CN111648753B - 一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法 - Google Patents

一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111648753B
CN111648753B CN202010390190.8A CN202010390190A CN111648753B CN 111648753 B CN111648753 B CN 111648753B CN 202010390190 A CN202010390190 A CN 202010390190A CN 111648753 B CN111648753 B CN 111648753B
Authority
CN
China
Prior art keywords
well
horizontal
crack
fracture
artificial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010390190.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111648753A (zh
Inventor
李志文
张矿生
唐梅荣
张彦军
王文雄
吴顺林
徐创朝
刘顺
曹宗熊
山树民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Petrochina Co Ltd
Original Assignee
Petrochina Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Petrochina Co Ltd filed Critical Petrochina Co Ltd
Priority to CN202010390190.8A priority Critical patent/CN111648753B/zh
Publication of CN111648753A publication Critical patent/CN111648753A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111648753B publication Critical patent/CN111648753B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25—Methods for stimulating production
    • E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/30—Specific pattern of wells, e.g. optimising the spacing of wells
    • E21B43/305—Specific pattern of wells, e.g. optimising the spacing of wells comprising at least one inclined or horizontal well
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A10/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
    • Y02A10/40—Controlling or monitoring, e.g. of flood or hurricane; Forecasting, e.g. risk assessment or mapping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

本发明涉及一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法，用于针对目前注水开发井网内新钻的加密水平井尚无有效、成熟的水力压裂人工裂缝布缝方法，本发明的方法立足于充分动用老油田剩余油、同时避免与水线及老井沟通，不仅能有效、更大程度的动用剩余油，获取更多工业原油；而且可避免与注水井之间已形成的水线沟通，同时利用注入水的能量补充，最大化的提高单井产量，减小递减幅度；还能避免与原井网条件下的老井沟通，干扰老井对原油生产的贡献，提高油田整体调整开发的效果。

Description

一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法
技术领域
本发明涉及采油工程领域，特别涉及一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法。
背景技术
以长庆油田为代表的低压(压力系数为0.7左右)、低渗透（渗透率<10×10-3um2）油田，原油动用难度大，主要形成了以水井为中心、采油分布在周边的注水开发面积井网。对采油井压裂形成高导流能力的油流通道，水井注水驱替，最大程度获取油井与水井之间的原油。从目前开发实践发现，经过长期注水（20年以上）后，注水井与注水井之间易过早沟通形成水线，对油井与水井之间的原油驱替作用逐步减小，使得仍有大量剩余油在现有开发方式下难以动用。为了进一步动用这部分剩余油，目前发明了一种在该注水开发井中新钻超短加密水平井的做法，其中，水平井的水平段位于已形成的水线之间。在对这类井进行水力裂缝设计时，需最大化动用剩余油，同时不能与已形成的水线及周边老井沟通，然而目前尚无有效方法及生产实践，因此，亟需针对这类加密水平井形成一种合理的水力压裂布缝设计方法。
