初次压裂较差的井。A、B、C、D、E、F井的泄气体积Vd>3.3，为初次压裂较好的井。
通过发明的步骤3)计算A、B、C、E、F井的瞬时采出程度IRR，当Vd>3.3，选取IRR<0.21的气井作为重复压裂备选目标井。A、B、C、E、F井的IRR<0.21，可作为重复压裂备选目标井。
通过发明的步骤4)计算A、B、C、E、F井的产量递减系数Di，产量递减系数Di<0.5的气井产量递减慢，可作为重复压裂备选目标井，A、B、C、E、F井的Di<0.5，可作为重复压裂备选目标井。
通过发明的步骤5)计算A、B、C、E、F井的气藏衰减系数RDep，气藏衰减系数RDep<6时，重复压裂增产潜力大，可作为重复压裂备选目标井。A、B、C、E、F井的RDep<6，可作为重复压裂目标气井。
通过发明的步骤6)计算A、B、C、E、F井各个气层的单层储量丰度Ωi，气层储量丰度Ωi>0.2的层，可作为重复压裂气层。计算结果如下表所示，A井③号层、B井②号层、C井①号层、③号层、F井①号层的Ωi>0.2的，可作为重复压裂气层。
通过本发明的气井重复压裂选井、选层方法，可以选出A井③号层、B井②号层、C井①号层、③号层、F井①号层作为重复压裂气层。
本实施例没有详细叙述的施工过程属本行业的公知或常用技术，这里不一一叙述。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种气井重复压裂选井选层方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)根据岩石力学参数泊松比、地应力、气层地层压力、井底流压计算多孔弹性应力转向系数Πporo，Πporo<2的气井为重复压裂初选目标气井；
步骤2)根据重复压裂初选目标气井的气藏压力系数、井底流压、单井日产气量、生产时间计算泄气体积Vd；
步骤3)根据重复压裂初选目标气井的累积产气量、泄气体积计算瞬时采出程度IRR，当Vd>3.3时，选取IRR<0.21的气井作为重复压裂二选目标气井；当Vd<3.3时，选取IRR>0.21的气井作为重复压裂二选目标气井；
步骤4)根据重复压裂二选目标气井的产量、生产时间计算产量递减系数Di，选取产量递减系数Di<0.5的气井作为重复压裂三选目标气井；
步骤5)根据重复压裂三选目标气井的地层孔隙度、气层厚度、邻井累积产量、邻井与目标井的距离计算气藏衰减系数RDep，选取气藏衰减系数RDep<6的气井作为重复压裂目标气井；
步骤6)评价重复压裂目标气井各气层，通过气层的有效厚度、孔隙度、含气饱和度计算各单层储量丰度Ωi，选出Ωi>0.2的层作为重复压裂气层。
2.根据权利要求1所述的一种气井重复压裂选井选层方法，其特征在于：所述多孔弹性应力转向系数Πporo计算公式如下：
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式中：σhmax—最大就地水平应力，MPa；σhmin—最小就地水平应力，MPa；σ*—孔隙压力梯度产生的应力差，mm；γ—泊松比；—气藏压力，MPa；Pwf—井底压力，MPa。
3.根据权利要求1所述的一种气井重复压裂选井选层方法，其特征在于：所述泄气体积Vd计算公式如下：
<mrow>
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<mi>V</mi>
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</mrow>
</mfrac>
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式中：q—单井日产气量，104m3/d；ct—气藏压力系数；pi—气井边界压力，MPa；pi—气井井底压力，MPa。
4.根据权利要求1所述的一种气井重复压裂选井选层方法，其特征在于：所述采出程度IRR计算公式如下：
<mrow>
<mi>I</mi>
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<mi>R</mi>
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式中：Q(t)—目标井t时刻的累积产气量，104m3；Vd(t)—t时刻的泄气体积，m3。
5.根据权利要求1所述的一种气井重复压裂选井选层方法，其特征在于：所述产量递减系数Di计算公式如下：
<mrow>
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<mi>D</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
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<mo>=</mo>
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</mrow>
式中：qsc为递减阶段t时间的产量，104m3；为单位时间内的产量变化率。
6.根据权利要求1所述的一种气井重复压裂选井选层方法，其特征在于：所述气藏衰减系数RDep计算公式如下：
<mrow>
<msub>
<mi>R</mi>
<mrow>
<mi>D</mi>
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<mi>r</mi>
<mi>i</mi>
<mn>2</mn>
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</mfrac>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
式中：B1—气体的体积系数；φ—地层孔隙度，％；h—气层厚度，m；Qpi—临近井i的累积产量，104m3；ri—临近井与目标井的距离，m；n—临近井数量。
7.根据权利要求1所述的一种气井重复压裂选井选层方法，其特征在于：所述单层储量丰度Ωi计算公式如下：
Ωi＝hiφiSgi
式中：hi—气层的有效厚度，m；φi—孔隙度，％；Sgi—含气饱和度，％。
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