CN112861218B - 一种致密油藏重复压裂快速等效模拟方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种结合微地震监测数据建立SRV区域的重复压裂快速模拟方法，属于油藏数值模拟技术领域，包括下列步骤：基于地质建模软件Petrel建立的油藏地质模型，利用Petrel RE建立精细网格的致密油藏油水两相数值模拟模型；考虑初次压裂，开展油井重复压裂前生产动态历史拟合；基于历史拟合后的数值模拟Case，建立重启数值模拟模型，开展直井重复压裂前注水增能模拟；以注水增能后的模型的属性场为基础，结合重复压裂时微地震监测数据，建立重复压裂后SRV区域；利用枚举法初始化模型，开展重复压裂后油井生产动态预测。利用本发明的方案，在考虑SRV区域的情况下，可以快速实现致密油藏直井重复压裂效果评价和生产预测，进而指导后续重复压裂井压裂方案设计。
Description
技术领域
本发明属于油藏数值模拟技术领域，具体而言，是一种结合微地震监测结果的直井重复压裂等效模拟和压后生产预测的方法。
背景技术
致密油藏自然产能极低，必须采用水力压裂技术才能获得工业油流。但是初次压裂后致密油藏衰竭开发存在压力和产量递减快的特点。为提高油井产量和区块采收率，在产量递减到一定阶段时，可以采用重复压裂技术提高油井产能。在重复压裂时，可采用压前大规模注水增能补充地层能量和多次缝口暂堵、缝内转向等措施，同时会加大压裂规模，实现体积压裂，最终会形成复杂的压裂缝网。在开展先导试验井的重复压裂后，我们希望快速的评价重复压裂措施的增产效果，以指导后续井的重复压裂。由于缺少生产数据，我们可以借助油藏数值模拟手段对油井的压裂效果进行预测和评估。
目前，适用于致密油藏数值模拟的商业软件包括CMG、ECLIPSE、INTERSECT等模拟器。但是，针对重复压裂过程，数值模拟过程中的水力裂缝形态仍然缺乏准确的描述。此外，体积压裂通常会形成一个SRV(Stimulated Reservoir Volume)区域，而并不是简单的水力裂缝。而常采用的局部网格加密方法和非结构化网格方法要实现体积压裂缝网的描述十分困难，且由于网格尺度和形状的差异，会极大的降低模拟运算速度。本发明目的在于结合致密油藏中直井集团重复压裂时微地震监测数据，提出一种直井集团重复压裂的等效模拟方法，以便快速实现致密油藏直井重复压裂效果评价和生产预测，进而指导后续重复压裂井压裂方案设计。
发明内容
为解决前述问题，本发明提出了一种基于微地震监测的致密油藏重复压裂快速等效模拟的方法，其考虑了压裂过程中产生的SRV区域，能够实现致密油藏重复压裂的快速、等效模拟。
本发明的技术方案如下：一种结合微地震监测数据建立SRV区域的重复压裂快速模拟方法，包括下列步骤：
S1、利用地质建模软件Petrel建立油藏地质模型，随后基于地质模型利用PetrelRE建立精细网格的致密油藏油水两相数值模拟模型；
S2、利用步骤S1中的数值模拟模型，考虑初次压裂，开展油井重复压裂前生产动态历史拟合，得到重复压裂前的数值模拟Case；
S3、基于步骤S2得到的Case，建立重启数值模拟模型，依据直井实际设计注入量，开展直井重复压裂前注水增能模拟；
S4、以步骤S3中注水增能模拟后的模型的属性场为基础，结合步骤S1中建立的地质模型以及重复压裂时微地震监测数据，建立重复压裂后SRV区域；
S5、采用枚举法，结合步骤S4中建立的SRV区域，建立重复压裂后的数值模拟模型，开展重复压裂后油井生产动态模拟。
其中，所述的步骤S2的具体步骤如下：
S21、依据初次压裂的微地震监测数据，在井工程设计(well engineering)部分，给定水力裂缝的缝长、缝高、缝宽和裂缝导流能力，建立平面裂缝；
S22、采用平衡初始化(Equilibration)方法，建立初始压力分布场和饱和度分布场；
S23、采用注水方法模拟初次压裂的压裂液注入过程；
S24、通过调整水力裂缝的缝长、裂缝导流能力、油井附近基质的渗透率、油水相对渗透率曲线、注水量来拟合油井的产油量、产水量和井底流压。
