CN108663414A - 一种确定压裂液饱和度范围的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种确定压裂液饱和度范围的方法及系统，用于压裂结束后确定压裂效果、裂缝形态等信息。本发明提供的方法包括：测量压裂采用的压裂液的电阻率Rw，并确定压裂处页岩的电阻率R₀；采用可控源电磁法测点以确定注入所述压裂液后页岩的电阻率Rt；据修正后的阿尔奇公式计算得到所述压裂液饱和度的范围Sw。在本发明中将可控源电磁法应用到页岩气开发领域，通过确定压裂前页岩电阻率和压裂后页岩电阻率的变化，进而确定饱和度范围，不仅能够准确的确定压裂状态，而且能降低成本、简化操作，为后续开发中的压裂方案设计提供指导。

Description

一种确定压裂液饱和度范围的方法及系统

技术领域

本发明涉及页岩气开发领域，尤其涉及一种确定压裂液饱和度范围的方法及系统

背景技术

压裂技术可以人为的改造储层，对改善油井井底流动条件、减缓层间和改善油层动用状况可起到重要的作用。压裂过程形成的裂缝的发育程度和模式将直接控制着页岩气的开采量，压裂效果的好坏直接影响到页岩气井的稳产高产。因此，监测压裂裂缝的走向、长度不仅能验证压裂效果、了解裂缝形态、分析裂缝泻油状况，还能够分析地层主应力分布方向，对页岩气开发有着重要的指导作用

针对确定压裂效果的问题，目前常采用的技术手段有通过时移地震、井间地震成像的方法，成像方法不仅成本高，而且用于确定压裂状况、裂缝形态也不准确，而已经公开的采用核磁共振技术评价压裂液对储层伤害的方法，虽然能较为精确确定压裂效果，但成本较高且操作较为复杂。

发明内容

本发明实施例提供了一种确定压裂液饱和度范围的方法及系统，能够确定页岩气开发过程压裂液的饱和度范围，进而确定压裂效果。

第一方面，提供了一种确定压裂液饱和度范围的方法，该方法包括：

S1、测量压裂采用的压裂液的电阻率Rw，并确定压裂处页岩的电阻率R₀；

S2、采用可控源电磁法测点以确定注入所述压裂液后页岩的电阻率Rt；

S3、根据修正后的阿尔奇公式计算得到所述压裂液饱和度的范围Sw。

第二方面，提供了一种确定压裂液饱和度范围的系统，该系统包括：

测量模块：用于测量压裂采用的压裂液的电阻率Rw，并确定压裂处页岩的电阻率R₀；

测点模块：用于采用可控源电磁法测点以确定注入所述压裂液后页岩的电阻率Rt；

计算模块：用于根据修正后的阿尔奇公式计算得到所述压裂液饱和度的范围Sw。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例中，将可控源电磁法应用到页岩气开发领域，通过确定压裂前页岩电阻率和压裂后页岩电阻率的变化，进而确定饱和度范围，通过本发明实施例的方法不仅能够准确的确定压裂状态，而且能降低成本、简化操作，为后续开发中的压裂方案设计提供指导。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的确定压裂液饱和度范围的方法一个实施例流程图；

图2为本发明实施例提供的确定压裂液饱和度范围的系统一个实施例结构图；

具体实施方式

本发明实施例提供了一种确定压裂液饱和度范围的方法及装置，用于确定页岩气开发过程压裂液的饱和度范围，进而确定压裂效果。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中提供的确定压裂液饱和度范围的方法一个实施例包括：

S101、测量压裂采用的压裂液电阻率Rw，并确定压裂处页岩的电阻率R₀。

所述压裂液的电阻率Rw是指在实验室中预先测量并计算得到的，所述页岩的电阻率R₀是指可以通过查询得到压裂处页岩的电阻率，不同深度的页岩电阻率是不同的，根据压裂位置的深度就能确定该处页岩的电阻率。

在本发明实施例中，压裂液的电阻率与页岩层的电阻率必须存在一定的电性差异且所引起的典型异常能被采用的仪器检测到，这是采用可控电磁法的必要前提条件。

S102、采用可控源电磁法测点以确定注入所述压裂液后页岩的电阻率Rt。

可选的，所述S102具体包括：

步骤a1、在压裂井周围布设可控源电磁测点，其中所述可控源电磁测点可完全覆盖压裂井段长度；

步骤a2、压裂开始前，通过可控源电磁法采集，将得到的电磁场信号记为BEM1，对所采集的电磁场信号BEM1及压裂处页岩的电阻率R₀进行约束反演，得到所述压裂井周围的地电模型信息BModel1；

步骤a3、保持发射源和可控源电磁法测点不动，压裂结束后进行一次可控源电磁法采集，将得到的电磁场信号记为AEM2，对所采集的电磁场信号AEM2结合地电模型信息BModel1进行约束反演，得到压裂井周围的地电模型信息AModel2以及注入压裂液后的页岩电阻率Rt；

