CN111456709B - 一种基于测井曲线的水平井多级压裂分段分簇方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于测井曲线的水平井多级压裂分段分簇方法，针对目前水平井分段分簇问题，建立了水平井分段分簇流程，把分段分簇融合到非常规油气藏开发业务中，本发明通过分段分簇原则提取储层类型、段数、套管节箍、射孔簇数等约束条件，通过测井曲线评价形成储层品质、工程品质、完井品质和节箍位置等分段分簇依据，采用段内极差最优算法优化压裂段和射孔簇位置，形成成果数据表。本发明降低了数据计算量，提高了分段分簇的准确性，提高分段分簇时效，能及时满足射孔‑桥塞连作工艺的需要，该方法已经应用页岩油、致密砂砾岩油藏、火山岩油藏的水平井压裂开发，满足油田生产的时效和精度要求。

Description

一种基于测井曲线的水平井多级压裂分段分簇方法

技术领域

本发明属于测井技术领域，涉及一种基于测井曲线的水平井多级压裂分段分簇方法。

背景技术

水平井多级压裂技术已经成为页岩油、砂砾、火山岩油藏的效益开发主要手段，分段分簇是水平井压裂施工的关键环节，分段分簇影响因素多，包括水平段储层品质、水平段地层工程品质、油(套)管节箍位置、分段原则、分簇原则、分段分簇方法等，现有的分段分簇方法效率差、精度低，未实现自动化，无法满足生产需要。

在致密油藏开发过程中，逐渐形成了水平井+体积压裂的效益开发模式，先导开发验证了不同的分段分簇方式油藏生产效能不同，逐步形成了水平井多级压裂最合理的分段分簇原则，根据分段分簇原则形成了传统的基于测井曲线压裂分段分簇方法，具体步骤是：第一步，根据岩性曲线GR，按岩性分段；第二步，根据物性曲线DEN，按物性分段，第三步，根据电性曲线RT，按含油性分段，第四步，根据声波曲线AC，按岩石机械特性分段，第五步，根据前四步结果综合分段，第六步，在每个压裂段中，等间距设置射孔位置，第七歩，形成分段分簇成果数据表。但上述传统压裂分段方法依据人工定性判断，手工完成，工作量大，准确性差，效率低，且软件实现难度大。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中分段分簇方法的分段结果差异性大且效率低的问题，提供一种基于测井曲线的水平井多级压裂分段分簇方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于测井曲线的水平井多级压裂分段分簇方法，包括以下步骤：

步骤1，根据油藏分段分簇原则，提取和计算分段类型、平均段长、每段射孔簇数和避开节箍距离，量化约束参数；

步骤2，利用水平段测井曲线数据，评价储层品质、工程品质和完井品质，作为分段分簇的依据，完成水平段评价；

步骤3，极差计算，确定压裂段底界位置；

步骤4，修正压裂段底界位置，完成分段处理；

步骤5，确定射孔簇位置，完成射孔簇设置优化计算；

步骤6，利用压裂段、射孔簇和储层类型曲线数据，形成分段分簇成果数据。

本发明的进一步改进在于：

步骤2中储层品质的评价参数包括自然伽马、井径、深电阻率、浅电阻率、地层密度、声波时差和补偿中子曲线；工程品质的评价参数包括脆性、地应力和破裂压力；完井品质的评价参数包括固井质量和节箍数据。

步骤3中极差计算过程为根据平均段计算出最小段长和最大段长，结合上一段的底界计算出本段的顶和底深度，在顶和底深度界之间确定最优分段点。

步骤4中修正压裂段底界位置的方法为利用压裂段初始数据、分段原则和套管节箍深度位置数据，调整分段底部深度，使桥塞位于套管中部。

步骤5中确定射孔簇位置步骤如下：

根据压裂段长度和射孔簇簇数计算射孔簇的初始位置，在初始位置附近优化选择含有饱和度最高的位置，判断与节箍之间的距离，如果距离小于2cm，增加距离，最终确定射孔簇的位置。

步骤6中分段分簇成果数据包括压裂级数与压裂段、桥塞封位、簇数、射孔簇中心点、簇间距、段距和油层分类。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种基于测井曲线的水平井多级压裂分段分簇方法，结合测井曲线、水平井先导开发试验形成了需求设计，分析多级压裂分段分簇原则形成数学模型，基于测井曲线建立计算模型，形成了储层类型、平均段长、段数、射孔簇数、套管节箍位置约束的分段分簇计算方法。本发明通过分段分簇原则提取储层类型、段数、套管节箍、射孔簇数等约束条件，通过测井曲线评价形成储层品质、工程品质、完井品质和节箍位置等分段分簇依据，采用段内极差最优算法优化压裂段和射孔簇位置，形成成果数据表。本发明降低了数据计算量，提高了分段分簇的准确性，提高分段分簇时效，能及时满足射孔-桥塞连作工艺的需要。