其中，所述的步骤S4的具体步骤如下：
S41、将重启模型注水增能模拟结束后的含油饱和度、含水饱和度和地层压力分布，通过Convert to 3D gridproperty导入到步骤S1建立的原始地质模型中；
S42、检查直井重复压裂过程微地震监测数据的准确性和可靠性，剔除异常值点，统计各井微地震监测的裂缝网络左右两翼的水力裂缝长度、裂缝网络高度、裂缝网络走向(北偏东)、破裂压力等参数，对重复压裂缝网形态有一个宏观认识；
S43、将检查无误的直井重复压裂微地震监测数据导入到Petrel软件中；
S44、在二维平面窗口，依据各井的微地震监测数据点，绘制各井SRV区域的二维边界，即各井SRV区域的Polygon；
S45、在三维窗口，显示各井微地震监测数据点，依据各井微地震监测数据点的三维分布，确定各井纵向上的SRV区域的范围，即纵向上各井裂缝缝高延伸的网格层范围；
S46、依据S44、S45步骤确定的各井SRV区域范围，利用Geometrical modeling步骤建立Regin属性，更名为SRV_WELLNAME；建立模型范围所有重复压裂井的总SRV区域，即新建Regin属性，更名为SATNUM。在该属性上右键，利用Calculator，将所有井的SRV区域的总和，赋值为1，其他区域赋值为0；创建总SRV区域，即SATNUM为1的区域的油水相渗曲线，以此区别SRV区域与基质区域油水两相流动能力的差异；
S47、修改各直井SRV区域范围内的渗透率，根据对多个油气井进行重复压裂得数据进行采集并统计的结果，在该步骤中，将各井SRV区域内渗透率修改为初始渗透率的10-50倍。
其中，所述的步骤S5的具体步骤如下：
S51、在Define case部分，采用枚举法，建立重复压裂后数值模拟模型；
S52、分别导入孔隙度、溶解气油比、注水增能后的地层压力、含油饱和度、含水饱和度和依据SRV区域修改后的渗透率；
S53、依据SATNUM在SRV区域和非SRV区域设置对应的油水相渗曲线；
S54、和平衡初始化方法一样，设置模拟所需的包括在内的应力敏感曲线、流体性质、生产制度参数，即可开展重复压裂后生产动态预测。
本发明的有益效果：本发明利用Petrel RE，基于直井重复压裂的微地震监测数据，创建了直井集团SRV区域，同时根据创建的SRV区域能够有效的对致密油藏重复压裂进行快速等效模拟，有助于快速实现致密油藏直井集团重复压裂效果评价和生产预测，进而可以指导后续重复压裂井压裂方案设计和优化。
附图说明
图1为包含12口井的精细网格数值模拟模型；
图2为注水增能模拟后的地层压力分布；
图3为直井集团重复压裂微地震监测数据点；
图4为依据微地震监测数据建立的SRV区域；
图5为SRV区域和非SRV区域的油水相对渗透率曲线；
图6为微地震监测数据点与SRV区域的叠合图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和技术优点更加清楚，下面将结合本发明在新疆某致密油藏开发中的实际应用过程和附图，对本发明的实施过程中的技术方案进行清楚、完整的描述。
本发明中所述的枚举法，可参考是斯伦贝谢数值模拟软件ECLIPSE TechnicalDescription Version 2018.1page 421-422中所列举的方法；本发明中所述的平衡初始化方法，可参考斯伦贝谢数值模拟软件ECLIPSE Technical DescriptionVersion2018.1page 412-421中所述的方法。
本发明提供了一种结合微地震监测数据建立SRV区域的重复压裂快速模拟方法，包括下列步骤：
S1、基于测井解释数据、地震解释数据和岩心分析数据等资料利用Petrel建立油藏地质模型，随后基于地质模型利用Petrel RE建立精细网格的致密油藏油水两相数值模拟模型；
为保证重复压裂模拟的准确性，如图1所示，建立了包含12口重复压裂直井的数值模拟模型，精细网格步长为：10m×10m×0.5m，总网格数为234.4万。
