CN111441758A

CN111441758A - 页岩油气甜点区的预测方法及装置

Info

Publication number: CN111441758A
Application number: CN201811631935.4A
Authority: CN
Inventors: 侯连华; 罗霞; 杨智; 张丽君; 王京红
Original assignee: Petrochina Co Ltd
Current assignee: Petrochina Co Ltd
Priority date: 2018-12-29
Filing date: 2018-12-29
Publication date: 2020-07-24
Anticipated expiration: 2038-12-29
Also published as: CA3053660A1; CN111441758B; US20200211126A1; CA3053660C

Abstract

本发明提供了一种页岩油气甜点区的预测方法及装置，其中，该方法包括：获取待预测页岩油气区内页岩目的层的含油气量影响参数值、油气流动性影响参数值和可压性影响参数值，以及开采成本数据；根据含油气量影响参数值、油气流动性影响参数值和可压性影响参数值，以及预先建立的最终采出油当量预测模型，确定每一影响参数值对应的最终采出油当量；根据开采成本数据，确定待预测页岩油气区的最终采出油当量经济下限值；根据每一影响参数值对应的最终采出油当量，以及最终采出油当量经济下限值，确定待预测页岩油气区是否为页岩油气甜点区。上述技术方案实现了定量预测页岩油气甜点区，提高了预测精度，为页岩油气勘探开发提供了科学的指导。

Description

页岩油气甜点区的预测方法及装置

技术领域

本发明涉及页岩油气勘探开发技术领域，特别涉及一种页岩油气甜点区的预测方法及装置。

背景技术

页岩油气是指利用水平井体积压裂技术，实现工业化开发。页岩油气已成为全球油气勘探开发的重要领域，但勘探开发实践证实，获得商业油气流的页岩必须满足一定的条件，页岩油气井的油气产量受控于多种因素，其“甜点区”是指能够获得商业油气产量的区域。

这里提出的页岩油气“甜点区”是一定区域范围概念，并非单井概念，是一定区域范围生产井的平均最终采出油当量(EUR_BOE)大于最终采出油当量的经济下限值(EUR_BOE_cutoff)的区域。由于页岩油气单井受地质和工程等多种因素控制，即使在“甜点区”内单井的初始产量和最终采出油当量相差很大，但“甜点区”内所有井的平均最终采出油当量大于最终采出油当量的经济下限值，即能够工业化效益开发。现有技术中对页岩油气甜点区进行预测的方案均是进行定性预测，预测结果不精确。

发明内容

本发明实施例提供了一种页岩油气甜点区的预测方法，用以定量预测页岩油气甜点区，提高页岩油气甜点区预测的精度，该方法包括：

获取待预测页岩油气区内页岩目的层的含油气量影响参数值、油气流动性影响参数值和可压性影响参数值，以及开采成本数据；

根据含油气量影响参数值、油气流动性影响参数值和可压性影响参数值，以及预先建立的最终采出油当量预测模型，确定每一影响参数值对应的最终采出油当量；

根据开采成本数据，确定待预测页岩油气区的最终采出油当量经济下限值；

根据每一影响参数值对应的最终采出油当量，以及待预测页岩油气区的最终采出油当量经济下限值，确定所述待预测页岩油气区是否为页岩油气甜点区。

本发明实施例还提供了一种页岩油气甜点区的预测装置，用以定量预测页岩油气甜点区，提高页岩油气甜点区预测的精度，该装置包括：

获取单元，用于获取待预测页岩油气区内页岩目的层的含油气量影响参数值、油气流动性影响参数值和可压性影响参数值，以及开采成本数据；

油当量确定单元，用于根据含油气量影响参数值、油气流动性影响参数值和可压性影响参数值，以及预先建立的最终采出油当量预测模型，确定每一影响参数值对应的最终采出油当量；

下限值确定单元，用于根据开采成本数据，确定待预测页岩油气区的最终采出油当量经济下限值；

甜点区确定单元，用于根据每一影响参数值对应的最终采出油当量，以及待预测页岩油气区的最终采出油当量经济下限值，确定所述待预测页岩油气区是否为页岩油气甜点区。

本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行页岩油气甜点区的预测方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行页岩油气甜点区的预测方法的计算机程序。

本发明实施例提供的技术方案通过：获取待预测页岩油气区内页岩目的层的含油气量影响参数值、油气流动性影响参数值和可压性影响参数值，以及开采成本数据；根据含油气量影响参数值、油气流动性影响参数值和可压性影响参数值，以及预先建立的最终采出油当量预测模型，确定每一影响参数值对应的最终采出油当量；根据开采成本数据，确定待预测页岩油气区的最终采出油当量经济下限值；根据每一影响参数值对应的最终采出油当量，以及待预测页岩油气区的最终采出油当量经济下限值，确定所述待预测页岩油气区是否为页岩油气甜点区，实现了定量预测页岩油气甜点区，提高了页岩油气甜点区预测的精度，为页岩油气勘探开发提供了科学的指导。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1是本发明实施例中页岩油气甜点区的预测方法的流程示意图；

