CN111722285A - 一种基于微地震数据压后页岩气藏建模方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于微地震数据压后页岩气藏建模方法,根据水力裂缝和天然裂缝网络的几何特点,分别采用霍夫变换和离散裂缝粗化技术重构多尺度裂缝系统,建立压后气藏模型。根据本发明的方法建立的模型充分利用了微地震分布信息,重构的裂缝网络更加准确,在此基础上可以更加精确的进行页岩气藏数值模拟,从而更加准确的进行页岩气井产能预测,对开发方案进行设计、调整。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域,尤其涉及一种基于微地震数据建立压后页岩气藏地质模型的方法。
背景技术
由于页岩气藏储层致密低渗的特点,为提高页岩气产能,必须在页岩气开发过程中采用分段压裂水平井技术对页岩储层进行改造。分段压裂技术形成不同尺度的人工水力裂缝沟通天然裂缝网络会显著提高页岩储层的渗透率,对页岩储层内流体流动影响很大,将直接影响气藏开发效果。数值模拟技术是预测气井产能的重要工具。而建立准确的压后页岩气藏模型是利用数值模拟预测产能的基础。
微地震监测是页岩气藏压裂改造领域重要新兴技术,它通过接收、解释水力压裂过程中释放的微地震信号为评估水力压裂改造效果提供依据。现有根据微地震数据建立压后气藏的方法主要可以分为两类:一是根据微地震事件发生的位置及强度信息建立等效双重介质模型;二是连接微地震事件点,建立离散裂缝模型(discrete fracture model,DFM)。以上两种方法都存在一定的不完善之处。第一种方法建立的等效双重介质模型均化了压裂改造区裂缝信息,不能考虑水力裂缝的真实几何信息。水力裂缝是渗流发生的主要通道,对流动影响巨大。忽略水力裂缝的几何信息会一定程度上造成模拟结果的不精确。微地震信号通常只反映水力裂缝开裂导致孔隙压力扩散诱发周围天然裂缝的剪切形变。现有第二类方法直接将微地震事件点相连不足建立离散裂缝模型,不足以反应水力裂缝的真实几何形态。
因此,需要一种新的建模方法以准确构建压后气藏模型。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种在压前页岩气地质模型基础上,根据微地震数据,建立压后页岩气藏的方法。该方法能够根据水力裂缝和天然裂缝网络的几何特点,分别采用霍夫变换和离散裂缝粗化技术重构多尺度裂缝系统,建立压后气藏模型,为后续数值模拟奠定基础。
本发明的基于微地震数据压后页岩气藏建模方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1.数据准备和处理;
步骤2.利用霍夫变换重构水力裂缝;
步骤3.根据微地震的强度,计算裂缝的开度和渗透率;
步骤4.将重构的水力裂缝嵌入至压前地质模型中,建立压后页岩气藏模型。
进一步的,在所述步骤1中,所述数据包括压前地震模型和微地震数据。
进一步的,所述步骤2包括:
步骤2.2.将所有N个微地震事件位置为(x0,y0,z0),(x1,y1,z1)……(xN,yN,zN),强度为M1,M2,…,MN变换至霍夫空间组成方程组
步骤2.3.求解微地震点满足的曲面参数方程组成的超定方程组。
进一步的,所述步骤4包括:
步骤4.1.筛选所有与裂缝片有接触的基质网格;
步骤4.2.生成裂缝平面与基质网格的交面;
步骤4.3.根据裂缝外形剪裁交面;
步骤4.4.计算基质网格-交面的传导率;
步骤4.5.搜索裂缝内部交面的连接,计算交面之间的传导率;
步骤4.6.计算跨裂缝的传导率。
进一步的,在所述2.3中,求解所述超定方程租的方法采用投票函数方法。
进一步的,在所述步骤2.3中,将整个霍夫空间离散为NX×NY×NZ个网格组成的离散霍夫空间,遍历离散霍夫空间内每一个网格,统计步骤2.2中方程所代表曲面和网格相交的个数,记为该网格的投票数V,当V大于微地震事件总数的十分之一时,网格的中心点坐标则为重构裂缝的方位角,倾角和离原点的距离。
进一步的,在所述步骤4.2中,所述交面为多边形,多边形的边数≥3。
与现有技术相比,本发明的基于微地震数据压后页岩气藏建模方法能够基于已经获得的压前地质模型和微地震数据建立压后地质模型,该模型充分利用了微地震分布信息,重构的裂缝网络更加准确。在此基础上可以更加精确的进行页岩气藏数值模拟,从而更加准确的进行页岩气井产能预测,对开发方案进行设计、调整。并且本发明可以直接采用Petrel地质建模软件构建的压前地质模型,无需对压前地质模型进行任何非结构化网格剖分处理,使用更为方便。裂缝基于微地震信息重构之后,直接嵌入至压前地质模型中,无需进行粗化,完全保留了裂缝的分布,走向,开度等细节,使得基于本发明构建的压后地质模型的数值模拟更加精确。
上述技术特征可以各种技术上可行的方式组合以产生新的实施方案,只要能够实现本发明的目的。
附图说明
在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
图1显示了根据本发明的基于微地震数据压后页岩气藏建模方法的流程图;
图2显示了本发明方法中的霍夫变换示意图;
图3显示了本发明方法中将重构裂缝嵌入压前地质模型流程示意图;
图4显示了本发明实施例中微地震分布示意图;
