CN113279746A - 一种套管变形风险区域的确定方法及应用 - Google Patents
一种套管变形风险区域的确定方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113279746A CN113279746A CN202010078842.4A CN202010078842A CN113279746A CN 113279746 A CN113279746 A CN 113279746A CN 202010078842 A CN202010078842 A CN 202010078842A CN 113279746 A CN113279746 A CN 113279746A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- section
- fracturing
- risk
- fractured
- casing deformation
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000010952 in-situ formation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 33
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 11
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 8
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 6
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 abstract description 28
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 abstract description 26
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 238000011158 quantitative evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012502 risk assessment Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
Images
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
- 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
-
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
本发明公开了一种套管变形风险区域的确定方法及应用,属于油气开发领域。该方法包括:建立三维地质力学模型:测井数据、三维断层数据、三维裂缝数据、地层压力预测数据、原地构造应力数据和三维岩性数据;将上述数据按地层中实际空间展布,沿目标层位提取沿层数据制备平面属性图,将井眼轨迹和初步压裂分段位置叠加到平面属性图上,得目标平面属性图;将三维地质力学模型沿井眼轨迹切纵向剖面,将井眼轨迹和初步压裂分段位置投影到纵向剖面上,得目标剖面属性图;根据上图分析沿井眼轨迹的初步压裂分段位置指示的不同待压裂段是否存在套管变形风险;针对具有套管变形风险的待压裂段进行压裂条件下的地层滑动概率评估,确定套管变形风险大小。
Description
技术领域
本发明涉及油气开发领域,特别涉及一种套管变形风险区域的确定方法及应用。
背景技术
在页岩气区块开采过程中,经常出现水力压裂时套管变形的问题,这会导致压裂施工成本和难度增加、压裂段数降低、单井产量低、井生命周期短等问题,所以,降低套管损坏发生机率十分必要。
目前,通常通过增加套管强度来降低套管变形几率。
在实现本发明的过程中,本发明人发现现有技术中至少存在以下问题:
由于压裂导致的地层错动所产生的剪切力直接作用在套管上,导致损坏套管的力极端非均匀且不可精确控制,通过增加套管强度并不能从根本上来避免其变形。
发明内容
鉴于此,本发明提供一种套管变形风险区域的确定方法及应用,可以解决上述技术问题。
具体而言,包括以下的技术方案:
一方面,提供了一种套管变形风险区域的确定方法,所述方法包括:建立三维地质力学模型,所述三维地质力学模型包括:测井数据、三维断层数据、三维裂缝数据、地层压力预测数据、原地构造应力数据和三维岩性数据;