图2是本发明实施例中页岩油气甜点区的预测方法的原理示意图；

图3是本发明实施例中生产井第180天产油当量与最终采出油当量的关系图；

图4是本发明实施例中单井预测EUR_BOE平均值与预测最终采出油当量平均值关系示意图；

图5是本发明实施例中有机质成熟度值对应的最终采出油当量预测模型对应的关系示意图；

图6是本发明实施例中总有机碳含量值对应的最终采出油当量预测模型对应的关系示意图；

图7是本发明实施例中总孔隙度值对应的最终采出油当量预测模型对应的关系示意图；

图8是本发明实施例中有效页岩厚度值对应的最终采出油当量预测模型对应的关系示意图；

图9是本发明实施例中原始地层压力值对应的最终采出油当量预测模型对应的关系示意图；

图10是本发明实施例中黏土体积含量值对应的最终采出油当量预测模型对应的关系示意图；

图11是本发明实施例中鹰滩下段“甜点区”分布示意图；

图12是本发明实施例中页岩油气甜点区的预测装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

发明人发现：现有技术中与页岩油气“甜点区”预测相关的技术有三种方案：一是采用页岩地质参数进行定性预测；二是采用工程参数进行预测；三是利用地质、工程和经济“三品质”进行定性综合预测。这些现有技术均没有给出“甜点区”定量预测方法，且预测中采用的参数对最终采出油当量存在叠加效应，导致无法精确获得“甜点区”预测结果。

现有技术中与页岩油气“甜点区”预测相关的技术有三种方案均存在着缺陷，不能满足页岩油气“甜点区”预测，预测结果符合率低。下面对这三种方案进行介绍。

一、采用页岩地质参数进行定性预测的技术。基于页岩类型、岩石结构、矿物组成及含量、岩石微相等参数，开展“甜点区”定性预测；该技术的缺陷是没有考虑页岩有机质热演化程度、有效页岩厚度、页岩孔隙度等参数，只是从岩石角度给出“甜点区”定性预测方法，在实际“甜点区”预测中很难操作，在没有取心井的条件下，预测参数很难获得，且预测符合率低。

二、采用工程参数进行预测的技术。页岩油气在不进行储层改造情况下，无法获得自然产能或自然产能很低，无法获得商业油气流，工程技术是控制页岩油气产能的重要方面，但工程技术只是影响页岩油气产能的一个方面，没有考虑页岩本身的特性，导致预测结果与实际结果符合率低。

三、利用地质、工程和经济“三品质”定性综合预测的技术。该技术充分考虑了影响页岩油气产能的条件，但只是依靠经验给出了一些参数的下限值，而这些下限值没有考虑相关的影响因素，没有考虑同一参数在不同条件下的下限值存在较大差别，没有给出相应的计算方法；提出“甜点区”内所有参数均满足各自下限值时，由于各预测参数的下限值单一，且没考虑相关应用条件，因此，其“甜点区”预测符合率低。

因此，通过实践检验，现有的页岩油气“甜点区”预测技术，均存在缺陷，且对“甜点区”的预测符合率均很低，无法满足生产需求，急需一种可行且精度高的“甜点区”预测技术，本发明就是基于现有技术状况提出的，能够解决现有技术存在的缺陷和不足，且能满足生产需求。

另外，前人的研究均局限于对页岩油气单井产量和最终采收率的预测，预测结果与实际井的产量相差较大，因此，考虑到上述技术问题，本发明提出了通过优选控制页岩油气最终采出油当量参数，提出在单因素(影响参数，也可以称作决定参数，决定因素，控制参数)预测的基础上，实现页岩油气最终采出油当量的预测，预测优选页岩油气“甜点区”，其预测结果与实际开发效果吻合性好。下面对该页岩油气甜点区的预测方案进行详细介绍如下。

图1是本发明实施例中页岩油气甜点区的预测方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤101：获取待预测页岩油气区内页岩目的层的含油气量影响参数值、油气流动性影响参数值和可压性影响参数值，以及开采成本数据；

步骤102：根据含油气量影响参数值、油气流动性影响参数值和可压性影响参数值，以及预先建立的最终采出油当量预测模型，确定每一影响参数值对应的最终采出油当量；

步骤103：根据开采成本数据，确定待预测页岩油气区的最终采出油当量经济下限值；

步骤104：根据每一影响参数值对应的最终采出油当量，以及待预测页岩油气区的最终采出油当量经济下限值，确定所述待预测页岩油气区是否为页岩油气甜点区。

下面结合附图2至图11，对本发明实例涉及的各个步骤进行介绍。

一、首先介绍在预测之前，预先建立最终采出油当量预测模型的过程。

在一个实施例中，可以按照如下方法建立所述最终采出油当量预测模型：

获取研究区目的层的页岩段生产井的油气产量数据，以及研究区目的层的含油气量影响参数值、油气流动性影响参数值、可压性影响参数值；

根据预设时间段内的所述油气产量数据，预测研究区目的层的页岩段生产井的最终采出油当量；

对研究区目的层生产井的最终采出油当量进行水平段长度、压裂段数、压裂簇数和每米所用支撑剂量归一化；

利用研究区目的层生产井的最终采出油当量归一化值，按预设的影响参数值区间获取该区间内的最终采出油当量平均值，建立每一影响参数值对应的最终采出油当量预测模型。

具体实施时，在建立最终采出油当量预测模型时，采用水平段长度、压裂段数、压裂簇数和每米所用支撑剂量归一化最终采出油当量，并对每个独立参数各自一定区间范围内获取最终采出油当量平均值方法，消除了因工程因素造成的最终采出油当量的差异，真正的实现了地质“甜点区”的精确评价(预测)，提高了页岩油气甜点区预测的精度。