进一步的，所述量化约束参数量化了根据油藏特征、压裂工艺形成的分段分簇原则，使得分段分簇原则能参与分段和分簇计算，程序实现变成现实。

进一步的，所述极差计算采用极差最优算法，建立分段分簇位置优化的理论基础，消除不同曲线数值量级对结果的影响；采用权重系数方法，体现了不同品质参数对分段分簇的影响；采用最大最小段长约束，降低了冗余计算，提高了运算效率；

进一步的，所述分段分簇成果数据形成压裂级数多参数二维数据表，能同时查阅滑套位置、射孔簇位置、段长和油层类型，满足现场桥塞、射孔簇施工，以及满足压裂液计算和油层类型判断，适用性强。

附图说明

图1为传统的基于测井曲线压裂分段分簇方法流程图；

图2为本发明的基于测井曲线的水平井多级压裂分段分簇方法流程图；

图3为本发明实施例1的极差计算数学模型；

图4为本发明实施例1的射孔簇位置设置模型图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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：

如图1所示，传统的基于测井曲线压裂分段分簇方法，其具体步骤为：第一步，根据岩性曲线GR，按岩性分段；第二步，根据物性曲线DEN，按物性分段，第三步，根据电性曲线RT，按含油性分段，第四步，根据声波曲线AC，按岩石机械特性分段，第五步，根据前四步结果综合分段，第六步，在每个压裂段中，等间距设置射孔位置，第七歩，形成分段分簇成果数据表。

如图2所示，本发明所述的基于测井曲线的水平井多级压裂分段分簇方法，包括以下步骤：

步骤1，根据油藏分段分簇原则，提取和计算分段类型、平均段长、每段射孔簇数和避开节箍距离，量化约束参数。

步骤2，利用水平段测井曲线数据，评价储层品质、工程品质和完井品质，计算套管节箍位置并划分水平段分段类型，完成水平段评价；储层品质的评价参数包括GR、CLAI、RT、RI、DEN、AC、CNL等曲线；工程品质的评价参数包括脆性、地应力和破裂压力；完井品质的评价参数包括固井质量和节箍数据。

步骤3，极差计算，根据平均段计算出最小段长和最大段长，结合上一段的底界计算出本段的顶和底深度，在顶和底深度界之间确定最优分段点。

步骤4，利用压裂段初始数据、分段原则和套管节箍深度位置数据，修正压裂段底界位置，完成分段处理。

步骤5，确定射孔簇位置，根据压裂段长度和射孔簇簇数计算射孔簇的初始位置，在初始位置附近优化选择含有饱和度最高的位置，判断与节箍之间的距离，如果距离小于2cm，增加距离，最终确定射孔簇的位置，完成射孔簇设置优化计算。

步骤6，利用压裂段、射孔簇和储层类型曲线数据，形成压裂级数与压裂段、桥塞封位、簇数、射孔簇中心点、簇间距、段距和油层分类的分段分簇成果数据。

下面以玛131井区T1b1油藏为例进行基于测井曲线的水平井多级压裂分段分簇方法的说明，其分段分簇原则共8条，具体方法如下：

一种基于测井曲线的水平井多级压裂分段分簇方法，包括以下步骤：

步骤1，量化约束参数，根据油藏分段分簇原则，提取和计算分段类型、平均段长、每段射孔簇数和避开节箍距离。

油田勘探开发实践证明致密油藏只有采用水平井+体积压裂才能效益开发，各油藏都进行了先导开发试验，探索出合理的压裂工艺及方案，形成较为成熟的水平段分段分簇原则。如玛131井区T1b1油藏的分段分簇原则共8条。

1)第一簇距人工井底15m以上；

2)接箍上下2m内不能射孔；

3)一类油层簇间距15-20m，二三类油层20-25，平均在20m左右；

4)3簇为一段，段间距小于80m，适当位置不足3簇，可以2簇；

5)桥塞位于套管中部，且射孔段不能下桥塞；

6)射孔尽量位于一二类油层段；

7)第一簇3m，单段3簇每簇0.8m，单段2簇每簇1m；

8)射孔中值取0.5m精度。

根据玛131井区T1b1油藏的分段分簇原则，量化约束参数。按3中类型分段，第一类油层，平均段长45m；第二类油层，平均段长55m；第三类油层，平均段长66m。每段射孔为3簇，射孔簇避开节箍距离2m，分段分簇的位置数据保留为0.5m的数据精度。

步骤2，水平段评价，利用水平段测井曲线数据，评价储层品质、工程品质和完井品质，计算套管节箍位置并划分水平段分段类型。

一般情况下，水平段采集常规测井资料，包括自然伽马(GR)、井径(CLAI)、深电阻率(RT)、浅电阻率(RI)、地层密度(DEN)、声波时差(AC)和补偿中子(CNL)等曲线，进行储层品质评价。玛131井区T1b1油藏的分类标准，根据孔隙度(POR)与饱和度(SO)的乘积(PORSO)进行分类(YCFL)，分为3类，一类油层，PORSO大于648，二类油层，PORSO小于648，大于440，三类油层，PORSO小于440，大于350。