将所述三维地质力学模型所包含的数据按照地层中实际空间展布,沿着目标层位提取沿层数据制备平面属性图,并将井眼轨迹和初步压裂分段位置叠加到所述平面属性图上,得到目标平面属性图;
将所述三维地质力学模型沿着井眼轨迹切纵向剖面,并将所述井眼轨迹和初步压裂分段位置投影到所述纵向剖面上,得到目标剖面属性图;
根据所述目标平面属性图和所述目标剖面属性图,分析沿所述井眼轨迹的所述初步压裂分段位置指示的不同待压裂段是否存在套管变形风险;
针对具有套管变形风险的待压裂段,进行压裂条件下的地层滑动概率评估,确定套管变形风险大小。
在一种可能的实现方式中,所述目标剖面属性图包括:沿井眼轨迹的地层剖面图、裂缝/断层剖面图、以及岩性剖面图。
在一种可能的实现方式中,所述根据所述目标平面属性图和所述目标剖面属性图,分析沿所述井眼轨迹的所述初步压裂分段位置指示的不同待压裂段是否存在套管变形风险,包括:
根据所述目标平面属性图和所述目标剖面属性图,判断所述待压裂段是否存在下述现象中的至少一种,若是,则所述待压裂段存在套管变形风险;
(1)所述待压裂段穿过断层边缘或距离断层边缘设定距离;
(2)所述待压裂段穿过裂缝;
(3)所述待压裂段存在应力异常;
(4)所述待压裂段存在弹性属性异常;
(5)所述待压裂段存在测井GR异常。
在一种可能的实现方式中,当所述待压裂段存在现象(1)、(3)、(4)、(5) 中的一种时,定义为Ⅰ级风险点;
当所述待压裂段存在现象(1)、(3)、(4)、(5)中的至少两种时,定义为Ⅱ级风险点;
当所述待压裂段存在的现象包含(2)时,定义为Ⅲ级风险点;
其中,所述Ⅰ级风险点、所述Ⅱ级风险点、Ⅲ级风险点的风险逐渐增大。
在一种可能的实现方式中,所述针对具有套管变形风险的待压裂段,进行压裂条件下的地层滑动概率评估,确定套管变形风险大小,包括:
将所述具有套管变形风险的待压裂段定义为风险段,获取所述风险段的三维地质力学模型;
从所述风险段的三维地质力学模型中获取以下基础输入参数:最小地应力、最大地应力、孔隙压力、断层走向、断层倾角、最大水平地应力方位、摩擦系数;
根据不确定性,对每个所述基础输入参数进行随机抽样,利用抽样得到的所述基础输入参数计算导致断层发生滑动的临界孔隙压力,获得临界孔隙压力;
计算不同压裂条件对应的孔隙压力扰动值,并将所述孔隙压力扰动值与所述临界孔隙压力进行比较,根据比较结果,进行压裂条件下的地层滑动概率评估,确定套管变形风险大小。
另一方面,提供了上述的任一种套管变形风险区域的确定方法在压裂作业中的应用。
在一种可能的实现方式中,所述应用包括:根据所述套管变形风险区域,再优化设计压裂分段位置,作为最终压裂段。
在一种可能的实现方式中,所述应用包括:针对不同的压裂参数,获取所述不同的压裂参数激活套管变形风险区域的概率大小;
根据所述概率大小,确定所述压裂作业中使用的压裂参数;
根据所述压裂作业中使用的压裂参数,指导所述压裂作业。
在一种可能的实现方式中,在根据所述压裂作业中使用的压裂参数,指导所述压裂作业的过程中,现场采集并实时分析微地震事件点数据,再次评估压裂作业过程中已确定的套管变形风险区域发生套管变形的风险,并采取措施指导所述压裂作业。
在一种可能的实现方式中,所述采取措施指导所述压裂作业,包括:
观察所述压裂作业中是否存在以下现象:
(1)当实际压裂段距离套管变形风险区域设定距离,且微地震事件点在套管变形风险区域集中出现;
(2)当连续2段或以上微地震事件点集中分布在井筒区域内,且微地震事件能量大于设计阈值;
(3)当连续3段或以上微地震事件点在某一位置重复出现,且在三维空间中,微地震事件无向外延伸或者依压裂次序,微地震事件点分布逐渐收紧;
(4)当施工压力的升高幅度超过设计阈值时;
当出现现象(1)-(4)中的任一种时,所采取的措施包括:控制施工规模,降低施工压力;
当出现现象(1)-(4)中的至少两种时,所采取的措施包括:控制排量,或者调整压裂工艺。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括:
本发明实施例提供的套管变形风险区域的确定方法,通过建立三维地质力学模型,将三维地质力学模型按照空间展布制作成平面属性图,并在其上叠加井眼轨迹和初步压裂分段位置,以获取目标层位上沿井眼轨迹的不同初步压裂分段位置的平面属性。同时,将三维地质力学模型沿着井眼轨迹切纵向剖面,并将井眼轨迹和初步压裂分段位置投影到纵向剖面上,得到目标剖面属性图,以获取沿井眼轨迹的不同初步压裂分段位置的剖面属性。根据目标平面属性图和目标剖面属性图,能够定性地分析沿井眼轨迹的不同待压裂段是否存在套管变形风险。为了提高精确度,针对具有套管变形风险的待压裂段,进行压裂条件下的地层滑动概率评估,确定套管变形风险大小,能够实现压裂前的定量评估。可见,本发明实施例提供的方法能够有效地评估压裂井段发生套管变形的高位区域,以便于指导技术人员进行压裂工程设计和实时压裂方案的调整,从根本上降低套管变形的发生机率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的岩性弹性模量在目标层位水平面上的空间展布示意图;