在一个实施例中，根据预设时间段内的所述油气产量数据，预测研究区目的层的页岩段生产井的最终采出油当量，可以包括：

根据生产井第180天附近的4个月的产油当量数据，建立生产井的月产油气量预测模型；

根据所述月产油气量预测模型，以及开采成本数据，确定生产井的油当量经济下限值；

根据生产井的油当量经济下限值，以及所述生产井的之前所有月份的油气产量，确定所述生产井的最终采出油当量。

具体实施时，在建立最终采出油当量预测模型时，本发明实施例提出了利用页岩油气生产井生产时间180天附近的月度生产油气数据，确定最终采出油当量模型的方法，有效提高了预测精度。

下面再详细说明建立所述最终采出油当量预测模型的过程。

1、首先，采集研究区目的层的页岩段生产井的油气产量数据，获取生产井的月产油气量预测模型，依据获取的油气产量模型，获取生产井的经济油当量下限值，依据经济油当量下限值及之前的油气产量，获取该井的最终采出油当量：

经过对多口页岩油气生产井的油气产量递减关系分析，利用生产井的第180天的正常生产油气量数据，预测获得的最终采出油当量与实际值误差小于5％(图3、图4)，为了获得更加稳定的生产井生产数据，采用获取生产井第180天附近的4个月(可以是生产井第4、5、6、7四个月)的产油当量，并归一化后，确定月产油气量模型中的经验参数，优选地采用生产井的第4、5、6、7四个月的月产油气量，利用模型1(下述公式(1))组成超级方程组，或利用回归分析，求解模型1中的经验系数。根据天然气的热值换算为油当量，优选地，采用标准条件下(20℃，1个标准大气压)1490m³天然气为1m³油当量。

生产井月产油当量计算模型为：

式中：Q_t为第t个月的归一化油当量，m³；a₁、b₁为经验参数，优选地，可以通过生产井第4、5、6、7四个月的月产油当量求取获得。

其中，月产油当量归一化采用模型2(下述公式(2))：

式中：Q_{t_i}为第i月油当量，m³；t_i为第i月生产天数，天。

生产井的经济油当量下限值是指当月生产的油当量价值等于该井当月操作成本时的油当量，利用模型3(下述公式(3))获取经济油当量下限值：

Opex_i-(Q_{BOE_i}×P_BOE)＝0； (3)

式中：Opex_i为第i月的操作成本，万元；Q_{BOE_i}为第i月产出油当量，m³；P_BOE为油当量价格，万元/m³。

生产井的最终采出油当量EUR_BOE计算模型(下述公式(4))为：

式中：EUR_BOE为最终采出油当量，m³；n为当生产井月产出油当量价值等于该井当月操作成本时，该井的累计生产月数。

具体实施时，上述公式(2)是用于标准化油当量，公式(1)是用于预测油当量产量，公式(3)是确定经济油当量生产的最大时间，公式(4)是确定生产井达到经济下限产出油当量时的累计油当量。具体地，由公式(1)获得生产井油当量，由公式(3)获得最大生成时间，由公式(4)获得生产井的最终采出油当量。

2、其次，采集研究区目的层测井资料、岩心分析资料和生产测试资料，从这些资料中获取研究区目的层的含油气量影响参数值、油气流动性影响参数值、可压性影响参数值。

在一个实施例中，所述含油气量影响参数可以包括：总有机碳含量、有机质成熟度和有效页岩厚度；所述油气流动性影响参数可以包括：页岩的总孔隙度和原始地层压力；所述可压性影响参数可以包括：黏土体积含量。

具体实施时，优选出含油气量、油气流动性和页岩可压性的6个独立参数，并建立与最终采出油当量的关系模型，真正的再现了相互独立参数对最终采出油当量的控制作用，消除了现有技术中多参数相互影响，提高了页岩油气甜点区预测的精度。

