CN112610199A - 一种海上低渗透气田压裂技术选井选层方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种海上低渗透气田压裂技术选井选层方法和系统，包括以下步骤：S1根据选井选层标准建立预选数据集；S2建立预选数据集中各单井的压裂气井门槛产气量与储层物性下限值关系式；S3获得压裂区域地层压力及压裂井的井底流压，根据经济参数计算不同单井压裂费用及不同气价对应的压裂经济门槛产气量；S4使压裂经济门槛产气量等于压裂气井门槛产气量，并将压裂区域地层压力及压裂井的井底流压带入上述关系式，获得压裂对应的储层物性下限值；S5根据储层物性下限值在预选数据集中进行选井选层。其给出了压裂技术门槛产气量及储层物性下限值，可提高海上压裂技术应用的代表性和经济性，规避风险。

Description

一种海上低渗透气田压裂技术选井选层方法和系统
技术领域
本发明涉及一种海上低渗透气田压裂技术选井选层方法和系统，属于气田勘探技术领域。
背景技术
随着气田的进一步勘探开发，低渗透气田所占的比例越来越大。压裂技术是低渗气田高效开发的一项技术利器，截至目前海上低渗透气田压裂井数相对陆地较少，还未形成一套适用于海上气田压裂选井选层经济有效的方法。现有压裂技术选井选层方法主要针对陆地气田，压裂经济门槛值较低，储层物性下限值亦较低。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种海上低渗透气田压裂技术选井选层方法和系统，其根据渗透率、含气饱和度、净毛比等参数，给出了压裂技术门槛产气量及储层物性下限值，可提高海上压裂技术应用的代表性和经济性，规避风险。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种海上低渗透气田压裂技术选井选层方法，包括以下步骤：S1根据选井选层标准建立预选数据集；S2建立预选数据集中各单井的压裂气井门槛产气量与储层物性下限值关系式；S3获得压裂区域地层压力及压裂井的井底流压，根据经济参数计算不同单井压裂费用及不同气价对应的压裂经济门槛产气量；S4使压裂经济门槛产气量等于压裂气井门槛产气量，并将步骤S3中获得的压裂区域地层压力及压裂井的井底流压带入步骤S2中关系式，获得压裂对应的储层物性下限值；S5根据储层物性下限值在预选数据集中进行选井选层。
进一步，步骤S4中储层物性下限值包括：储层渗透率、孔隙度和有效厚度。
进一步，步骤S1中选井标准为：压裂井应满足基本的施工安全、质量及压裂效果要求；选定的压裂井应具备剩余可采储量；选定的压裂井段与断层距离应大于150m；选定的压裂井若为水平井，则其在储层内井眼轨迹方位应与最小水平地应力方位一致；选定的压裂气井含气饱和度高于50％；选定的压裂井与气水边界的距离应确保压裂裂缝不沟通边底水；压裂井目的层段套管固井质量应符合行业标准相关要求。
进一步，步骤S1中选层标准为：选定的目的层位于优势沉积微相或沉积主体部位；选定的目的层应能够承受的地层压力，若目的层相邻层有水层，选定的目的层上下隔层厚度不小于10m；选定的目的层应具有可压性。
进一步，地层压力系数大于0.7；层渗透率大于1mD，净毛比大于30％，或声波时差曲线值大于72μs/ft，密度曲线大于2.48g/cc。
进一步，步骤S2中的关系式根据气井产量计算公式，结合拟表皮系数Sa公式及非达西流系数D公式获得。
进一步，步骤S2中的关系式为：
Figure BDA0002850614750000021
Figure BDA0002850614750000022
其中，Z，T分别为地层条件下的平均气体偏差系数和平均温度；PR为地层压力，MPa；Pwf为井底流压，MPa；K为储层渗透率，mD；ф为储层孔隙度；h为储层有效厚度，m；re为气井供给边界半径，m；rw为井的半径，m；μg为气体粘度，mPa.s；Sa为包含有湍流影响的拟表皮系数；S为气井的真表皮系数；γg为气体的相对密度；D为非达西流系数，(m3/d)-1。