发明内容
本发明针对目前注水开发井网内新钻的加密水平井尚无有效、成熟的水力压裂人工裂缝布缝方法，本发明提供了一种立足于充分动用老油田剩余油、同时避免与水线及老井沟通的注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法，为油田的二次有效开发提供新途径。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法，包括以下步骤：
S1，收集新钻水平井钻进过程资料，水平段的测井综合成果及周边参数井目的层段的岩芯分析资料；
S2，根据S1收集的新钻水平井钻进过程和新钻水平井水平段的测井综合成果，确定目的层段的有效水平段改造长度，进而确定水力裂缝的布缝方式；
S3，根据井网中水线位置、新钻水平井钻进过程中收集的钻井溢流点及溢流量及周边老井人工裂缝情况，并结合步骤S2所述水力裂缝的布缝方式及目的层段施工排量，以最大化动用剩余油为原则，同时避免压后出现水淹层或与原井网条件下的老裂缝沟通，优化人工裂缝布缝的最合理位置；
S4，根据周边参数井目的层段的岩芯分析资料分析目的层段水平两向主应力差及储隔层应力差，确定目的层段施工排量范围，进而结合井下微地震监测，确定不同施工排量下裂缝带宽；
S5，根据步骤S3所确定的人工裂缝布缝的最合理位置，及步骤S4所确定的不同施工排量下裂缝带宽，优化水力压裂人工裂缝带长的最佳值。
进一步地，所述步骤S1中收集的资料具体包括：
S101.新钻水平井钻进过程中，收集完钻井的水平段长度，钻进至目的层中的溢流点、溢流量大小，并记录于钻井完井卡片中；
S102. 水平段的测井综合成果，包括目的层渗透率，孔隙度，含油饱和度，泥质含量、完井电测参数，以及干层段、高泥质含量层段、已水洗层段的水平段长度；
S103. 所述周边参数井包括勘探井、评价井及骨架井，周边参数井目的层段的岩芯分析资料包括目的层段水平最大主应力值、水平最小主应力值、储隔层应力差值。
进一步地，所述步骤S2中有效水平段改造长度是指相邻的两个溢流点或两条水线间水平段长度之和，减去测井成果中的干层段、高泥质含量层段、已水洗层段的水平段长度。
具体地，所述步骤S2中测井成果中的干层段、高泥质含量层段、已水洗层段的水平段长度分别通过以下步骤获得：
S201. 干层段的水平段长度可由综合测井图直接读取；
S202. 高泥质含量层段为综合测井图成果中泥质含大于20%的层段或自然伽玛大于120API层段，高泥质含量层段的水平段长度可在综合测井图中直接读取；
S203. 已水洗层段指是已被注入水驱替过的层段，已水洗层段的水平段长度可由综合测井图成果中直接读取或是与周边老井的原始测井成果图对比得到，当出现声波时差变大且4米电阻变小即可判断，该区水平段已被水洗。
进一步地，所述步骤S2中水力裂缝的布缝方式分为三种情况，第一种，当有效水平段改造长度小于100m时，采用单段单簇布缝方式；当有效水平段改造长度小于200m、大于100m时，采用单段两簇布缝方式，两簇间的间距为15～20m；当有效水平段改造长度大于200m时，采用单段单簇+单段多簇混合布缝方式，且簇间距宜为5～10m。
进一步地，所述步骤S3中优化人工裂缝布缝的最合理位置包括以下步骤：
S301：确定水线位置，水线位置指的是在特低渗透、超低渗透油田，原井网中的多个注水井在连线方向上沟通形成水线，所形成的水线具有与注水井连通，表现为相对高压区即为井网中的水线位置；
S302：确定钻井溢流点及溢流量，所述钻井溢流点及溢流量由收集的新钻水平井钻进过程资料中直接读取；
S303：确定周边老井人工裂缝位置，由该井裂缝的起点位置与裂缝的延伸方位确定；所述裂缝的起点位置即为布井的射孔位置，裂缝的延伸方位由井下微地震资料测得或由该区块的原始地层最大水平主应力确定；
S304：选择人工裂缝布缝的最合理位置，所述人工裂缝布缝的最合理位置为最大程度动用剩余油位置；选择人工裂缝布缝的最合理位置的实施方法为首先确定避开见水风险位置、周边老井人工裂缝位置及所需避开的距离，并根据段间距的设计原则，进一步选择合理的人工裂缝布缝位置。
具体地，所述步骤S304中选择人工裂缝布缝的最合理位置的实施方法包括以下步骤：
S3041：避开见水风险位置及避开距离的确定，所述见水风险位置即步骤S301所确定的水线位置、步骤203所述已水洗层段，以及钻井溢流位置，所述钻井溢流位置可由完井卡片只直接读取，其判断方法是钻井过程中，进入井筒的钻井液用量小于返出井筒量时的钻井深度位置；避开的距离为该新钻水平井人工裂缝带宽的1.5～2.0倍；
S3042：确定避开周边老井人工裂缝距离为该新钻水平井人工裂缝带宽的1.0倍；
S3043：确定段间距，所述段间距的设计原则为段间距要求大于人工裂缝带宽，可为人工裂缝带宽的1.5倍；段间距具体是根据步骤S2中水力裂缝的三种布缝方式及目的层段施工排量确定的；
S3044、综合步骤S3041-S3043确定合理的人工裂缝布缝位置。