下面介绍发明人采用这6个独立影响参数进行预测的发现过程及原理。

页岩油气是否具有工业开发价值，决定于页岩目的层内的含油气量、油气流动性和页岩可压性，图2为其原理图。

含油气量决定于页岩的总有机碳含量(TOC)、有机质成熟度(镜质体反射率Ro)和有效页岩厚度(He_{_Shale})。TOC表征页岩有机质含量和油气生成待预测页岩油气区域内页岩目的层的含油气量影响参数、油气流动性影响参数和页岩可压性影响参数潜力，在其他条件相同的情况下，随着TOC的增大最终采出油当量(EUR_BOE)增大，二者呈现出正相关关系。Ro表征页岩中有机质转化为油气的能力，同时Ro表征油气性质，随着Ro的增大页岩中原油密度会逐渐减低、气油比逐渐升高，油气流动性逐渐变好，但随着Ro的增大，页岩中逐渐由以含油为主逐渐转变为以凝析油和天然气为主，当Ro超过一定值时，页岩中只含气，随着Ro的增大，页岩中的含气量在达到最大值后逐渐减小，因此，EUR_BOE随着Ro的增大出现先增大后减小的趋势。有效页岩厚度与页岩中的含油气量成正比关系，随着有效页岩厚度的增大含油气量增大，但页岩的压裂改造在纵向上有一定的范围，压裂改造的有效页岩厚度有上限值，在上限值范围内随着有效页岩厚度的增大EUR_BOE增大，当大于上限值时，EUR_BOE与有效页岩厚度不存在相关性。

油气流动性主要决定于页岩的总孔隙度和原始地层压力与静水压力之差(ΔP_F-S)，页岩地层的渗透率与总孔隙度之间存在很好的正相关关系，随着总孔隙度

的增大渗透率增大，因此，用总孔隙度表征页岩的流动性，EUR_BOE随着φ_t的增大而增大。ΔP_F-S表征地层产出油气动力，页岩地层的ΔP_F-S随着埋藏深度增加而增大，由于随着埋藏深度的增加Ro增大，页岩中的含油气量发生变化，导致随着ΔP_F-S的增大EUR_BOE出现先增大后减小的趋势。

页岩可压性主要表征页岩改造产生裂缝的能力，其他条件相同的情况下，可压性越好油气产量越高，黏土矿物含量直接控制着页岩的可压性，黏土含量越小可压性越好，因此，利用黏土体积含量(V_Caly)表征页岩可压性，二者存在负相关关系。

因此，发明人提出了在对研究区目的层生产井的EUR_BOE进行水平段长度、压裂段数、压裂簇数和每米所用支撑剂量归一化后，利用不同参数的分段EUR_BOE平均值建立预测模型方法(可以包括：根据生产井的最终采出油当量与TOC、Ro、φ_t、He_{_Shale}、ΔP_F-S、V_Caly数据，分别将TOC、Ro、φ_t、He_{_Shale}、ΔP_F-S、V_Caly以一定的间隔区间分别获取对应的EUR_BOE平均值；根据TOC、Ro、φ_t、He_{_Shale}、ΔP_F-S、V_Caly各参数分别获得的EUR_BOE平均值，获得EUR_BOE预测模型)。

通过建立TOC、Ro、φ_t、He_{_Shale}、ΔP、V_Caly与EUR_BOE的计算模型，并利用以上参数获取EUR_BOE与EUR_BOE_cutoff的比值(EUR_BOE_Rate)，获得该参数对EUR_BOE的贡献大小，利用以上参数计算获得的EUR_BOE_Rate累乘获得研究区目的层的“甜点区”评价结果SW_index，当SW_index≥1时，为“甜点区”。

具体实施时，采集研究区目的层测井资料、岩心分析资料和生产测试资料，获取研究区目的层的TOC、Ro、

He_{_Shale}、ΔP_F-S及V_Caly，利用研究区目的层的TOC、Ro、

He_{_Shale}、ΔP_F-S及V_Caly建立EUR_BOE预测模型，实现各参数对EUR_BOE的预测。

勘探开发实践证实，页岩油气产量控制因素多，EUR_BOE的预测必须包括控制EUR_BOE的主要独立参数，本发明在对控制EUR_BOE的多参数分析基础上，提出页岩的TOC、Ro、

He_{_Shale}、ΔP_F-S及V_Caly六个独立参数，用于预测EUR_BOE，在建立模型前，需要对研究区目的层生产井的EUR_BOE进行水平段长度、压裂段数、压裂簇数和每米所用支撑剂量归一化，优选地采用研究区目的的水平段长度、压裂段数、压裂簇数和每米所用支撑剂量的平均值进行归一化。归一化模型为：

式中：EUR_BOE为生产井归一化后的最终采出油当量，m³；EUR_BOE_i—生产井归一化前的最终采出油当量，m³；Para_i为生产井的水平段长度、压裂段数、压裂簇数和每米所用支撑剂量；Para_av_i—研究区目的层的生产井的水平段长度、压裂段数、压裂簇数和每米所用支撑剂量平均值，量纲同Para_i。

具体实施时，建立的各个影响参数的预测模型如下：

(1)利用Ro计算EUR_BOE模型。

采集研究区目的层页岩岩心样品，优选地，根据《沉积岩中镜质体反射率测定方法》SY/T 5124-2012行业标准，测量研究区目的层页岩岩心样品的镜质体反射率(Ro)。

利用研究区目的层的生产井EUR_BOE归一化值，按一定的Ro区间获取该区间内的EUR_BOE平均值，优选地采用Ro间隔0.1％的区间分别获取对应Ro的EUR_BOE平均值，建立EUR_BOE预测模型(即有机质成熟度值对应的最终采出油当量预测模型(下述公式(6))，相关图如图5所示)。