图2为本发明实施例提供的裂缝在目标层位水平面上的空间展布示意图;
图3为本发明实施例提供的原地构造应力在目标层位水平面上的空间展布示意图;
图4为本发明实施例提供的一示例性地层过井剖面属性图;
图5为本发明实施例提供的一示例性岩性过井剖面属性图;
图6为本发明实施例提供的一示例性裂缝预测剖面属性图;
图7为本发明实施例基于风险段三维地质力学模型,利用抽样数据获取的滑动临界孔隙压力分布示意图;
图8为本发明实施例提供的一示例性孔隙压力扰动值与断层滑动概率相关性曲线示意图;
图9为本发明实施例中在空间展布上,井周断层/裂缝发生滑动的概率示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
一方面,本发明实施例提供了一种套管变形风险区域的确定方法,该方法包括以下步骤:
步骤1、建立三维地质力学模型,其中,该三维地质力学模型包括:测井数据、三维断层数据、三维裂缝数据、地层压力预测数据、原地构造应力数据和三维岩性数据。
步骤2、将三维地质力学模型所包含的数据按照地层中实际空间展布,沿着目标层位提取沿层数据制备平面属性图,并将井眼轨迹和初步压裂分段位置叠加到平面属性图上,得到目标平面属性图。
步骤3、将三维地质力学模型沿着井眼轨迹切纵向剖面,并将井眼轨迹和初步压裂分段位置投影到纵向剖面上,得到目标剖面属性图。
步骤4、根据目标平面属性图和目标剖面属性图,分析沿井眼轨迹的初步压裂分段位置指示的不同待压裂段是否存在套管变形风险;
步骤5、针对具有套管变形风险的待压裂段,进行压裂条件下的地层滑动概率评估,确定套管变形风险大小。
本发明实施例提供的套管变形风险区域的确定方法,通过建立三维地质力学模型,将三维地质力学模型按照空间展布制作成平面属性图,并在其上叠加井眼轨迹和初步压裂分段位置,以获取目标层位上沿井眼轨迹的不同初步压裂分段位置的平面属性。同时,将三维地质力学模型沿着井眼轨迹切纵向剖面,并将井眼轨迹和初步压裂分段位置投影到纵向剖面上,得到目标剖面属性图,以获取沿井眼轨迹的不同初步压裂分段位置的剖面属性。根据目标平面属性图和目标剖面属性图,能够定性地分析沿井眼轨迹的不同待压裂段是否存在套管变形风险。为了提高精确度,针对具有套管变形风险的待压裂段,进行压裂条件下的地层滑动概率评估,确定套管变形风险大小,能够实现压裂前的定量评估。可见,本发明实施例提供的方法能够有效地评估压裂井段发生套管变形的高位区域,以便于指导技术人员进行压裂工程设计和实时压裂方案的调整,从根本上降低套管变形的发生机率。
步骤1中,三维地质力学模型包括:测井数据、三维断层数据、三维裂缝数据、地层压力预测数据、原地构造应力数据和三维岩性数据。
其中,测井数据可以通过常规测井、随钻测井和特殊测井获得。
对于三维断层数据,其可以通过以下方法获得:应用叠后/叠前三维地震资料计算三维地震数据分频体,基于三维地震数据分频体,使用地震相干技术,能够计算多种尺度的三维断层数据体,通过大尺度识别大断层,小尺度识别小断层及微小断层。应用叠前多方位数据体,预测不同方位的断层属性,并进行融合,以精确识别小断层,同时还能识别微小断层。
对于三维裂缝数据,其可以通过以下方法获得:应用叠后三维地震资料,使用多尺度构造曲率反演技术计算构造曲率,利用构造曲率可以解释三维裂缝。应用叠前多方位三维地震数据体,使用全方位振幅反演技术,计算各向异性的强度和方位,解释三维裂缝。应用相似露头建立裂缝网络地质模型,包括裂缝组系、方位、倾角、间距、切层深度等。
地层压力预测数据可以以井点测试压力为约束,综合测井信息、VSP测井信息、三维地震层位解释成果,建立低频速度场,应用模型反演求取高精度的三维速度场,综合考虑Fillippone法和Eaton法各自的优点,反演三维地层压力数据体。
原地构造应力数据可以通过下述方法获得:应用叠后三维地震资料和三维地震目标层位解释成果,采用有限元反演方法,计算得到三维构造应力强度与方位,作为原地构造应力数据。还可同时应用测井数据,岩芯测试数据,评价井旁压力、应力,作为井点力学参考值,也作为原地构造应力数据。
三维岩性数据截图应用叠前三维CRP道集,使用同时反演方法,计算储层纵波属性体、横波属性体和密度体,解释储层杨氏模量与横波阻抗。
步骤2中,将三维地质力学模型所包含的数据按照地层中实际空间展布,沿着目标层位提取沿层数据制备平面属性图,以使上述数据与待分析的地层层位进行对应。同时,将井眼轨迹和初步压裂分段位置叠加到平面属性图上,得到目标平面属性图。