进一步地，所述步骤S4中目的层段施工排量包括限制裂缝高度的最小施工排量Q1、形成复杂裂缝的最小施工排量Q2及形成单一裂缝破裂时的施工排量Q3；所述目的层段施工排量范围的确定方法包括，
步骤S401，先确定限制裂缝高度的最小施工排量Q1、形成复杂裂缝的最小施工排量Q2及形成单一裂缝破裂时的施工排量Q3；
步骤S402，然后由井下微地震测试资料，可直接读取以上3个施工排量下的裂缝带宽。
具体地，所述限制裂缝高度的最小施工排量Q1、形成复杂裂缝的最小施工排量Q2及形成单一裂缝破裂时的施工排量Q3的确定方法包括，
方法一：直接测试方法，即通过物理试验，对目的层段岩心按照不同排量注入，随着注入排量的增大，开始破裂时的施工排量即为Q3、开始开启微裂缝形成复杂裂缝的最小施工排量即为Q2、开始突破隔层时的施工排量即为Q1；
方法二：压裂软件模拟计算法，利用所述收集的周边参数井目的层段的水平两向主应力值、储隔层应力差，设定好最小水平主应力值、最大水平主应力值、储隔层应力差值，由Pracpro、stimplan、petrel压裂软件分别计算得到限制裂缝高度的最小施工排量Q1、形成复杂裂缝的最小施工排量Q2及形成单一裂缝破裂时的施工排量Q3。
进一步地，所述步骤S5中人工裂缝带长最佳值的优化方法为，设计与水线或溢流点、已水洗层段及原井网老裂缝相邻的人工裂缝带长按井网中井距的50%优化，其它裂缝带长按井网中井距的80%～100%优化。
采用上述技术方案，本发明的优点如下：
一是能有效、更大程度的动用剩余油，获取更多工业原油；
二是可避免与注水井之间已形成的水线沟通，同时利用注入水的能量补充，最大化的提高单井产量，减小递减幅度；
三是避免与原井网条件下的老井沟通，干扰老井对原油生产的贡献，提高油田整体调整开发的效果。
除此之外，本发明所述方法在现场应用时，单井产量明显提升、投资成本明显减小，主要表现为：
（1）单井产量提高2.4倍，且产量稳定、递减小，含水明显低于周边老井；
（2）以井组为单元，利用加密水平井所布人工裂缝增大了与剩余油的接触面积，在动用相同剩余油条件下，较采用定向井或直井部署，少钻加密井2～6口井，节省了相应的钻井进尺（主要为直井段进尺）、套管、征地等相关配套费用。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例1
本实施例涉及一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法，包括以下步骤：
S1，收集新钻水平井钻进过程资料，水平段的测井综合成果及周边参数井目的层段的岩芯分析资料；
S2，根据S1收集的新钻水平井钻进过程和新钻水平井水平段的测井综合成果，确定目的层段的有效水平段改造长度，进而确定水力裂缝的布缝方式；
S3，根据井网中水线位置、新钻水平井钻进过程中收集的钻井溢流点及溢流量及周边老井人工裂缝情况，并以最大化动用剩余油为原则，同时避免压后出现水淹层或与原井网条件下的老裂缝沟通，优化人工裂缝布缝的最合理位置；
S4，根据周边参数井目的层段的岩芯分析资料分析目的层段水平两向主应力差及储隔层应力差，确定目的层段施工排量范围，进而结合井下微地震监测，确定不同施工排量下的单段人工裂缝的带宽及不同位置人工裂缝形态及带宽；
S5，根据井网中水线特征、井网中井距，优化水力压裂人工裂缝带长的最佳值。
本发明主要是立足于注水开发井网老区明确的油水关系，首先，以整体井网为单元，明确水驱现状、未动用剩余油分布情况、老井网条件下老井人工裂缝展布现状；再次结合储层物性计算已注入水波及范围、原井网条件下老裂缝原油渗流带；在此基础上对水力压裂的布缝位置、水力压裂人工裂缝的关键参数等进行合理优化，达到油田二次开发提高单井产量及整体开发效果的方法。
实施例2
在实施例1的基础上，进一步地，上述S1步骤S1中收集新钻水平井钻进过程资料，水平段的测井综合成果及周边参数井目的层段的岩芯分析资料，具体包括：
S101.新钻水平井钻进过程中，收集完钻井的水平段长度，钻进至目的层中的溢流点、溢流量大小，并记录于钻井完井卡片中；
S102. 水平段的测井综合成果，包括目的层渗透率，孔隙度，含油饱和度，泥质含量、完井电测参数，以及干层段、高泥质含量层段、已水洗层段的水平段长度；
S103. 所述周边参数井包括勘探井、评价井及骨架井，且这类井以直井为主，周边参数井目的层段的岩芯分析资料包括目的层段水平最大主应力值、水平最小主应力值、储隔层应力差值。
实施例3
在上述实施例的基础上，进一步地，所述步骤S2中有效水平段改造长度是指相邻的两个溢流点或两条水线间水平段长度之和，减去测井成果中的干层段、高泥质含量层段、已水洗层段的水平段长度。
具体地，所述测井成果中的干层段、高泥质含量层段、已水洗层段的水平段长度分别通过以下步骤获得：
S201. 干层段的水平段长度可由综合测井图直接读取；
S202. 高泥质含量层段为综合测井图成果中泥质含大于20%的层段或自然伽玛大于120API层段，高泥质含量层段的水平段长度可在综合测井图中直接读取；
S203. 已水洗层段指是已被注入水驱替过的层段，已水洗层段的水平段长度可由综合测井图成果中直接读取或是与周边老井的原始测井成果图对比得到，当出现声波时差变大且4米电阻变小即可判断，该区水平段已被水洗。