式中EUR_BOE_Ro为有机质成熟度值对应的最终采出油当量，10⁴m³；Ro为镜质体反射率，％；a₁₁、a₁₂、a₁₃、a₂₁、a₂₂、a₂₃、a₃₁、a₃₂为经验参数，分别为-6.7598、23.6416、-12.8583、11.2286、-49.2073、57.5043、-0.8715、5.9172。

(2)利用TOC计算EUR_BOE模型。

采集研究区目的层页岩岩心样品，优选地，根据《沉积岩中总有机碳的测定》GB/T19145-2003国家标准，测量研究区目的层页岩样品的总有机碳含量(TOC)。

采集研究区目的层的测井资料，利用获取的页岩岩心样品的TOC标定测井资料，利用模型7(公式(7))，获取研究区目的层的TOC。

TOC＝a₂×ρ+b₂； (7)

式中：TOC为总有机碳含量，％；ρ为密度测井值，g/cm³；a₂、b₂为经验参数，分别为-0.226113、0.601813。

利用研究区目的层的生产井EUR_BOE归一化值，按一定的TOC区间获取该区间内的EUR_BOE平均值，优选地采用TOC间隔1％的区间分别获取对应TOC的EUR_BOE平均值，建立EUR_BOE预测模型(即总有机碳含量值对应的最终采出油当量预测模型(下述公式(8))，相关图如图6所示)。

EUR_BOE_TOC＝a₃ln(TOC)+b₃； (8)

式中：EUR_BOE_TOC为总有机碳含量值对应的最终采出油当量，10⁴m³；TOC为总有机碳含量，％；a₃、b₃为经验参数，如下表1所示。

表1利用TOC计算EUR_BOE_TOC公式中的经验参数

Ro(％)	a<sub>3</sub>	b<sub>3</sub>	Ro(％)	a<sub>3</sub>	b<sub>3</sub>	Ro(％)	a<sub>3</sub>	b<sub>3</sub>
									0.6<Ro≤0.75	0.5800	-0.4643	1.0<Ro≤1.1	10.0931	-8.2653	1.5<Ro≤1.6	7.4681	-3.3729
0.75<Ro≤0.8	1.6091	-1.0596	1.1<Ro≤1.2	12.0410	-9.2874	1.6<Ro≤1.7	8.0705	-3.6159
									0.8<Ro≤0.85	2.1673	-1.6871	1.2<Ro≤1.3	12.9922	-11.1223	1.7<Ro≤1.8	6.7347	-3.1147
0.85<Ro≤0.9	3.3601	-3.0131	1.3<Ro≤1.4	15.6564	-13.2674	1.8<Ro≤2.5	9.9915	-7.2409
									0.9<Ro≤1.0	9.5720	-9.4849	1.4<Ro≤1.5	10.9047	-6.9428

(3)利用φ_t计算EUR_BOE模型。

采集研究区目的层页岩岩心样品，优选地，采用GRI方法测量页岩岩心样品的φ_t。采集研究区目的层的测井资料，利用获取的页岩岩心样品的φ_t标定测井资料，利用模型9(公式(9))，获取研究区目的层的φ_t：

式中：φ_t为总孔隙度，％；ρ为密度测井值，g/cm³；a₄、b₄为经验参数，分别为-30.33649、85.88745。

利用研究区目的层的生产井EUR_BOE归一化值，按一定的φ_t区间获取该区间内的EUR_BOE平均值，优选地采用φ_t间隔1％的区间分别获取对应φ_t的EUR_BOE平均值，建立EUR_BOE预测模型(即总孔隙度值对应的最终采出油当量预测模型(下述公式(10))，相关图如图7所示)。

式中：

为总孔隙度值对应的最终采出油当量，10⁴m³；φ_t为总孔隙度，％；a₅、b₅为经验参数，分别为0.1484、1.7074。

(4)利用He_{_Shale}计算EUR_BOE模型：

依据获取的测井解释的TOC值，计算获取TOC大于TOC_Cutoff下限值的页岩段厚度，优选地，采用TOC_Cutoff＝1.5％。

利用研究区目的层的生产井EUR_BOE归一化值，按一定的He_{_Shale}区间获取该区间内的EUR_BOE平均值，优选地采用He_{_Shale}间隔5m的区间分别获取对应He_{_Shale}的EUR_BOE平均值，建立EUR_BOE预测模型(即有效页岩厚度值对应的最终采出油当量预测模型(下述公式(11))，相关图如图8所示)。

EUR_BOE_He＝a₆He_{_Shale}+b₆； (11)

式中：EUR_BOE_He为有效页岩厚度值对应的最终采出油当量，10⁴m³；He_{_Shale}为有效页岩厚度，m；a₆、b₆为经验参数，当0.7％<Ro≤0.9％时，分别为0.0282、0.1093；当0.9％<Ro≤1.0％时，分别为0.2453、-2.7574；当1.0％<Ro≤1.5％时，分别为0.1554、0.4699；当Ro>1.5％时，分别为0.1430、0.5731。