工程品质评价包括脆性、地应力、破裂压力。工程品质评价最重要的曲线是横波时差DTSM，偶极声波测井能直接提取DTSM。如果没有采集偶极声波，就采用常规测井资料拟合横波时差。工程品质评价采用理论公式，利用纵、横波时差和密度曲线计算脆性、地应力和破裂压力。

完井品质评价包括固井质量和节箍数据，固井质量采用CBL资料评价，节箍计算采用CCL资料。

步骤3，极差计算，优选压裂段底界位置。

图3为本实施例中极差计算数学模型，根据平均段计算出最小段长和最大段长，结合上一段的底界，计算出本段的顶和底深度，在顶和底深度界之间寻找最优分段点。按照图3中的极差公式，利用测井曲线，按不同曲线权重大小，计算每个深度极差，极差值最大深度点为最优分段点。依次计算水平段内所有井段的极差，完成分段计算处理。

步骤4，分段处理，利用压裂段初始数据、分段原则和套管节箍深度位置数据，修正压裂段底界位置。针对步骤3处理得到的分段数据，结合节箍数据，调整分段底部深度，满足“桥塞位于套管中部”的原则。

步骤5，确定射孔簇位置，完成射孔簇设置优化计算。

图4为本实施例中射孔簇位置设置模型图，首先根据压裂段长度和射孔簇簇数计算射孔簇的初始位置，然后在初始位置附近优化选择油层显示最好的位置，即含有饱和度最高的位置为最佳射孔簇位置，然后再判断是否离节箍有一定距离(2m)，如果距离不够，增加距离，最终确定射孔簇的位置。以此类推，设置完所有簇和所有段的簇的位置，完成射孔簇设置优化计算。

步骤6，整理分段分簇成果数据。

利用压裂段、射孔簇和储层类型曲线数据，形成压裂级数与压裂段、坐封位置、簇数、射孔簇中心位置和储层类型的二维数据表。

表1分段分簇成果数据示意图

表1为本实施例的分段分簇成果数据示意图，成果数据包括滑套位置、射孔簇中心位置、簇间距、段距和油层分类，分段分簇成果最终要给压裂施工现场使用。

本发明所述分段分簇方法，充分利用测井曲线，依据分段分簇原则，自动计算滑套和射孔簇位置，形成成果数据表。该方法已完成软件设计，自动读取测井曲线数据，自动输出成果表数据。本发明已经应用页岩油、致密砂砾岩油藏、火山岩油藏的水平井压裂开发，满足油田生产的时效和精度要求。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于测井曲线的水平井多级压裂分段分簇方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据油藏分段分簇原则，提取和计算分段类型、平均段长、每段射孔簇数和避开节箍距离，量化约束参数；

步骤2，利用水平段测井曲线数据，评价储层品质、工程品质和完井品质，作为分段分簇的依据，完成水平段评价；

步骤3，极差计算，确定压裂段底界位置；

极差计算过程为根据平均段计算出最小段长和最大段长，结合上一段的底界计算出本段的顶和底深度，在顶和底深度界之间确定最优分段点；

步骤4，修正压裂段底界位置，完成分段处理；

步骤5，确定射孔簇位置，完成射孔簇设置优化计算；

步骤6，利用压裂段、射孔簇和储层类型曲线数据，形成分段分簇成果数据。

2.如权利要求1所述的一种基于测井曲线的水平井多级压裂分段分簇方法，其特征在于，步骤2中储层品质的评价参数包括自然伽马、井径、深电阻率、浅电阻率、地层密度、声波时差和补偿中子曲线；工程品质的评价参数包括脆性、地应力和破裂压力；完井品质的评价参数包括固井质量和节箍数据。

3.如权利要求1所述的一种基于测井曲线的水平井多级压裂分段分簇方法，其特征在于，步骤4中修正压裂段底界位置的方法为利用压裂段初始数据、分段原则和套管节箍深度位置数据，调整分段底部深度，使桥塞位于套管中部。

4.如权利要求1所述的一种基于测井曲线的水平井多级压裂分段分簇方法，其特征在于，步骤5中确定射孔簇位置步骤如下：

根据压裂段长度和射孔簇簇数计算射孔簇的初始位置，在初始位置附近优化选择含有饱和度最高的位置，判断与节箍之间的距离，如果距离小于2cm，增加距离，最终确定射孔簇的位置。

5.如权利要求1所述的一种基于测井曲线的水平井多级压裂分段分簇方法，其特征在于，步骤6中分段分簇成果数据包括压裂级数与压裂段、桥塞封位、簇数、射孔簇中心点、簇间距、段距和油层分类。