进一步地，所述步骤S2中水力裂缝的布缝方式分为三种情况，第一种，当有效水平段改造长度小于100m时，采用单段单簇布缝方式；当有效水平段改造长度小于200m、大于100m时，采用单段两簇布缝方式，两簇间的间距为15～20m；当有效水平段改造长度大于200m时，采用单段单簇+单段多簇混合布缝方式，且簇间距宜为5～10m。
实施例3
在上述实施例的基础上，进一步地，所述步骤S3中优化人工裂缝布缝的最合理位置包括以下步骤：
S301：确定水线位置，水线位置指的是在特低渗透（1mD＜渗透率＜10mD）、超低渗透油田（0.3mD＜渗透率＜1mD），原井网中的多个注水井在连线方向上沟通形成水线，所形成的水线具有与注水井连通，表现为相对高压区（常与注水井注水压力相当），如果人工裂缝延伸至该区，则会引起压裂井水淹，动用不了剩余油；
S302：确定钻井溢流点及溢流量，所述钻井溢流点及溢流量由收集的新钻水平井钻进过程资料中直接读取；根据经验一般初始溢流量大于3m3/h且无减小趋势，表明钻进过程中钻遇到了注水水线；
S303：确定周边老井人工裂缝位置，周边老井人工裂缝指的是原井网条件下老井采用水力压裂后形成的人工裂缝，常表现为两种情况，即一种情况是该裂缝内已处于高水饱区（大于80%），所采出的油为高含水；另一种情况是该裂缝处于低水饱区，仍是采油的主贡献区；具体地，周边老井人工裂缝的位置由该井裂缝的起点位置与裂缝的延伸方位确定；所述裂缝的起点位置即为布井的射孔位置，裂缝的延伸方位由井下微地震资料测得或由该区块的原始地层最大水平主应力确定；
S304：选择人工裂缝布缝的最合理位置，所述人工裂缝布缝的最合理位置为最大程度动用剩余油位置；选择人工裂缝布缝的最合理位置的实施方法为首先确定避开见水风险位置、周边老井人工裂缝位置及所需避开的距离，并根据段间距的设计原则，进一步选择合理的人工裂缝布缝位置。
具体地，所述步骤S304中选择人工裂缝布缝的最合理位置的实施方法包括以下步骤：
S3041：避开见水风险位置及避开距离的确定，所述见水风险位置即步骤S301所确定的水线位置、步骤203所述已水洗层段，以及钻井溢流位置，所述钻井溢流位置可由完井卡片只直接读取，其判断方法是钻井过程中，进入井筒的钻井液用量小于返出井筒量时的钻井深度位置；避开的距离为该新钻水平井人工裂缝带宽的1.5～2.0倍；
S3042：确定避开周边老井人工裂缝距离为该新钻水平井人工裂缝带宽的1.0倍；
S3043：确定段间距，段间距的设计原则为段间距要求大于人工裂缝带宽，具体地，段间距的确定是根据步骤S2中水力裂缝的三种布缝方式及目的层段施工排量确定的；
S3044、综合步骤S3041-S3043确定合理的人工裂缝布缝位置。
步骤S3主要考虑避免与水线及溢流点沟通，形成无效压裂或压裂后生产井主要表现为高含水或爆性水淹。
实施例4
在上述实施例的基础上，进一步地，所述步骤S4中目的层段施工排量包括限制裂缝高度的最小施工排量Q1、形成复杂裂缝的最小施工排量Q2及形成单一裂缝破裂时的施工排量Q3；所述目的层段施工排量范围的确定方法包括，
步骤S401，先确定限制裂缝高度的最小施工排量Q1、形成复杂裂缝的最小施工排量Q2及形成单一裂缝破裂时的施工排量Q3；
步骤S402，然后由井下微地震测试资料，可直接读取以上3个施工排量下的裂缝带宽。
步骤S4中获取“目的层水平两向应力差及储隔层应力差”主要是为了优化裂缝带宽，确定出避免裂缝高度上失控（即限制裂缝高度）的最小施工排量Q1、形成复杂裂缝的最小施工排量Q2及形成单一裂缝破裂时的施工排量Q3，其确定原理是根据随注入排量的增加，裂缝净压力增加来直接测试或通过目前常用的Pracpro、stimplan、petrel压裂软件模拟计算得到，具体方法包括，
方法一：直接测试方法，即通过物理试验，对目的层段岩心按照不同排量注入，随着注入排量的增大，开始破裂时的施工排量即为Q3、开始开启微裂缝形成复杂裂缝的最小施工排量即为Q2、开始突破隔层时的施工排量即为Q1；
方法二：压裂软件模拟计算法，利用所述收集的周边参数井目的层段的水平两向主应力值、储隔层应力差，设定好最小水平主应力值、最大水平主应力值、储隔层应力差值，由Pracpro、stimplan、petrel压裂软件分别计算得到限制裂缝高度的最小施工排量Q1、形成复杂裂缝的最小施工排量Q2及形成单一裂缝破裂时的施工排量Q3。
在此基础上，进一步地，由于单一裂缝较复杂裂缝易于控制人工裂缝的带宽、长度参数，在与水线或溢流点及周边老井裂缝相邻的人工裂缝宜设计为单一裂缝；中间裂缝为了最大化与剩余油接触，动用更多剩余油，宜设计为复杂裂缝；优化单一裂缝的施工排量在Q3与Q2之间，并通过井下微地震监测，可确定裂缝带宽（进一步反算与水线、溢流点、老井裂缝相邻人工裂缝位置）；复杂裂缝的施工排量在Q1与Q2之间，并可通过井下微地震监测确定裂缝带宽（可确定中间裂缝之间的间距，要求间距略大于裂缝带宽，经验值为大于5m）；具体方法为：若是三种布缝方式第一种，当有效水平段改造长度小于100m时，采用单段单簇布缝方式，施工排量在Q3与Q2之间，段间距为施工排量Q2条件下人工裂缝带宽的1.5倍。当有效水平段改造长度小于200m、大于100m时，采用单段两簇布缝方式，两簇间的间距为15～20m，施工排量在Q3与Q2之间，段间距为施工排量Q2条件下人工裂缝带宽的1.5倍。当有效水平段改造长度大于200m采用单段单簇+单段多簇混合布缝方式，其中多簇间距宜为5～10m，其与水线、溢流点、已水洗段相邻的人工裂缝设计为单一裂缝，施工排量在Q3与Q2之间，距离以上风险点的间距为施工排量Q2条件下人工裂缝带宽的1.5倍；其周边老井人工裂缝相邻的新钻水平井的人工裂缝设计为单一裂缝，施工排量在Q3与Q2之间，间距为施工排量Q2条件下人工裂缝带宽的1.0倍；远离水线、溢流点、已水洗段、周边老井人工裂缝的新钻水平井的人工裂缝设计为单段多簇，施工排量在Q1与Q2之间，段间距为施工排量Q1条件下人工裂缝带宽的1.5倍。