对于单井控制的有效页岩厚度存在上限值，根据目前的压裂技术现状，优选采用65m，即当有效页岩厚度大于65m时，最终采出油当量与有效页岩厚度无关。

(5)利用ΔP_F-S计算EUR_BOE模型：

采集研究区目的层试采资料和目的层深度，获取目的层所在深度的原始地层压力，利用原始地层压力与静水压力的差值，获取ΔP_F-S。

利用研究区目的层的生产井EUR_BOE归一化值，按一定的ΔP_F-S区间获取该区间内的EUR_BOE平均值，优选地采用ΔP_F-S间隔5MPa的区间分别获取对应ΔP_F-S的EUR_BOE平均值，建立EUR_BOE预测模型(即原始地层压力值对应的最终采出油当量预测模型(下述公式(12))，相关图如图9所示)。

EUR_BOE随着ΔP_F-S增大出现先增大后减小的趋势，其EUR_BOE计算模型如下。

EUR_BOE_P＝c₁ΔP_F-S ²+c₂ΔP_F-S+c₃； (12)

式中：EUR_BOE_P为原始地层压力值对应的最终采出油当量，10⁴m³；ΔP_F-S—原始地层压力与静水压力的差值，MPa；c₁、c₂、c₃为经验参数，分别为-0.0234、0.8807、0.2241。

(6)利用V_clay计算EUR_BOE模型。

采集研究区目的层页岩岩心样品，优选地，根据《沉积岩黏土矿物相对含量X衍射分析方法》SY/T 51630-1995油气行业标准，测量研究区目的层页岩样品的黏土含量(V_clay)。

采集研究区目的层的测井资料，利用获取的页岩岩心样品的V_clay标定测井资料，利用模型13，获取研究区目的层的V_clay。

V_Clay＝a₇+b₇×GR+c₇×CNL； (13)

式中：V_clay为黏土体积含量，％；GR为自然伽马测井值，API；CNL为中子测井值，％；a₇、b₇、c₇为经验参数，分别为1.02484、-0.0047615、-0.635518。

利用研究区目的层的生产井EUR_BOE归一化值，按一定的V_clay区间获取该区间内的EUR_BOE平均值，优选地采用V_clay间隔5％的区间分别获取对应V_clay的EUR_BOE平均值，建立EUR_BOE预测模型(即黏土体积含量对应的最终采出油当量预测模型(下述公式(14))，相关图如图10所示)。

EUR_BOE_V＝a₈V_clay+b₈； (14)

式中：EUR_BOE_V为黏土体积含量对应的最终采出油当量，10⁴m³；V_clay为黏土体积含量，％；a₈、b₈为经验参数，当0.7％<Ro≤0.9％时，分别为-0.0458、1.7608；当0.9％<Ro≤1.0％时，分别为-0.3145、9.2836；当1.0％<Ro≤1.5％时，分别为-0.4234、13.0841；当Ro>1.5％时，分别为-0.4841、14.1748。

二、其次，介绍对研究区进行区域划分，对每一区域(待预测页岩油气区)进行甜点区预测的过程(即确定划分的待预测页岩油气区是否为甜点区的过程)。

1、首先，依据研究区目的层分布范围划分评价区(待预测页岩油气区)。

具体实施时，依据研究区目的层参数分布划分评价区，海相沉积地层划分的评价区范围，优选地，采用5km×5km，陆相沉积地层划分的评价区范围，优选地，采用3km×3km，且满足评价区内的Ro变化范围小于一定值，优选地，采用0.1％。

2、其次，获取评价区内的评价参数(即，获取待预测页岩油气区内页岩目的层的含油气量影响参数值、油气流动性影响参数值和可压性影响参数值)，计算获得评价区的EUR_BOE(即，根据含油气量影响参数值、油气流动性影响参数值和可压性影响参数值，以及预先建立的最终采出油当量预测模型，确定每一影响参数值对应的最终采出油当量)：

在一个实施例中，可以按照如下公式(即上述公式(1))确定有机质成熟度值对应的最终采出油当量：

其中，EUR_BOE_Ro为有机质成熟度值对应的最终采出油当量；Ro为镜质体反射率；a₁₁、a₁₂、a₁₃、a₂₁、a₂₂、a₂₃、a₃₁、a₃₂为经验参数。

在一个实施例中，可以按照如下公式(即上述公式(2))确定总有机碳含量值对应的最终采出油当量：

EUR_BOE_TOC＝a₃ln(TOC)+b₃；

其中，EUR_BOE_TOC为总有机碳含量值对应的最终采出油当量；a₃、b₃为经验参数；TOC为总有机碳含量，TOC＝a₂×ρ+b₂，ρ为密度测井值，a₂、b₂为经验参数。