S103、根据修正后的阿尔奇公式(1)计算得到所述压裂液饱和度的范围Sw；

其中，R_w代表的是压裂液电阻率，R_t代表的是注入压裂液后的页岩的电阻率，φ代表的是页岩的孔隙度,页岩的平均孔隙度为4％，m为胶结指数，a为岩性系数。在页岩中m＝1.58,a＝1.4。

所述压裂液饱和度范围指的是压裂后，压裂液对地层破坏的范围，在压裂结束后，地层中会注满压裂液，这样就致使页岩的电阻率发生变化，根据计算就能确定地层中压裂液存在的范围。在本发明实施例中，S_w值越大，表示对地层破坏的越充分，S_w值越小或为0，则表示破坏越小，为0时则表示未造成破坏。

优选的，所述步骤S103之后还包括：在标准野外环境下，计算压裂后压裂液的饱和度范围，根据野外实际测量结果，确定野外实际测量存在的误差。所述标准野外环境下可以是人工模拟的地层环境，也可以是野外各种地层参数符合标准的地层环境，所述计算压裂后压裂液的饱和度范围是多次测量获得的标准值或参考值。

确定野外实际测量存在的误差可以为以后每次实际测量提供参考，修正实际测量中存在的差异。

在本发明实施例提供的方法中将可控源电磁法应用到页岩气开发领域，通过确定压裂前页岩电阻率和压裂后页岩电阻率的变化，进而确定饱和度范围，不仅能够准确的确定压裂状态，而且能降低成本、简化操作。同时，本发明实施例确定的压裂液饱和度范围还可以用于分析地应力分布方向，对指导页岩气的开发具有积极作用。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

上面主要描述了一种确定压裂液饱和度范围的方法，下面将对一种确定压裂液饱和度范围的系统进行详细描述。

图2为本发明实施例提供了确定压裂液饱和度范围的系统的一个实施例结构图，该系统包括：

测量模块21：用于测量压裂采用的压裂液的电阻率Rw，并确定压裂处页岩的电阻率R₀；

测点模块22：用于采用可控源电磁法测点以确定注入所述压裂液后页岩的电阻率Rt；

可选的，所述测点模块22具体包括：

设置单元221：用于在压裂井周围布设可控源电磁测点，其中所述可控源电磁测点可完全覆盖压裂井段长度；

测量一单元222：用于压裂开始前，通过可控源电磁法采集，将得到的电磁场信号记为BEM1，对所采集的电磁场信号BEM1及压裂处页岩的电阻率R₀进行约束反演，得到所述压裂井周围的地电模型信息BModel1；

测量二单元223：用于保持发射源和可控源电磁法测点不动，压裂结束后进行一次可控源电磁法采集，将得到的电磁场信号记为AEM2，对所采集的电磁场信号AEM2结合地电模型信息BModel1进行约束反演，得到压裂井周围的地电模型信息AModel2以及注入压裂液后的页岩电阻率Rt；

计算模块23：用于根据修正后的阿尔奇公式计算得到所述压裂液饱和度的范围Sw。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各实施例的模块、单元和/或方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种确定压裂液饱和度范围的方法，其特征在于，包括：

S1、测量压裂采用的压裂液的电阻率Rw，并确定压裂处页岩的电阻率R₀；

S2、采用可控源电磁法测点以确定注入所述压裂液后页岩的电阻率Rt；

S3、根据修正后的阿尔奇公式(1)计算得到所述压裂液饱和度的范围Sw；

其中，R_w代表的是压裂液电阻率，R_t代表的是注入压裂液后的页岩的电阻率，φ代表的是页岩的孔隙度,页岩的平均孔隙度为4％，m为胶结指数，a为岩性系数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21、在压裂井周围布设可控源电磁测点，其中所述可控源电磁测点可完全覆盖压裂井段长度；

S22、压裂开始前，通过可控源电磁法采集，将得到的电磁场信号记为BEM1，对所采集的电磁场信号BEM1及压裂处页岩的电阻率R₀进行约束反演，得到所述压裂井周围的地电模型信息BModel1；

S23、保持发射源和可控源电磁法测点不动，压裂结束后进行一次可控源电磁法采集，将得到的电磁场信号记为AEM2，对所采集的电磁场信号AEM2结合地电模型信息BModel1进行约束反演，得到压裂井周围的地电模型信息AModel2以及注入压裂液后的页岩电阻率Rt。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3后还包括：

在标准野外环境下，计算压裂后压裂液的饱和度范围，根据野外实际测量结果，确定野外实际测量存在的误差。

4.一种确定压裂液饱和度范围的系统，其特征在于，包括：

测量模块：用于测量压裂采用的压裂液的电阻率Rw，并确定压裂处页岩的电阻率R₀；

测点模块：用于采用可控源电磁法测点以确定注入所述压裂液后页岩的电阻率Rt；

计算模块：用于根据修正后的阿尔奇公式计算得到所述压裂液饱和度的范围Sw。