实施例5
在上述实施例的基础上，进一步地，所述步骤S5中人工裂缝带长最佳值的优化方法为，设计与水线或溢流点、已水洗层段及原井网老裂缝相邻的人工裂缝带长按井网中井距的50%优化，其它裂缝带长按井网中井距的80%～100%优化。
进一步地，步骤S5中裂缝带长的优化，根据老区长期生产及注采关系的相对复杂，同时考虑到与水线或溢流点及现有老裂缝周边就地应力与原始地应力存在一定变化，为了使人工裂缝合理且可控，设计与水线或溢流点及现有老裂缝最近的人工裂缝带长按井网井距的50%优化，其它裂缝带长按井距的80%～100%优化；
进一步地，步骤S6中裂缝导流能力等常规参数，按现已成熟的水力压裂理论体系优化。
实施例6
本实施例提供了一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法在实际应用时，包括以下步骤：
S1，收集新钻水平井钻进过程资料，水平段的测井综合成果及周边参数井目的层段的岩芯分析资料，具体包括：
S101.新钻水平井钻进过程中，收集完钻井的水平段长度，钻进至目的层中的溢流点、溢流量大小，并记录于钻井完井卡片中；
S102. 水平段的测井综合成果，包括目的层渗透率，孔隙度，含油饱和度，泥质含量、完井电测参数（由常规完钻井下套管前进行的电测获得，要求包括自然电位、自然伽玛、4米电阻、声波时差；），以及干层段、高泥质含量层段、已水洗层段的水平段长度；
S103. 所述周边参数井包括勘探井、评价井及骨架井，且这类井以直井为主，周边参数井目的层段的岩芯分析资料包括目的层段水平最大主应力值、水平最小主应力值、储隔层应力差值；
S2，根据S1收集的新钻水平井钻进过程和新钻水平井水平段的测井综合成果，确定所述目的层段的有效水平段改造长度，进而确定水力裂缝的布缝方式；具体地，测井成果中的干层段、高泥质含量层段、已水洗层段的水平段长度分别通过以下步骤获得：
S201. 干层段的水平段长度可由综合测井图直接读取；
S202. 高泥质含量层段为综合测井图成果中泥质含大于20%的层段或自然伽玛大于120API层段，高泥质含量层段的水平段长度可在综合测井图中直接读取；
S203. 已水洗层段指是已被注入水驱替过的层段，已水洗层段的水平段长度可由综合测井图成果中直接读取或是与周边老井的原始测井成果图对比得到，当出现声波时差变大且4米电阻变小即可判断，该区水平段已被水洗；
进一步地，该步骤中水力裂缝的布缝方式分为三种情况，第一种，当有效水平段改造长度小于100m时，采用单段单簇布缝方式；当有效水平段改造长度小于200m、大于100m时，采用单段两簇布缝方式，两簇间的间距为15～20m；当有效水平段改造长度大于200m时，采用单段单簇+单段多簇混合布缝方式，且簇间距宜为5～10m。
S3，根据井网中水线位置、新钻水平井钻进过程中收集的钻井溢流点及溢流量及周边老井人工裂缝情况，并结合步骤S2中水力裂缝的布缝方式及目的层段施工排量范围，以最大化动用剩余油为原则，同时避免压后出现水淹层或与原井网条件下的老裂缝沟通，优化人工裂缝布缝的最合理位置；所述新钻水平井是在现在已有的、正采用注水方式开发的井网中，相对于该井网中现有的生产井，重新钻出的新井，其井型为水平井，完钻时间晚于该井网中现有的生产井，周边老井是该注水开发井网中的生产井，井型为直井或定向井；
进一步地，所述步骤S3中优化人工裂缝布缝的最合理位置包括以下步骤：
S301：确定水线位置，水线位置指的是在特低渗透（1mD＜渗透率＜10mD）、超低渗透油田（0.3mD＜渗透率＜1mD），原井网中的多个注水井在连线方向上沟通形成水线，所形成的水线具有与注水井连通，表现为相对高压区（常与注水井注水压力相当），如果人工裂缝延伸至该区，则会引起压裂井水淹，动用不了剩余油；
S302：确定钻井溢流点及溢流量，所述钻井溢流点及溢流量由收集的新钻水平井钻进过程资料中直接读取；根据经验一般初始溢流量大于3m3/h且无减小趋势，表明钻进过程中钻遇到了注水水线；
S303：确定周边老井人工裂缝位置，由该井裂缝的起点位置与裂缝的延伸方位确定；所述裂缝的起点位置即为布井的射孔位置，裂缝的延伸方位由井下微地震资料测得或由该区块的原始地层最大水平主应力确定；
S304：选择人工裂缝布缝的最合理位置，即最大程度动用剩余油位置；选择人工裂缝布缝的最合理位置的实施方法包括以下步骤：
S3041：避开见水风险位置及避开距离的确定，所述见水风险位置即步骤S301所确定的水线位置、步骤203所述已水洗层段，以及钻井溢流位置，所述钻井溢流位置可由完井卡片只直接读取，其判断方法是钻井过程中，进入井筒的钻井液用量小于返出井筒量时的钻井深度位置；避开的距离为该新钻水平井人工裂缝带宽的1.5～2.0倍；
S3042：确定段间距，所述段间距的设计原则为段间距要求大于人工裂缝带宽；段间距具体是根据步骤S2中水力裂缝的三种布缝方式及目的层段施工排量范围确定的；
S3043：段间距的设计原则为段间距要求大于人工裂缝带宽，可为人工裂缝带宽的1.5倍。