目标平面属性图用来指示地层基本地质信息在空间的展布,由于其中还包含井眼轨迹,通过分析上述地质信息与井眼轨迹在空间上的关系,可以分析容易发生套管变形的危险区域附近地质的基本特征,例如,岩性弹性模量、裂缝的发育情况等,从而来判断沿井眼轨迹的待压裂段是否存在套管变形风险。
举例来说,附图1-附图3示例了几种类型的平面属性图,具体地,图1示例了岩性弹性模量(即,杨氏模量)在目标层位水平面上的空间展布,图2示例了裂缝在目标层位水平面上的空间展布,图3示例了原地构造应力在目标层位水平面上的空间展布。
步骤3中,将三维地质力学模型沿着井眼轨迹切纵向剖面,并将井眼轨迹和初步压裂分段位置投影到纵向剖面上,得到目标剖面属性图,其指示了在地层纵向上沿井眼轨迹的地质特征。
其中,所涉及的目标剖面属性图包括:沿井眼轨迹的地层剖面图、裂缝/ 断层剖面图、以及岩性剖面图。也就是说,通过以上三种类型的剖面图可以分析沿井眼轨迹的待压裂段在地层纵向上是否存在套管变形风险。
举例来说,附图4-附图6示例了几种类型的剖面属性图,具体地,图4示例了地层剖面,图5示例了岩性剖面,图6示例了裂缝剖面。
具体地,根据目标平面属性图和目标剖面属性图,分析沿井眼轨迹的初步压裂分段位置指示的不同待压裂段是否存在套管变形风险,包括:
根据目标平面属性图和目标剖面属性图,判断待压裂段是否存在下述现象中的至少一种,若是,则待压裂段存在套管变形风险。
(1)待压裂段穿过断层边缘或距离断层边缘设定距离;
(2)待压裂段穿过裂缝;
(3)待压裂段存在应力异常;
(4)待压裂段存在弹性属性异常;
(5)待压裂段存在测井GR异常。
其中,上述现象(1)所述的待压裂段距离断层边缘的设定距离可以是100 米以内,即,待压裂段位于断层边缘100米以内的区域内,则其存在套管变形风险。
上述现象(3)中所述的待压裂段存在应力异常,可以认为是待压裂段与相邻段之间的应力差值比例大于20%(差值比例=待压裂段与相邻段之间的应力差值/待压裂段的应力)。
上述现象(4)中所述的待压裂段存在弹性属性异常,可以认为是待压裂段与相邻段之间的弹性属性差值比例大于20%(差值比例=待压裂段与相邻段之间的弹性属性差值/待压裂段的弹性属性值)。其中,上述的弹性属性包括:横波属性,杨氏模量属性。
上述现象(5)中所述的待压裂段存在测井GR(即,测井伽玛)异常,可以认为是待压裂段与相邻段之间的GR差值比例大于15%(差值比例=待压裂段与相邻段之间的GR差值/待压裂段的GR值)。
进一步地,为了确定待压裂段的套管变形风险等级,以便于采取相应措施,本发明实施例就上述现象存在形式与套管变形风险等级之间的关系进行了说明:
具体地,当待压裂段存在现象(1)、(3)、(4)、(5)中的一种时,定义为Ⅰ级风险点;当待压裂段存在现象(1)、(3)、(4)、(5)中的至少两种时,定义为Ⅱ级风险点;当待压裂段存在的现象包含(2)时,定义为Ⅲ级风险点。其中,Ⅰ级风险点、Ⅱ级风险点、Ⅲ级风险点的风险逐渐增大。
上述就待压裂段是否存在套管变形风险及其等级进行了定性分析,为了更精确地确定待压裂段的套管变形风险,通过步骤5进行了定量分析。
具体地,步骤5针对具有套管变形风险的待压裂段,进行压裂条件下的地层滑动概率评估,确定套管变形风险区域的大小,该步骤具体包括以下步骤:
步骤501、将具有套管变形风险的待压裂段定义为风险段,获取风险段的三维地质力学模型。
步骤502、从风险段的三维地质力学模型中获取以下基础输入参数:最小地应力、最大地应力、孔隙压力、断层走向、断层倾角、最大水平地应力方位、摩擦系数。
步骤503、根据不确定性,对每个基础输入参数进行随机抽样,利用抽样得到的基础输入参数计算导致断层发生滑动的临界孔隙压力,获得临界孔隙压力。
步骤504、计算不同压裂条件对应的孔隙压力扰动值,并将孔隙压力扰动值与临界孔隙压力进行比较,根据比较结果,进行压裂条件下的地层滑动概率评估,确定套管变形风险大小。
需要说明的是,上述压裂条件可以理解为是不同压裂参数的组合。
本发明实施例中,对断层的评估应首先对上述三维地质力学模型中的断层进行识别,然后编号,来获取得到风险段的三维地质力学模型。上步骤501-步骤504,,一条一条地评估压裂过程断层滑动的风险大小,形成断层或裂缝滑动概率分析图(如图9),断层滑动会导致断层附近或跨越断层的压裂段套管变形。
具体地,基于断层数据和地应力数据,利用断层滑动假说与定量风险分析 (QRA)评估断层滑动风险,从风险段的三维地质力学模型中获取以下基础输入参数:最小地应力Shmin、最大地应力SHmax、孔隙压力Ppore、断层走向 Strike、断层倾角Dip、最大水平地应力方位SHmax Azimuth、摩擦系数u。