图5显示了本发明实施例中利用本方法建模后模型示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。需要说明的是,只要不构成冲突,本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合,所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
如图1所示,本发明的基于微地震数据压后页岩气藏建模方法,包括以下步骤,
步骤1.数据准备和处理;
所需数据包括压前地质模型和微地震数据,其中,压前地质模型由两组数据定义,角点网格的柱线坐标COORD和网格的上、下表面与柱线交点的深度ZCORN。当压前地质模型的网格数为NX×NY×NZ时(NX、NY和NZ分别为x,y,z方向的网格数),COORD的数量为(NX+1)×(NY+1)×6,ZCORN数量为NX×NY×NZ×8。COORD和ZCORN数据可以通过地质建模软件Petrel导出。
微地震数据包含四列内容,前三列为微地震发生位置的空间坐标(x,y,z),第四列为微地震的强度。微地震数据可由微地震监测设备直接获得。
步骤2.利用霍夫变换重构水力裂缝,具体包括:
步骤2.2.将所有N个微地震事件位置为(x0,y0,z0),(x1,y1,z1)……(xN,yN,zN),强度为M1,M2,…,MN变换至霍夫空间组成方程组
步骤2.3.求解微地震点满足的曲面参数方程组成的超定方程组。
具体的,采用投票函数方法,将整个霍夫空间离散为NX×NY×NZ个网格组成的离散霍夫空间(NX、NY和NZ分别为x,y,z方向的网格数)。遍历离散霍夫空间内每一个网格,统计步骤2.2中方程所代表曲面和该网格相交的个数,记为该网格的投票数V,当V大于微地震事件总数的十分之一时,该网格的中心点坐标则为重构裂缝的方位角,倾角和离原点的距离。
步骤3.根据微地震的强度,计算裂缝的开度和渗透率;
步骤4.将重构的水力裂缝嵌入至压前地质模型中,建立压后页岩气藏模型。
包括:
步骤4.1.筛选所有与裂缝片有接触的基质网格;
步骤4.2.生成裂缝平面与基质网格的交面,交面有可能是三角形、四边形、五边形、六边形等多边形;
步骤4.3.根据裂缝外形剪裁交面;
步骤4.4.计算基质网格-交面的传导率;
步骤4.5.搜索裂缝内部多边形的连接,计算多边形之间的传导率;
步骤4.6.搜索裂缝与裂缝的连接,求出裂缝与裂缝的交线,然后在两个裂缝中分别找到交线穿过的多边形,计算共享交线的多边形之间的传导率。
本发明的方法建立的压后页岩气藏建立压后页岩气藏地质模型,一方面可以直接采用Petrel地质建模软件构建的压前地质模型,无需对压前地质模型进行任何非结构化网格剖分处理,使用更为方便,另一方面充分利用了微地震分布信息重构裂缝,重构的裂缝直接嵌入至压前地质模型中,无需进行粗化,完全保留了裂缝的分布,走向,开度等细节,这使得基于本发明构建的压后地质模型的数值模拟更加精确。
按照本发明提供的基于基于微地震数据压后页岩气藏建模方法,以F气田A平台为例,进行了现场实施。
该区块共有三口井,即A-1HF,A-2HF和A-3HF。三口井井长分别为1468m,1262m,1248m,井距为600m。该井平台共覆盖3.24平方公里面积。储层为五峰-龙马溪组页岩储层,埋深为2550m,储层温度为85摄氏度。储层共划分为9小层,1-5小层为开发储层,厚度为40m,束缚水饱和度40%。对A平台进行了微地震监测来探测裂缝的扩展。图4展示的是A平台微地震的分布情况。在平面上,微地震事件分布在井周围250m范围之内。A-2HF和A-3HF微地震事件存在重合区域。在纵向方向上,微地震事件分布均匀,在各个小层中均有分布。图5展示的是利用本发明的方法建立的A平台压后地质模型。
从图4和图5的比较可以看出,利用本发明的方法建立的A平台压后地质模型完全保留了裂缝的分布,走向,开度等细节,压后地质模型的数值模拟更加精确。
至此,虽然本发明所揭露的实施方式如上,但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员,在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (8)
1.一种基于微地震数据压后页岩气藏建模方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1.数据准备和处理;
步骤2.利用霍夫变换重构水力裂缝;
步骤3.根据微地震的强度,计算裂缝的开度和渗透率;
步骤4.将重构的水力裂缝嵌入至压前地质模型中,建立压后页岩气藏模型。
2.根据权利要求1所述的基于微地震数据压后页岩气藏建模方法,其特征在于,在所述步骤1中,所述数据包括压前地震模型和微地震数据。
5.根据权利要求1所述的基于微地震数据压后页岩气藏建模方法,其特征在于,所述步骤4包括:
步骤4.1.筛选所有与裂缝片有接触的基质网格;
步骤4.2.生成裂缝平面与基质网格的交面;
步骤4.3.根据裂缝外形剪裁交面;
步骤4.4.计算基质网格-交面的传导率;
步骤4.5.计算各交面之间的传导率;
步骤4.6.计算跨裂缝的传导率。
6.根据权利要求3所述的基于微地震数据压后页岩气藏建模方法,其特征在于,在所述2.3中,求解所述超定方程租的方法采用投票函数方法。
8.根据权利要求5所述的基于微地震数据压后页岩气藏建模方法,其特征在于,在所述步骤4.2中,所述交面为多边形,多边形的边数≥3。
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