S3044、综合步骤S3041-S3043确定合理的人工裂缝布缝位置；
S4，根据周边参数井目的层段的岩芯分析资料分析目的层段水平两向主应力差及储隔层应力差，确定目的层段施工排量范围，进而结合井下微地震监测，确定不同施工排量下的单段人工裂缝的带宽及不同位置人工裂缝形态及带宽；所述目的层段施工排量范围的确定方法包括，
步骤S401，先确定限制裂缝高度的最小施工排量Q1、形成复杂裂缝的最小施工排量Q2及形成单一裂缝破裂时的施工排量Q3；具体可采用方法一：直接测试方法，即通过物理试验，对目的层段岩心按照不同排量注入，随着注入排量的增大，开始破裂时的施工排量即为Q3、开始开启微裂缝形成复杂裂缝的最小施工排量即为Q2、开始突破隔层时的施工排量即为Q1；或方法二：压裂软件模拟计算法，利用所述收集的周边参数井目的层段的水平两向主应力值、储隔层应力差，设定好最小水平主应力值、最大水平主应力值、储隔层应力差值，由Pracpro、stimplan、petrel压裂软件分别计算得到限制裂缝高度的最小施工排量Q1、形成复杂裂缝的最小施工排量Q2及形成单一裂缝破裂时的施工排量Q3。
步骤S402，然后由井下微地震测试资料，可直接读取以上3个施工排量下的裂缝带宽；
S5，根据井网中水线特征、井网中井距，优化水力压裂人工裂缝带长的最佳值，具体优化方法为，设计与水线或溢流点、已水洗层段及原井网老裂缝相邻的人工裂缝带长按井网中井距的50%优化，其它裂缝带长按井网中井距的80%～100%优化。
本发明方法现场应用时，单井产量明显提升、投资成本明显减小，主要表现为：
（1）单井产量提高2.4倍，且产量稳定、递减小，含水明显低于周边老井；
（2）以井组为单元，利用加密水平井所布人工裂缝增大了与剩余油的接触面积，在动用相同剩余油条件下，较采用定向井或直井部署，少钻加密井2～6口井，节省了相应的钻井进尺（主要为直井段进尺）、套管、征地等相关配套费用。
综上所述，本发明属于采油工程中油田二次开发领域，为水线明显、注水已难以形成有效水驱的老区，提供了一种注水开发井网内部署水平井的水力压裂布缝优化方法，该方法不仅能有效、更大程度的动用剩余油，获取更多工业原油；而且可避免与注水井之间已形成的水线沟通，同时利用注入水的能量补充，最大化的提高单井产量，减小递减幅度；还可避免与原井网条件下的老井沟通，干扰老井对原油生产的贡献，提高油田整体调整开发的效果。
在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。本实施例没有详细叙述的结构及方法属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (10)

1.一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，收集新钻水平井钻进过程资料、水平段的测井综合成果及周边参数井目的层段的岩芯分析资料；
S2，根据步骤S1收集的新钻水平井钻进过程和新钻水平井水平段的测井综合成果，确定目的层段的有效水平段改造长度，进而确定水力裂缝的布缝方式；
S3，根据井网中水线位置、新钻水平井钻进过程中收集的钻井溢流点及溢流量及周边老井人工裂缝情况，并结合步骤S2所述水力裂缝的布缝方式及目的层段施工排量，以最大化动用剩余油为原则，同时避免压后出现水淹层或与原井网条件下的老裂缝沟通，优化人工裂缝布缝的最合理位置；
S4，根据周边参数井目的层段的岩芯分析资料分析目的层段水平两向主应力差及储隔层应力差，确定目的层段施工排量范围，进而结合井下微地震监测，确定不同施工排量下裂缝带宽；
S5，根据步骤S3所确定的人工裂缝布缝的最合理位置，及步骤S4所确定的不同施工排量下裂缝带宽，优化水力压裂人工裂缝带长的最佳值。
2.根据权利要求1所述的一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法，其特征在于，所述步骤S1中收集的资料具体包括：
S101.新钻水平井钻进过程中，收集完钻井的水平段长度，钻进至目的层中的溢流点、溢流量大小，并记录于钻井完井卡片中；
S102.水平段的测井综合成果，包括目的层渗透率、孔隙度、含油饱和度、泥质含量、完井电测参数，以及干层段、高泥质含量层段、已水洗层段的水平段长度；
S103. 所述周边参数井包括勘探井、评价井及骨架井，周边参数井目的层段的岩芯分析资料包括目的层段水平最大主应力值、水平最小主应力值及储隔层应力差值。
3.根据权利要求1所述的一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法，其特征在于：所述步骤S2中有效水平段改造长度是指相邻的两个溢流点或两条水线间水平段长度之和，减去测井成果中的干层段、高泥质含量层段及已水洗层段的水平段长度。
4.根据权利要求3所述的一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法，其特征在于，所述步骤S2中测井成果中的干层段、高泥质含量层段、已水洗层段的水平段长度分别通过以下步骤获得：
S201. 干层段的水平段长度可由综合测井图直接读取；
S202. 高泥质含量层段为综合测井图成果中泥质含大于20%的层段或自然伽玛大于120API层段，高泥质含量层段的水平段长度可在综合测井图中直接读取；