由于实际地层非均质性,上面所述基础输入参数在分析的目的断层上是一个数值范围,而不是固定数值。因此,依据不确定性对每个输入参数进行随机抽样。
利用上述抽样获取的数据计算导致断层发生滑动临界孔隙压力,由于输入参数在一定范围内具有随机性,因此,不同输入数据在抽样上是具有一定概率的,计算出的滑动临界孔隙压力也具有概率分布的特征,也就是说,每个抽样数据组合计算出的滑动临界孔隙压力发生的可能性是不一样的。但是,可以确定的是,有一组数据计算算出的发生概率是最高的,即,是最有可能发生的,如图7所示,2200psi发生的概率最高。
在压裂过程中,由于压裂液进入地层,改变了原始的地层孔隙压力,这个改变后的孔隙压力值被定义为孔隙压力扰动值,将该孔隙压力扰动值与前面计算的临界孔隙压力比较,高于临界孔隙压力,理论上断层会滑动。因此,通过与滑动临界孔隙压力的比较,孔隙压力扰动值变化与断层滑动概率建立了对应的相关性函数(如图8所示),实现了对断层滑动风险的定量评估。
另一方面,本发明实施例还提供了上述的任一种套管变形风险区域的确定方法在压裂作业中的应用。
在利用本发明实施例提供的方法确定套管变形风险区域之后,其可以在压裂作业中进行应用,用于指导压裂作业。
具体地,该应用可以包括:根据套管变形风险区域,再优化设计压裂分段位置,作为最终压裂段。
进一步地,该应用包括:针对不同的压裂参数,获取不同的压裂参数激活套管变形风险区域的概率大小。
根据概率大小,确定压裂作业中使用的压裂参数。
根据压裂作业中使用的压裂参数,指导压裂作业。
根据不同的压裂参数激活套管变形风险区域的概率大小,确定激活套管变形风险区域概率小于设定阈值的压裂参数来指导压裂作业,可显著降低套管变形风险。
在根据压裂作业中使用的压裂参数,指导压裂作业的过程中,现场采集并实时分析微地震事件点数据,再次评估(即实时评估)压裂作业过程中已确定的套管变形风险区域发生套管变形的风险,并采取措施指导压裂作业。
具体地,上述过程包括:观察压裂作业中是否存在以下现象:
(1)当实际压裂段距离套管变形风险区域设定距离(例如,套管变形风险区域200米以内的区域内),且微地震事件点在套管变形风险区域出现(特别是集中出现);
(2)当连续2段或以上微地震事件点分布在井筒区域内(特别是集中分布),且微地震事件能量大于设计阈值(例如,大于-1级);
(3)当连续3段或以上微地震事件点在某一位置重复出现,且在三维空间中,微地震事件无向外延伸或者依压裂次序,微地震事件点分布逐渐集中;
(4)当施工压力的升高幅度超过设计阈值时(例如,升高幅度高于5MPa);
其中,微地震是在实施压裂过程中检测地层中的地震信号,微地震事件点同时包括位置和震级,通过实时监控压裂波及的地层范围,岩石开裂的情况等可确定微地震事件点的分布。
当出现现象(1)-(4)中的任一种时,所采取的措施包括:控制施工规模,降低施工压力,以密切关注事件点分布。
当出现现象(1)-(4)中的至少两种时,所采取的措施包括:控制排量,使施工压力平稳降低,或者调整压裂工艺,必要时采用转向措施,使得微地震事件点不再集中分布或不再沿套变点分布。
可见,本发明实施例基于上述确定方法,根据微地震事件点的数据,实时调整压裂参数,可以进一步降低套管变形风险。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案,并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种套管变形风险区域的确定方法,其特征在于,所述方法包括:建立三维地质力学模型,所述三维地质力学模型包括:测井数据、三维断层数据、三维裂缝数据、地层压力预测数据、原地构造应力数据和三维岩性数据;
将所述三维地质力学模型所包含的数据按照地层中实际空间展布,沿着目标层位提取沿层数据制备平面属性图,并将井眼轨迹和初步压裂分段位置叠加到所述平面属性图上,得到目标平面属性图;
将所述三维地质力学模型沿着井眼轨迹切纵向剖面,并将所述井眼轨迹和初步压裂分段位置投影到所述纵向剖面上,得到目标剖面属性图;
根据所述目标平面属性图和所述目标剖面属性图,分析沿所述井眼轨迹的所述初步压裂分段位置指示的不同待压裂段是否存在套管变形风险;
针对具有套管变形风险的待压裂段,进行压裂条件下的地层滑动概率评估,确定套管变形风险大小。
2.根据权利要求1所述的套管变形风险区域的确定方法,其特征在于,所述目标剖面属性图包括:沿井眼轨迹的地层剖面图、裂缝/断层剖面图、以及岩性剖面图。
3.根据权利要求1所述的套管变形风险区域的确定方法,其特征在于,所述根据所述目标平面属性图和所述目标剖面属性图,分析沿所述井眼轨迹的所述初步压裂分段位置指示的不同待压裂段是否存在套管变形风险,包括:
根据所述目标平面属性图和所述目标剖面属性图,判断所述待压裂段是否存在下述现象中的至少一种,若是,则所述待压裂段存在套管变形风险;