S2、利用步骤S1中的数值模拟模型，考虑初次压裂，开展油井重复压裂前生产动态历史拟合，得到重复压裂前的数值模拟Case，为后续注水增能模拟步骤提供必要的压力分布、含油饱和度分布和含水饱和度分布，具体步骤如下：
S21、依据初次压裂的微地震监测数据，在井工程设计(well engineering)部分，给定各井水力裂缝的缝长、缝高、缝宽和裂缝导流能力，建立平面裂缝；
S22、在Define Case部分，导入步骤S1建立的地质模型中的初始渗透率、孔隙度、含水饱和度(SWATINIT关键字)，采用平衡初始化方法，建立初始压力分布场和饱和度分布场；
S23、根据各井初次压裂时使用的压裂液液量，采用大排量快速注入的方式，以注水方法，模拟初次压裂的压裂液注入过程；
S24、采用定产油量、拟合井底流压和产水的制度开展生产历史拟合，得到生产历史拟合后的数值模拟Case。在历史拟合过程中，主要通过调整水力裂缝的缝长、裂缝导流能力属性，此外还可以调整油井附近基质的渗透率、油水相对渗透率曲线的端点值、以及各井的注水量来拟合油井的产油量、产水量和井底流压。
S3、基于历史拟合后的数值模拟Case，建立重启数值模拟模型，依据直井实际设计注入量，开展直井重复压裂前注水增能模拟，为后续重复压裂提供必要的压力、含油饱和度和含水饱和度等属性场；
具体的，在历史拟合后的Case上右键，点击Insert restart case，即可创建重启数值模拟模型。随后，按照各直井亏空体积的百分之八十采用大排量快速注水增能。
S4、以步骤S3中注水增能模拟后的模型的属性场为基础，结合步骤S1中建立的地质模型以及重复压裂时微地震监测数据，建立重复压裂后SRV区域，具体步骤如下：
S41、如图2所示，将重启模型注水增能模拟结束后的含油饱和度、含水饱和度和地层压力分布，通过Convert to 3D gridproperty导入到步骤S1建立的原始地质模型中；
S42、检查直井重复压裂过程微地震监测数据的准确性和可靠性，剔除异常值点，统计各井微地震监测的裂缝网络左右两翼的水力裂缝长度、裂缝网络高度、裂缝网络走向(北偏东)、破裂压力等参数，分析在压裂阶段各井微地震事件点的数目发现，2口井无微地震事件点，3口井微地震事件点数目太少，故而，12口重复压裂井只有7口微地震监测数据有效；
S43、如图3所示，将7口井重复压裂微地震监测数据导入到Petrel软件中；
S44、在二维平面窗口，依据各井的微地震监测数据点，绘制各井SRV区域的二维边界，即各井SRV区域的Polygon，并且将各井Polygon，命名为Polygon_Well name；事实上，在本发明的步骤中，对其命名不是重点，本领域技术人员可根据自身习惯将其命名为不同的名字。
S45、在三维窗口，显示各井微地震监测数据点，依据各井微地震监测数据点的三维分布，确定各井纵向上的SRV区域的范围，即纵向上各井裂缝缝高延伸的网格层范围；
S46、依据S44、S45步骤确定的各井SRV区域范围，利用Geometrical modeling步骤分别建立7口井的Regin属性，并且更名为SRV_Well name；
S47、如图4所示，建立模型范围所有重复压裂井的总SRV区域，即新建Regin属性，更名为SATNUM。在该属性上右键，利用Calculator，将所有井的SRV区域的总和，赋值为1，其他区域赋值为0，此步骤为后续分别输入基质和SEV区域的相渗曲线建立了相渗分区属性；
S48、创建总SRV区域，即SATNUM为1的区域的油水相渗曲线，以此区别SRV区域与基质区域油水两相流动能力的差异，SRV区域和非SRV区域的油水相对渗透率曲线如图5所示；
S49、如图6所示，修改各直井SRV区域范围内的渗透率。根据重复压裂的经验，本案例增大各井SRV区域内渗透率为初始渗透率的20倍。
S5、在建立了SRV区域后，采用枚举法建立重复压裂后的数值模拟模型，开展重复压裂后油井生产动态预测，以评价重复压裂效果和指导其他井的重复压裂，具体步骤如下：
S51、在Define case部分，采用枚举法，建立重复压裂后数值模拟模型；