S203. 已水洗层段指是已被注入水驱替过的层段，已水洗层段的水平段长度可由综合测井图成果中直接读取或是与周边老井的原始测井成果图对比得到，当出现声波时差变大且4米电阻变小即可判断，该区水平段已被水洗。
5.根据权利要求4所述的一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法，其特征在于：所述步骤S2中水力裂缝的布缝方式分为三种情况，第一种，当有效水平段改造长度小于100m时，采用单段单簇布缝方式；第二种，当有效水平段改造长度小于200m、大于100m时，采用单段两簇布缝方式，两簇间的间距为15～20m；第三种，当有效水平段改造长度大于200m时，采用单段单簇+单段多簇混合布缝方式，且簇间距为5～10m。
6.根据权利要求5所述的一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法，其特征在于，所述步骤S3中优化人工裂缝布缝的最合理位置包括以下步骤，
S301：确定水线位置，水线位置指的是在特低渗透、超低渗透油田，原井网中的多个注水井在连线方向上沟通形成水线，所形成的水线具有与注水井连通，表现为相对高压区即为井网中的水线位置；
S302：确定钻井溢流点及溢流量，所述钻井溢流点及溢流量由收集的新钻水平井钻进过程资料中直接读取；
S303：确定周边老井人工裂缝位置，由该井裂缝的起点位置与裂缝的延伸方位确定；所述裂缝的起点位置即为布井的射孔位置，裂缝的延伸方位由井下微地震资料测得或由该区块的原始地层最大水平主应力确定；
S304：选择人工裂缝布缝的最合理位置，所述人工裂缝布缝的最合理位置为最大程度动用剩余油位置；选择人工裂缝布缝的最合理位置的实施方法为首先确定避开见水风险位置、周边老井人工裂缝位置及所需避开的距离，并根据段间距的设计原则，进一步选择合理的人工裂缝布缝位置。
7.根据权利要求6所述的一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法，其特征在于，所述步骤S304中选择人工裂缝布缝的最合理位置的实施方法包括以下步骤，
S3041：避开见水风险位置及避开距离的确定，所述见水风险位置即步骤S301所确定的水线位置、步骤S203所述已水洗层段，以及钻井溢流位置，所述钻井溢流位置可由完井卡片直接读取；避开的距离为该新钻水平井人工裂缝带宽的1.5～2.0倍；
S3042：确定避开周边老井人工裂缝距离为该新钻水平井人工裂缝带宽的1.0倍；
S3043：确定段间距，所述段间距的设计原则为段间距要大于人工裂缝带宽；段间距具体是根据步骤S2中水力裂缝的三种布缝方式及目的层段施工排量范围确定的；
S3044：综合步骤S3041-S3043确定合理的人工裂缝布缝位置。
8.根据权利要求1所述的一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法，其特征在于：所述目的层段施工排量包括限制裂缝高度的最小施工排量Q1、形成复杂裂缝的最小施工排量Q2及形成单一裂缝破裂时的施工排量Q3；
所述步骤S4中不同施工排量下裂缝带宽的确定方法包括，
步骤S401，先确定限制裂缝高度的最小施工排量Q1、形成复杂裂缝的最小施工排量Q2及形成单一裂缝破裂时的施工排量Q3；
步骤S402，然后由井下微地震测试资料，可直接读取以上3个施工排量下的裂缝带宽。
9.根据权利要求8所述的一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法，其特征在于：所述限制裂缝高度的最小施工排量Q1、形成复杂裂缝的最小施工排量Q2及形成单一裂缝破裂时的施工排量Q3的确定方法包括，
方法一：直接测试方法，即通过物理试验，对目的层段岩心按照不同排量注入，随着注入排量的增大，开始破裂时的施工排量即为Q3、开始开启微裂缝形成复杂裂缝的最小施工排量即为Q2、开始突破隔层时的施工排量即为Q1；
方法二：压裂软件模拟计算法，利用所述收集的周边参数井目的层段的水平两向主应力值、储隔层应力差，设定好最小水平主应力值、最大水平主应力值、储隔层应力差值，由Pracpro、stimplan、petrel压裂软件分别计算得到限制裂缝高度的最小施工排量Q1、形成复杂裂缝的最小施工排量Q2及形成单一裂缝破裂时的施工排量Q3。
10.根据权利要求1所述的一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法，其特征在于：所述步骤S5中人工裂缝带长最佳值的优化方法为，设计与水线或溢流点、已水洗层段及原井网老裂缝相邻的人工裂缝带长按井网中井距的50%优化，其它裂缝带长按井网中井距的80%～100%优化。
CN202010390190.8A 2020-05-11 2020-05-11 一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法 Active CN111648753B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010390190.8A CN111648753B (zh) 2020-05-11 2020-05-11 一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010390190.8A CN111648753B (zh) 2020-05-11 2020-05-11 一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111648753A CN111648753A (zh) 2020-09-11