(1)所述待压裂段穿过断层边缘或距离断层边缘设定距离;
(2)所述待压裂段穿过裂缝;
(3)所述待压裂段存在应力异常;
(4)所述待压裂段存在弹性属性异常;
(5)所述待压裂段存在测井GR异常。
4.根据权利要求3所述的套管变形风险区域的确定方法,其特征在于,当所述待压裂段存在现象(1)、(3)、(4)、(5)中的一种时,定义为Ⅰ级风险点;
当所述待压裂段存在现象(1)、(3)、(4)、(5)中的至少两种时,定义为Ⅱ级风险点;
当所述待压裂段存在的现象包含(2)时,定义为Ⅲ级风险点;
其中,所述Ⅰ级风险点、所述Ⅱ级风险点、Ⅲ级风险点的风险逐渐增大。
5.根据权利要求1所述的套管变形风险区域的确定方法,其特征在于,所述针对具有套管变形风险的待压裂段,进行压裂条件下的地层滑动概率评估,确定套管变形风险大小,包括:
将所述具有套管变形风险的待压裂段定义为风险段,获取所述风险段的三维地质力学模型;
从所述风险段的三维地质力学模型中获取以下基础输入参数:最小地应力、最大地应力、孔隙压力、断层走向、断层倾角、最大水平地应力方位、摩擦系数;
根据不确定性,对每个所述基础输入参数进行随机抽样,利用抽样得到的所述基础输入参数计算导致断层发生滑动的临界孔隙压力,获得临界孔隙压力;
计算不同压裂条件对应的孔隙压力扰动值,并将所述孔隙压力扰动值与所述临界孔隙压力进行比较,根据比较结果,进行压裂条件下的地层滑动概率评估,确定套管变形风险大小。
6.权利要求1-5任一项所述的套管变形风险区域的确定方法在压裂作业中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述应用包括:根据所述套管变形风险区域,再优化设计压裂分段位置,作为最终压裂段。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述应用包括:针对不同的压裂参数,获取所述不同的压裂参数激活套管变形风险区域的概率大小;
根据所述概率大小,确定所述压裂作业中使用的压裂参数;
根据所述压裂作业中使用的压裂参数,指导所述压裂作业。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,在根据所述压裂作业中使用的压裂参数,指导所述压裂作业的过程中,现场采集并实时分析微地震事件点数据,再次评估压裂作业过程中已确定的套管变形风险区域发生套管变形的风险,并采取措施指导所述压裂作业。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述采取措施指导所述压裂作业,包括:
观察所述压裂作业中是否存在以下现象:
(1)当实际压裂段距离套管变形风险区域设定距离,且微地震事件点在套管变形风险区域集中出现;
(2)当连续2段或以上微地震事件点集中分布在井筒区域内,且微地震事件能量大于设计阈值;
(3)当连续3段或以上微地震事件点在某一位置重复出现,且在三维空间中,微地震事件无向外延伸或者依压裂次序,微地震事件点分布逐渐收紧;
(4)当施工压力的升高幅度超过设计阈值时;
当出现现象(1)-(4)中的任一种时,所采取的措施包括:控制施工规模,降低施工压力;
当出现现象(1)-(4)中的至少两种时,所采取的措施包括:控制排量,或者调整压裂工艺。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010078842.4A CN113279746B (zh) | 2020-02-03 | 2020-02-03 | 一种套管变形风险区域的确定方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010078842.4A CN113279746B (zh) | 2020-02-03 | 2020-02-03 | 一种套管变形风险区域的确定方法及应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113279746A true CN113279746A (zh) | 2021-08-20 |
CN113279746B CN113279746B (zh) | 2023-08-22 |
Family
ID=77274835
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010078842.4A Active CN113279746B (zh) | 2020-02-03 | 2020-02-03 | 一种套管变形风险区域的确定方法及应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113279746B (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114331752A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-04-12 | 西南石油大学 | 一种井眼轨迹优化与风险防范方法 |