进一步，步骤S3中压裂经济门槛产气量的公式为：
qe＝(2×10-7M2+0.0006M+1.4643)×G-1.01
其中，qe为压裂经济门槛日产气量，万方/天；G为气价，元/方；M为压裂施工费用，万元。
本发明还公开了一种海上低渗透气田压裂技术选井选层系统，包括以下步骤：预选模块，用于根据选井选层标准建立预选数据集；公式建立模块，用于建立预选数据集中各单井的压裂气井门槛产气量与储层物性下限值关系式；参数计算模块，用于根据经济参数计算不同单井压裂费用及不同气价对应的压裂经济门槛产气量、压裂区域地层压力及压裂井的井底流压；下限制计算模块，用于使压裂经济门槛产气量等于压裂气井门槛产气量，并将参数计算模块中获得的压裂区域地层压力及压裂井的井底流压带入公式建立模块中建立的关系式，获得压裂对应的储层物性下限值；选井选层模块，用于根据储层物性下限值在预选数据集中进行选井选层。
进一步，公式建立模块中的关系式为：
Figure BDA0002850614750000023
Figure BDA0002850614750000024
其中，Z，T分别为地层条件下的平均气体偏差系数和平均温度；PR为地层压力，MPa；Pwf为井底流压，MPa；K为储层渗透率，mD；ф为储层孔隙度；h为储层有效厚度，m；re为气井供给边界半径，m；rw为井的半径，m；μg为气体粘度，mPa.s；Sa为包含有湍流影响的拟表皮系数；S为气井的真表皮系数；γg为气体的相对密度；D为非达西流系数，(m3/d)-1。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明可以提高海上压裂技术应用的代表性和经济性，规避风险。2、经压裂技术生产实践证实，采用本发明的气井压裂选井选层，压裂施工后增产明显，该方法具有较强的应用价值。
附图说明
图1是本发明一实施例中不同压裂费用及气价条件下压裂技术日产气量门槛值曲线图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方向，通过具体实施例对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，具体实施方式的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，所用到的术语仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一
本实施例公开了一种海上低渗透气田压裂技术选井选层方法，包括以下步骤：
S1根据选井选层标准建立预选数据集。
其中，选井标准为：压裂井应满足基本的施工安全、质量及压裂效果要求；选定的压裂井应具备剩余可采储量；选定的压裂井段与断层距离应大于150m；选定的压裂井若为水平井，则其在储层内井眼轨迹方位应与最小水平地应力方位一致；选定的压裂气井含气饱和度高于50％；选定的压裂井与气水边界的距离应确保压裂裂缝不沟通边底水；压裂井目的层段套管固井质量应符合行业标准相关要求。
选层标准为：选定的目的层应位于优势沉积微相或沉积主体部位。选定的目的层应具备足够的地层压力，一般推荐地层压力系数大于0.7。若目的层相邻层有水层，选定的目的层上下隔层厚度一般不小于10m。选定的目的层应具有一定的可压性。选定的目的层渗透率一般大于1mD，净毛比一般大于30％，或声波时差曲线值大于72μs/ft、密度曲线大于2.48g/cc。
S2建立预选数据集中各单井的压裂气井门槛产气量与储层物性下限值关系式。
压裂气井门槛产气量与储层物性下限值关系式根据气井产量计算公式，结合拟表皮系数Sa公式及非达西流系数D公式获得。
其中，气井产量qg计算公式为：
Figure BDA0002850614750000041