在一个实施例中，可以按照如下公式(即上述公式(3))确定总孔隙度值对应的最终采出油当量：

其中，

为总孔隙度值对应的最终采出油当量；a₅、b₅为经验参数；φ_t为总孔隙度，

ρ为密度测井值；a₄、b₄为经验参数。

在一个实施例中，可以按照如下公式(即上述公式(4))确定有效页岩厚度值对应的最终采出油当量：

EUR_BOE_He＝a₆He_{_Shale}+b₆；

其中，EUR_BOE_He为有效页岩厚度值对应的最终采出油当量；a₆、b₆为经验参数；He_{_Shale}为有效页岩厚度。

在一个实施例中，可以按照如下公式(即上述公式(5))确定原始地层压力值对应的最终采出油当量：

EUR_BOE_P＝c₁ΔP_F-S ²+c₂ΔP_F-S+c₃；

EUR_BOE_P为原始地层压力值对应的最终采出油当量；ΔP_F-S为原始地层压力与静水压力的差值；c₁、c₂、c₃为经验参数。

在一个实施例中，可以按照如下公式(即上述公式(6))确定黏土体积含量值对应的最终采出油当量：

EUR_BOE_V＝a₈V_clay+b₈；

其中，EUR_BOE_V为最终采出油当量；a₈、b₈为经验参数；V_clay为黏土体积含量，V_Clay＝a₇+b₇×GR+c₇×CNL，GR为自然伽马测井值，CNL为中子测井值，a₇、b₇、c₇为经验参数。

3、获取评价区的EUR_BOE最终采出经济油当量下限值EUR_BOE_cutoff(即，根据开采成本数据，确定待预测页岩油气区的最终采出油当量经济下限值)：

具体实施时，采集开采成本数据，例如：研究区目的层开发的固定投资、操作成本、税费、废弃成本、油当量价格等参数，利用模型15(下述公式(15))获取EUR_BOE_cutoff。

EUR_BOE_cutoff＝(Capex_i+Opex_i+Tax_i+Dct_i)/P_BOE； (15)

EUR_BOE_cutoff为评价区目的层的最终采出油当量经济下限值，10⁴m³；Capex_i为单井固定投资平均值，万元；Opex_i为单井在废弃前的操作成本平均值，万元；Tax_i为生产出的油气税金，万元；Dct_i为单井的废弃投资平均值，万元；P_BOE为生产出的油当量价格，万元/10⁴m³。

EUR_BOE_cutoff根据油当量价格、固定投资、操作成本、税费、废弃等确定，不同评价区的EUR_BOE_cutoff不同，优选地，采用EUR_BOE_cutoff为3×10⁴m³。

3、获得“甜点区”指数SW_index，依据SW_index≥1的评价标准，获取“甜点区”分布范围(即，根据每一影响参数值对应的最终采出油当量，以及最终采出油当量经济下限值，确定待预测页岩油气区是否为页岩油气甜点区)：

在一个实施例中，根据每一影响参数值对应的最终采出油当量，以及待预测页岩油气区的最终采出油当量经济下限值，确定所述待预测页岩油气区是否为页岩油气甜点区，可以包括：

在每一影响参数值对应的最终采出油当量与待预测页岩油气区的最终采出油当量经济下限值的比值大于或等于1时，确定所述待预测页岩油气区为页岩油气甜点区；

在每一影响参数值对应的最终采出油当量与待预测页岩油气区的最终采出油当量经济下限值的比值小于1时，确定所述待预测页岩油气区不是页岩油气甜点区。

具体实施时，上述“比值”可以称作“甜点区”指数SW_index，可以按照如下公式(16)确定“甜点区”指数SW_index：

式中：SW_index为“甜点区”指数，无量纲；EUR_BOE_i分别为利用TOC、Ro、

He_{_Shale}、ΔP_F-S、V_Caly的计算模型获得的EUR_BOE；EUR_BOE_cutoff为研究区EUR_BOE最终采出油当量经济下限值。

依据获取的SW_index，依据SW_index≥1的评价标准，获取“甜点区”分布范围。

因此，本发明实施例基于最终采出经济油当量下限值，并与6个独立参数预测的最终采出油当量建立统一融合的“甜点区”指数，利用“甜点区”指数评价优选“甜点区”。

具体实施时，可以根据油价、固定投资、操作成本、税收、复垦与环保费、沉没成本等确定，优选采用油当量3×10⁴m³。

具体实施时，上述公式(15)和(16)也可以是预先建立的。

本发明实施例为页岩油气勘探开发提供了“甜点区”评价优选的技术，支撑页岩油气勘探开发。

图11为利用本发明实施提供技术方案获得的鹰滩下段页岩油气“甜点区”分布图，可以看到，“甜点区”分布范围明显小于页岩分布区范围。“甜点区”范围内虽然部分井的EUR_BOE小于该区的EUR_BOE_cutoff，但评价区内生产井的平均EUR_BOE大于EUR_BOE_cutoff。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种页岩油气甜点区的预测装置，如下面的实施例。由于页岩油气甜点区的预测装置解决问题的原理与上述页岩油气甜点区的预测方法相似，因此页岩油气甜点区的预测装置的实施可以参考上述页岩油气甜点区的预测方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“模块”或者“单元”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图12是本发明实施例中页岩油气甜点区的预测装置的结构示意图，如图12所示，该装置包括：