CN114970935A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-08-30 | 山西蓝焰煤层气工程研究有限责任公司 | 一种基于Resform的煤层气水平井压裂层段优选方法 |
CN115034636A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-09 | 中海石油(中国)有限公司 | 基于储层双甜点可压裂性三维展布的压裂风险评估方法 |
CN115711114A (zh) * | 2021-08-23 | 2023-02-24 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种页岩油压裂防套变泵压设计方法 |
CN117829580A (zh) * | 2023-10-31 | 2024-04-05 | 中国石油天然气集团有限公司 | 压裂套变风险评估方法、装置、电子设备及存储介质 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105760564A (zh) * | 2014-12-19 | 2016-07-13 | 中国石油天然气股份有限公司 | 分析油层套管失效的方法和装置 |
WO2017116261A1 (ru) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | Акционерное Общество "Роспан Интернешнл" | Способ определения параметров трещины гидроразрыва пласта в скважине |
US20180293789A1 (en) * | 2015-11-02 | 2018-10-11 | Halliburton Energy Services, Inc. | Three-dimensional geomechanical modeling of casing deformation for hydraulic fracturing treatment design |
-
2020
- 2020-02-03 CN CN202010078842.4A patent/CN113279746B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105760564A (zh) * | 2014-12-19 | 2016-07-13 | 中国石油天然气股份有限公司 | 分析油层套管失效的方法和装置 |
US20180293789A1 (en) * | 2015-11-02 | 2018-10-11 | Halliburton Energy Services, Inc. | Three-dimensional geomechanical modeling of casing deformation for hydraulic fracturing treatment design |
WO2017116261A1 (ru) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | Акционерное Общество "Роспан Интернешнл" | Способ определения параметров трещины гидроразрыва пласта в скважине |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115711114A (zh) * | 2021-08-23 | 2023-02-24 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种页岩油压裂防套变泵压设计方法 |
CN114331752A (zh) * | 2022-01-06 | 2022-04-12 | 西南石油大学 | 一种井眼轨迹优化与风险防范方法 |
CN114331752B (zh) * | 2022-01-06 | 2024-04-09 | 西南石油大学 | 一种井眼轨迹优化与风险防范方法 |