式中，K为储层渗透率，mD；h为储层有效厚度，m；re为气井供给边界半径，m；rw为井的半径，m；Sa为包含有湍流影响的拟表皮系数；PR为地层压力，MPa；Pwf为井底流压，MPa。
拟表皮系数Sa公式为：
Sa＝S+D×qg
式中，S为气井的真表皮系数；D为非达西流系数，(m3/d)-1。
非达西流系数D公式为：
Figure BDA0002850614750000042
式中，ф为储层孔隙度。
压裂气井门槛产气量与储层物性下限值关系式为：
Figure BDA0002850614750000043
Figure BDA0002850614750000044
其中，Z，T分别为地层条件下的平均气体偏差系数和平均温度；PR为地层压力，MPa；Pwf为井底流压，MPa；K为储层渗透率，mD；ф为储层孔隙度；h为储层有效厚度，m；re为气井供给边界半径，m；rw为井的半径，m；μg为气体粘度，mPa.s；Sa为包含有湍流影响的拟表皮系数；S为气井的真表皮系数；γg为气体的相对密度；D为非达西流系数，(m3/d)-1。
S3如图1所示，获得压裂区域地层压力及压裂井的井底流压，根据经济参数计算不同单井压裂费用及不同气价对应的压裂经济门槛产气量。
压裂经济门槛产气量的公式为：
qe＝(2×10-7M2+0.0006M+1.4643)×G-1.01
其中，qe为压裂经济门槛日产气量，万方/天；G为气价，元/方；M为压裂施工费用，万元。
S4使压裂经济门槛产气量等于压裂气井门槛产气量，并将步骤S3中获得的压裂区域地层压力及压裂井的井底流压带入步骤S2中关系式，获得压裂对应的储层物性下限值。储层物性下限值包括：储层渗透率、孔隙度和有效厚度等参数。
S5根据储层物性下限值在预选数据集中进行选井选层。
实施例二
基于相同的发明构思，本实施例公开了一种海上低渗透气田压裂技术选井选层系统，包括以下步骤：
预选模块，用于根据选井选层标准建立预选数据集；
公式建立模块，用于建立预选数据集中各单井的压裂气井门槛产气量与储层物性下限值关系式；
参数计算模块，用于根据经济参数计算不同单井压裂费用及不同气价对应的压裂经济门槛产气量、压裂区域地层压力及压裂井的井底流压；
下限制计算模块，用于使压裂经济门槛产气量等于压裂气井门槛产气量，并将参数计算模块中获得的压裂区域地层压力及压裂井的井底流压带入公式建立模块中建立的关系式，获得压裂对应的储层物性下限值；
选井选层模块，用于根据储层物性下限值在预选数据集中进行选井选层。
公式建立模块中的关系式为：
Figure BDA0002850614750000051
其中，Z，T分别为地层条件下的平均气体偏差系数和平均温度；PR为地层压力，MPa；Pwf为井底流压，MPa；K为储层渗透率，mD；ф为储层孔隙度；h为储层有效厚度，m；re为气井供给边界半径，m；rw为井的半径，m；μg为气体粘度，mPa.s；Sa为包含有湍流影响的拟表皮系数；S为气井的真表皮系数；γg为气体的相对密度；D为非达西流系数，(m3/d)-1。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。上述内容仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种海上低渗透气田压裂技术选井选层方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1根据选井选层标准建立预选数据集；
S2建立所述预选数据集中各单井的压裂气井门槛产气量与储层物性下限值关系式；
S3获得压裂区域地层压力及压裂井的井底流压，根据经济参数计算不同单井压裂费用及不同气价对应的压裂经济门槛产气量；
S4使压裂经济门槛产气量等于压裂气井门槛产气量，并将步骤S3中获得的压裂区域地层压力及压裂井的井底流压带入步骤S2中所述关系式，获得压裂对应的储层物性下限值；