获取单元02，用于获取待预测页岩油气区内页岩目的层的含油气量影响参数值、油气流动性影响参数值和可压性影响参数值，以及开采成本数据；

油当量确定单元04，用于根据含油气量影响参数值、油气流动性影响参数值和可压性影响参数值，以及预先建立的最终采出油当量预测模型，确定每一影响参数值对应的最终采出油当量；

下限值确定单元06，用于根据开采成本数据，确定待预测页岩油气区的最终采出油当量经济下限值；

甜点区确定单元08，用于根据每一影响参数值对应的最终采出油当量，以及待预测页岩油气区的最终采出油当量经济下限值，确定所述待预测页岩油气区是否为页岩油气甜点区。

本发明实施提供的技术方案的有益技术效果为：

本发明实施例提供的技术方案给出了评价(预测)优选页岩油气“甜点区”的方法技术，为页岩油气“甜点区”评价优选提供了手段，解决了目前页岩油气“甜点区”评价优选中的缺陷与不足，提高了“甜点区”评价优选精度能够满足页岩油气勘探开发需求。发明了利用页岩油气生产井生产时间180天附近的月度生产油气数据，确定获取最终采出油当量模型的方法，有效提高了预测精度。优选出含油气量、油气流动性和页岩可压性的6个独立参数，并建立与最终采出油当量的关系模型，真正的再现了相互独立参数对最终采出油当量的控制作用，消除了现有技术中多参数相互影响，导致预测精度低的难题。采用水平段长度、压裂段数、压裂簇数和每米所用支撑剂量归一化最终采出油当量，并对6个独立参数各自一定区间范围内获取最终采出油当量平均值方法，消除了因工程因素造成的最终采出油当量的差异，真正的实现了地质“甜点区”的评价。提出基于最终采出经济油当量下限值，并与6个独立参数预测的最终采出油当量建立统一融合的“甜点区”指数，利用“甜点区”指数评价优选“甜点区”。采用研究区目的层分区评价方法，并给出分区原则，克服了实际勘探开发中单井最终采出油当量预测难度大的问题，真正做到了“甜点区”的评价。

综上，本发明实施例提供的技术方案实现了定量预测页岩油气甜点区，提高了页岩油气甜点区预测的精度，为页岩油气勘探开发提供了科学的指导。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种页岩油气甜点区的预测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的页岩油气甜点区的预测方法，其特征在于，所述含油气量影响参数包括：总有机碳含量、有机质成熟度和有效页岩厚度；所述油气流动性影响参数包括：页岩的总孔隙度和原始地层压力；所述可压性影响参数包括：黏土体积含量。

3.如权利要求1所述的页岩油气甜点区的预测方法，其特征在于，按照如下方法建立所述最终采出油当量预测模型：

4.如权利要求3所述的页岩油气甜点区的预测方法，其特征在于，根据预设时间段内的所述油气产量数据，预测研究区目的层的页岩段生产井的最终采出油当量，包括：

5.如权利要求2所述的页岩油气甜点区的预测方法，其特征在于，按照如下公式确定有机质成熟度值对应的最终采出油当量：

6.如权利要求2所述的页岩油气甜点区的预测方法，其特征在于，按照如下公式确定总有机碳含量值对应的最终采出油当量：

EUR_BOE_TOC＝a₃ln(TOC)+b₃；

7.如权利要求2所述的页岩油气甜点区的预测方法，其特征在于，按照如下公式确定总孔隙度值对应的最终采出油当量：

其中，

ρ为密度测井值；a₄、b₄为经验参数。

8.如权利要求2所述的页岩油气甜点区的预测方法，其特征在于，按照如下公式确定有效页岩厚度值对应的最终采出油当量：

EUR_BOE_He＝a₆He_{_Shale}+b₆；

9.如权利要求2所述的页岩油气甜点区的预测方法，其特征在于，按照如下公式确定原始地层压力值对应的最终采出油当量：

EUR_BOE_P＝c₁ΔP_F-S ²+c₂ΔP_F-S+c₃；

10.如权利要求2所述的页岩油气甜点区的预测方法，其特征在于，按照如下公式确定黏土体积含量值对应的最终采出油当量：

EUR_BOE_V＝a₈V_clay+b₈；

其中，EUR_BOE_V为黏土体积含量值对应的最终采出油当量；a₈、b₈为经验参数；V_clay为黏土体积含量，V_Clay＝a₇+b₇×GR+c₇×CNL，GR为自然伽马测井值，CNL为中子测井值，a₇、b₇、c₇为经验参数。

11.一种页岩油气甜点区的预测装置，其特征在于，包括：

12.如权利要求11所述的页岩油气甜点区的预测装置，其特征在于，按照如下方法建立所述最终采出油当量预测模型：

13.如权利要求12所述的页岩油气甜点区的预测装置，其特征在于，根据预设时间段内的所述油气产量数据，预测研究区目的层的页岩段生产井的最终采出油当量，包括：

14.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至10任一所述方法。

15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至10任一所述方法的计算机程序。