S52、分别导入孔隙度、溶解气油比、注水增能后的地层压力、含油饱和度、含水饱和度和依据SRV区域修改后的渗透率；
S53、依据SATNUM在SRV区域和非SRV区域设置对应的油水相渗曲线；
S54、和平衡初始化方法一样，设置模拟所需的包括在内的应力敏感曲线、流体性质、生产制度参数，再预测生产10年，可以模拟得到重复压裂后预测末期的剩余油分布和油井的产量。此外，比较重复压裂后油井产量与继续保持原衰竭方案的油井产量，可以评价重复压裂的增产效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，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。
Claims (2)
1.一种致密油藏重复压裂快速等效模拟方法，其特征在于，包括下列步骤：
S1、利用地质建模软件Petrel建立油藏地质模型，随后基于地质模型利用Petrel RE建立精细网格的致密油藏油水两相数值模拟模型；
S2、利用步骤S1中的数值模拟模型，考虑初次压裂，开展油井重复压裂前生产动态历史拟合，得到重复压裂前的数值模拟Case；
S3、基于步骤S2得到的Case，建立重启数值模拟模型，依据直井实际设计注入量，开展直井重复压裂前注水增能模拟；
S4、以步骤S3中注水增能模拟后的模型的属性场为基础，结合步骤S1中建立的地质模型以及重复压裂时微地震监测数据，建立重复压裂后SRV区域；
S5、采用枚举法，结合步骤S4中建立的SRV区域，建立重复压裂后的数值模拟模型，开展重复压裂后油井生产动态模拟；
所述的步骤S2的具体步骤如下：
S21、依据初次压裂的微地震监测数据，给定水力裂缝的缝长、缝高、缝宽和裂缝导流能力，建立平面裂缝；
S22、采用平衡初始化方法，建立初始压力分布场和饱和度分布场；
S23、采用注水方法模拟初次压裂的压裂液注入过程；
S24、通过调整水力裂缝的缝长、裂缝导流能力、油井附近基质的渗透率、油水相对渗透率曲线、注水量来拟合油井的产油量、产水量和井底流压；
所述的步骤S4的具体步骤如下：
S41、将重启模型注水增能模拟结束后的含油饱和度、含水饱和度和地层压力分布，导入步骤S1建立的油藏地质模型中；
S42、检查直井重复压裂过程微地震监测数据的准确性和可靠性，剔除异常值点，统计各井微地震监测的包括裂缝网络左右两翼的水力裂缝长度、裂缝网络高度、裂缝网络走向、破裂压力在内的参数，将直井重复压裂微地震监测数据导入到Petrel软件中；
S43、在二维平面窗口，依据各井的微地震监测数据点，绘制各井SRV区域的二维边界，即各井SRV区域的Polygon；
S44、在三维窗口，显示各井微地震监测数据点，依据各井微地震监测数据点的三维分布，确定各井纵向上的SRV区域的范围；
S45、依据S43、S44步骤确定的各井SRV区域范围，同时建立模型范围所有重复压裂井的总SRV区域，并利用Calculator，将所有井的SRV区域的总和，赋值为1，其他区域赋值为0；
S46、创建SRV区域的油水相渗曲线，并将其渗透率修改为初始渗透率的10-50倍。
2.根据权利要求1所述的一种致密油藏重复压裂快速等效模拟方法，其特征在于，所述的步骤S5的具体步骤如下：
S51、在Define case部分，采用枚举法，建立重复压裂后数值模拟模型；
S52、分别导入孔隙度、溶解气油比、注水增能后的地层压力、含油饱和度、含水饱和度和依据SRV区域修改后的渗透率；
S53、依据SATNUM将SRV区域和非SRV区域的油水相渗曲线导入到重复压裂后的数值模拟模型中；
S54、和平衡初始化方法一样，设置模拟所需的包括应力敏感曲线、流体性质、生产制度在内的参数，即可开展重复压裂后生产动态预测。
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| CN112861218A (zh) | 2021-05-28 |
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