CN114970935A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-08-30 | 山西蓝焰煤层气工程研究有限责任公司 | 一种基于Resform的煤层气水平井压裂层段优选方法 |
CN115034636A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-09 | 中海石油(中国)有限公司 | 基于储层双甜点可压裂性三维展布的压裂风险评估方法 |
CN117829580A (zh) * | 2023-10-31 | 2024-04-05 | 中国石油天然气集团有限公司 | 压裂套变风险评估方法、装置、电子设备及存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113279746B (zh) | 2023-08-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113279746B (zh) | 一种套管变形风险区域的确定方法及应用 | |
US7274992B2 (en) | Method for predicting pore pressure | |
EP2616979B1 (en) | Production estimation in subterranean formations | |
Close et al. | Integrated workflows for shale gas and case study results for the Horn River Basin, British Columbia, Canada | |
CN105277982B (zh) | 一种泥页岩总有机碳含量地震预测方法 | |
US20170362935A1 (en) | Workflows to address localized stress regime heterogeneity to enable hydraulic fracturing | |
CN111596364B (zh) | 基于高精度层序地层格架的地震沉积微相组合分析方法 | |
CN112746837A (zh) | 基于分布式光纤传感的页岩油藏勘探数据采集系统及方法 | |
CN110424955B (zh) | 一种复杂断块内部挖潜方法 | |
Aarre et al. | Seismic detection of subtle faults and fractures | |
CN110703354B (zh) | 一种基于井震结合的岩性边界识别方法 | |
US20190094397A1 (en) | Surface detection and location of microseismic events and earthquakes without the use of a velocity model | |
CN114746774A (zh) | 预测油气和运移路径的综合地质力学模型 | |
CN110658556A (zh) | 一种碳酸盐岩走滑断裂破碎带判识与评价的地震技术组合方法 | |
CN104331745A (zh) | 油气藏内天然裂缝的分期、分成因预测评价方法 | |
CN107728230B (zh) | 一种基于地球物理三联技术的岩性油藏预测方法 | |
CN113296166A (zh) | 裂缝模型的构建方法 | |
CN111505733A (zh) | 一种地下工程裂隙岩体赋存特殊地质体多源异构信息融合分析与动态预测方法 | |
CN113109875B (zh) | 一种全波形速度场约束下的盐下碳酸盐岩储层反演方法 | |
Lefranc et al. | Fractured basement reservoir characterization for fracture distribution, porosity and permeability prediction | |
RU2732035C1 (ru) | Способ определения трещинной пористости пород | |
CN113376692B (zh) | 致密砂岩气水平井压裂改造方案优化方法及装置 | |
CN113806674B (zh) | 古河道纵向尺度的量化方法、装置、电子设备及存储介质 | |
CN116068663A (zh) | 基于磁震联合低频建模的火成岩波阻抗反演方法 | |
CN105259576A (zh) | 一种利用地震统计特征的油气藏识别方法 |
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 |