S5根据所述储层物性下限值在所述预选数据集中进行选井选层。
2.如权利要求1所述的海上低渗透气田压裂技术选井选层方法，其特征在于，所述步骤S4中所述储层物性下限值包括：储层渗透率、孔隙度和有效厚度。
3.如权利要求1所述的海上低渗透气田压裂技术选井选层方法，其特征在于，所述步骤S1中选井标准为：压裂井应满足基本的施工安全、质量及压裂效果要求；选定的压裂井应具备剩余可采储量；选定的压裂井段与断层距离应大于150m；选定的压裂井若为水平井，则其在储层内井眼轨迹方位应与最小水平地应力方位一致；选定的压裂气井含气饱和度高于50％；选定的压裂井与气水边界的距离应确保压裂裂缝不沟通边底水；压裂井目的层段套管固井质量应符合行业标准相关要求。
4.如权利要求3所述的海上低渗透气田压裂技术选井选层方法，其特征在于，所述步骤S1中选层标准为：选定的目的层位于优势沉积微相或沉积主体部位；选定的目的层应能够承受的地层压力，若目的层相邻层有水层，选定的目的层上下隔层厚度不小于10m；选定的目的层应具有可压性。
5.如权利要求4所述的海上低渗透气田压裂技术选井选层方法，其特征在于，所述地层压力系数大于0.7；所述层渗透率大于1mD，净毛比大于30％，或声波时差曲线值大于72μs/ft，密度曲线大于2.48g/cc。
6.如权利要求1-5任一项所述的海上低渗透气田压裂技术选井选层方法，其特征在于，所述步骤S2中的关系式根据气井产量计算公式，结合拟表皮系数Sa公式及非达西流系数D公式获得。
7.如权利要求6所述的海上低渗透气田压裂技术选井选层方法，其特征在于，所述步骤S2中的关系式为：
Figure FDA0002850614740000021
其中，Z，T分别为地层条件下的平均气体偏差系数和平均温度；PR为地层压力，MPa；Pwf为井底流压，MPa；K为储层渗透率，mD；ф为储层孔隙度；h为储层有效厚度，m；re为气井供给边界半径，m；rw为井的半径，m；μg为气体粘度，mPa.s；Sa为包含有湍流影响的拟表皮系数；S为气井的真表皮系数；γg为气体的相对密度；D为非达西流系数，(m3/d)-1。
8.如权利要求1-5任一项所述的海上低渗透气田压裂技术选井选层方法，其特征在于，所述步骤S3中压裂经济门槛产气量的公式为：
qe＝(2×10-7M2+0.0006M+1.4643)×G-1.01
其中，qe为压裂经济门槛日产气量，万方/天；G为气价，元/方；M为压裂施工费用，万元。
9.一种海上低渗透气田压裂技术选井选层系统，其特征在于，包括以下步骤：
预选模块，用于根据选井选层标准建立预选数据集；
公式建立模块，用于建立所述预选数据集中各单井的压裂气井门槛产气量与储层物性下限值关系式；
参数计算模块，用于根据经济参数计算不同单井压裂费用及不同气价对应的压裂经济门槛产气量、压裂区域地层压力及压裂井的井底流压；
下限制计算模块，用于使压裂经济门槛产气量等于压裂气井门槛产气量，并将参数计算模块中获得的压裂区域地层压力及压裂井的井底流压带入公式建立模块中建立的所述关系式，获得压裂对应的储层物性下限值；
选井选层模块，用于根据所述储层物性下限值在所述预选数据集中进行选井选层。
10.如权利要求9所述的海上低渗透气田压裂技术选井选层系统，其特征在于，所述公式建立模块中的关系式为：
Figure FDA0002850614740000022
其中，Z，T分别为地层条件下的平均气体偏差系数和平均温度；PR为地层压力，MPa；Pwf为井底流压，MPa；K为储层渗透率，mD；ф为储层孔隙度；h为储层有效厚度，m；re为气井供给边界半径，m；rw为井的半径，m；μg为气体粘度，mPa.s；Sa为包含有湍流影响的拟表皮系数；S为气井的真表皮系数；γg为气体的相对密度；D为非达西流系数，(m3/d)-1。
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