CN111648753B true CN111648753B (zh) 2022-06-03

Family

ID=72344034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010390190.8A Active CN111648753B (zh) 2020-05-11 2020-05-11 一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111648753B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112282725B (zh) * 2020-11-03 2023-04-07 中国石油天然气股份有限公司 一种水平井交错布缝设计方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL193388C (nl) * 1986-11-12 1999-08-03 Mobil Oil Corp Werkwijze voor het forceren van breuken in een ondergrondse winningsformatie volgens in die formatie aanwezige voorkeursbreekvlakken.
CN104278980B (zh) * 2013-07-09 2016-12-28 中国石油天然气股份有限公司 一种采用改造体积优化致密油水平井缝网参数的方法
CN108266182B (zh) * 2016-12-30 2021-08-31 中国石油天然气股份有限公司 水平井分段压裂的裂缝布缝模式的选择方法和装置
CN108829999B (zh) * 2018-06-26 2022-03-01 重庆科技学院 一种强非均质性致密储层水平井分段压裂布缝优化方法
CN110469309B (zh) * 2019-08-16 2021-08-27 中国石油天然气股份有限公司 一种低压致密油藏补充能量压裂方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111648753A (zh) 2020-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110334868B (zh) 一种耦合流体流动与地质应力预测最优焖井时间的方法
Qun et al. The “fracture-controlled reserves” based stimulation technology for unconventional oil and gas reservoirs
CN105735960B (zh) 一种低渗透油气藏水平井分段多簇压裂簇间距优化方法
CN109209333B (zh) 页岩气多井群高效开采间距优化方法
CN110454135B (zh) 一种小井距、多层系、密切割的长水平井页岩油布井方法
RU2439299C1 (ru) Способ разработки нефтяной залежи
CN105239990A (zh) 一种超低渗致密油藏拟本井侧向驱替水平井布井方法
CN114737943B (zh) 非常规储层立体井网改造方法、装置、设备及介质
CN104278980A (zh) 一种采用改造体积优化致密油水平井缝网参数的方法
CN105317407B (zh) 一种特高含水期表外储层的开发方法
CN108334665B (zh) 一种辫状河储层构型单元定量表征方法
CN111305891B (zh) 煤油气共存矿井立体综合高效精准治理技术方法
CN110259421B (zh) 一种裂缝性的致密油藏注水补充能量方法
CN111080789A (zh) 复杂断块油藏开采区域加密井井位确定方法及装置
CN111648753B (zh) 一种注水开发井网内新钻水平井的水力压裂布缝优化方法
CN105589987A (zh) 断块油藏人工气顶-边水双向驱开发油藏筛选评价方法
CN114357766A (zh) 一种长直井段井网整体体积压裂优化设计方法
CN111396021B (zh) 一种注水开发老油田新钻加密井的布井优化方法
CN113803029B (zh) 煤层气井网的调整方法、装置及计算机可读存储介质
CN114087019A (zh) 一种巨厚非均质砂岩水害区域防治方法
CN113309504A (zh) 一种盐类矿产的带压开采方法
CN113803044B (zh) 一体化设计非常规储层体积压裂与布井方案的方法及系统
RU2513962C1 (ru) Способ разработки нефтяной залежи
CN112282725B (zh) 一种水平井交错布缝设计方法
CN205936553U (zh) 一种对旧井增产改造而形成的新型煤层气井

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant