CN113396270B - 再压裂效率监测 - Google Patents

Abstract

一种处理被井眼穿透的地下地层的方法，其中井具有多个先前增产的层段，该方法包括：a)将粘性段塞泵入井中，通过井口压力传感器记录压力曲线；b)确定处理流体进入点的深度(L)和深度不确定性(L)；c)在井口产生激发管波的水锤；d)通过由高频压力监测方法处理水锤，来确定处理流体进入点的深度(L)和深度不确定性(L)；e)从(b)到(d)的数据组合来确定管波速度；f)进行压裂处理；以及g)在压裂处理(f)结束时在井口产生水锤，处理流体进入点的深度精确，不确定性较低。

Description

再压裂效率监测

背景技术

烃(石油、天然气等。)是通过钻穿含烃地层的井眼从地下地质地层(即“储层”)获得的。这为烃到达地面提供了部分流动路径。为了“生产”烃，即从地层到井眼(并最终到达地面)，从地层到井眼有足够畅通的流动路径。

地层中的裂缝在地下流体资源如烃的生产中具有重要意义。在低渗透率和低孔隙度的地层中，从钻孔进入地层的潜在产量与开放裂缝的数量直接相关。在通过地层的固有流体压力的生产已经汲干之后的烃的二次开采通常涉及注入流体以将烃移向生产井，并且地层中的裂缝的知识对于预测总体开采率是非常宝贵的。

水力压裂是通过在含烃地层内产生裂缝来进行井增产的方法，其中通过在高压下向井下泵送流体和支撑剂来产生裂缝。压裂的主要目的是提高井产能，并且可以基于储层数据、支撑剂、要泵送的酸量、井的目标产能指数等设计压裂和酸化工作以增加地层渗透率。然而，难以表征水力压裂处理的效果，这可能会给特定储层的可采烃总量带来一定程度的不确定性。

发明内容

提供该概述以介绍在以下详细描述中进一步描述的概念的选择。本概述无意确定要求保护的主题的关键或基本特征，也无意用作限制要求保护的主题的范围的辅助工具。

在一个方面，本文公开的实施例涉及一种处理被井眼穿透的地下地层的方法，其中井具有多个先前增产的层段，包括：a)将粘性段塞(pill)泵入井中，通过井口压力传感器记录压力曲线；b)确定处理流体进入点的深度(L)和深度不确定性(ΔL)；c)在井口产生激发管波的水锤；d)通过高频压力监测方法处理水锤，确定处理流体进入点的深度(L)和深度不确定性(ΔL)；e)从(b)到(d)的数据组合确定管波速度；f)进行压裂处理；g)在压裂处理(f)结束时在井口产生水锤，处理流体进入点的深度精确，不确定性较低。

要求保护的主题的其他方面和优点将从以下描述和所附权利要求中显而易见。

附图说明

图1示出了根据本公开的实施例的压力随时间的变化；

图2示出了根据本公开的实施例的倒谱图；

图3是示出根据本公开的实施例的处理的流程图；

图4描绘了根据本公开的实施例的粘性段塞泵送的压力随时间的变化；

图5和图6是示出根据本公开的实施例的再压裂监测过程的图示。

具体实施方式

一般而言，本文公开的实施例涉及监测先前增产的地下地层的再压裂效果以改进井性能和烃开采率的方法。更具体地，本文公开的实施例涉及用于监测、控制、评估和改进具有多个先前增产阶段的井中的再压裂效果的方法。在一些实施例中，方法还可以包括执行一个或多个补救动作以实时修改处理设计。本公开的发明人已经发现，与仅使用其中一种技术相比，使用粘性段塞技术结合产生水锤的高频压力测量可以以更高的精度和鲁棒性以及更低的价格在更短的时间内提供关于地下地层再压裂效果的实时信息。如本文所述实现的再压裂效果的更高精度可以允许更多阶段的再模拟(仅举例来说，与使用粘性段塞技术相比)，同时一些阶段的欠增产和其他阶段的过增产的风险最小。

如本文所定义的，欠增产可被理解为水力压裂或酸压裂。此外，如本文所定义，术语“阶段(stage)”或“间隔”定义了能够在该位置进行压裂操作(处理)的可能性的井眼完井要素。此外，多阶段处理(多阶段压裂)定义为连续(逐阶段)压裂操作。所有这些定义都可以在Schlumberger油田术语表中找到。

根据本公开的方法可用于监测具有多个先前增产阶段的井中的再压裂处理的效果。这样的方法可用于监测二次或三次增产处理的效果，目的是提供关于每个阶段增产的再压裂效果的实时信息。这样的信息可以帮助操作者做出决定，例如给定的生产阶段是否已经被有效地增产或者是否应该在给定阶段的进一步再增产的情况下执行其他阶段的隔离。

根据本实施例，监测再压裂效果的方法结合了粘性段塞(VP)技术，即泵送标记粘性流体(具有高粘性，随时间可降解)和高频压力测量(HFPM)以及在处理阶段结束时产生水锤及其进一步处理。

在实践中，粘性段塞技术可以允许识别在地层的水力压裂增产期间产生的裂缝的位置。这样的方法基于被泵入井中的液体的粘度和/或密度的局部变化并且包括在高于地层的裂缝压力的压力下将压裂流体泵入井眼以产生至少一个裂缝。然后，将标记脉冲泵入井中，然后将压裂液泵回井中。在标记脉冲进入至少一个水力裂缝的入口处，观察到压力可检测响应，并且裂缝的位置由在标记脉冲之后注入的压裂流体的体积确定。标记脉冲是在标记脉冲之前和之后注入的压裂流体表现出不同粘度和/或密度的液体的一部分。公开号WO2018/004370A1中更详细地讨论了粘性段塞技术的示例。

如上所述，粘性段塞技术可以与具有水锤生成的高频压力测量(HFPM)相结合。在一个或多个实施例中，高频压力测量(HFPM)可以涉及倒谱分析。例如，公开号WO2018/004369A1更详细地讨论了一种基于井口记录的井下压力数据的倒谱分析来监测井操作的方法。该方法设计成定位反射液压信号的井下物体。根据这种方法，井充满流体介质，允许液压信号通过。提供液压信号源，其通过流体介质与井连通并设计成产生液压信号。压力变送器设计成用于记录液压信号并通过流体介质与井和至少一个液压信号源通信。使用压力传感器记录液压信号，并生成压力倒谱图，突出显示压力倒谱图上的强烈信号。然后定位反射液压信号的物体。

根据一个或多个实施例，处理被井眼穿透的地下地层的方法，例如再压裂监测方法，涉及使用顺序粘性段塞泵送(和深度确定)、水锤的高频压力监测(在粘性段塞的末端也用于深度确定)和分流器(diverter)来堵塞具有最高流体接受度的阶段，并在分流器泵送结束时进行额外的高频压力监测。例如，这些方法的组合可以允许可靠地确定分流器是否工作良好，或者是否应该泵送更多分流器。此外，由于从高频压力监测接收到的额外数据，可以减少泵送的粘性段塞的量。结果，可以更快地并且以降低的成本进行处理。使用这两种技术实现的转移效果的更高准确性还可以允许更多阶段的再增产(比仅使用粘性段塞技术)，同时降低(或什至最小)某些阶段的增产不足和其他的过度增产的风险。

根据本实施例，再压裂操作是在一口井中进行的，该井先前已经过增产并且具有多个先前增产的层段(interval)，但是其中烃产量下降并且因此新的增产(或再增产或再压裂)被认为是可行的。在一个或多个实施例中，再压裂操作在如下所述的特定阶段顺序中进行。在这样的实施例中，增产处理的第一阶段是确定井中哪些先前增产阶段正在接受流体，随后是形成新裂缝的增产处理的交替阶段(例如水力压裂处理)并使用分流器隔离此类裂缝。重复步骤的顺序，直到增产针对增产计划的所有阶段。可以收集和处理数据以评估增产处理的效果并确定未来的增产处理。

根据本实施例，用作增产流体的流体可以是任何类型的。还假设在一些实施例中，流体的特性在整个处理期间保持相同。还可以设想，在一些实施例中，特性可以从一种增产改变到另一种增产；在这样的实施例中，可以通过使用基于流体特性知识的管波速度的校正系数来考虑差异。在一个或多个实施例中，流体的特性可能未知或难以确定。在这样的实施例中，可以泵送更粘稠的段塞。

根据本公开的一个或多个实施例，具有多个阶段的井的再压裂操作可以包括以下阶段顺序：

1.根据增产设计泵送流体以产生第一裂缝。该裂缝可能出现在井中可用的1…N阶段中的任何一个阶段。

2.通过使用化学分流器即具有特殊设计颗粒的流体来隔离产生的裂缝，其可能会堵塞打开的裂缝。

3.根据增产设计泵送流体以形成第二裂缝。第二裂缝可能出现在井中可用的1…N个阶段中的任何一个阶段。如果在新的生产阶段形成裂缝，则认为增产成功。如果没有形成新的裂缝并且流体被泵送到第一裂缝，则新阶段未受增产，并且增产失败。及时检测到的增产失败可用于更新增产计划，例如，重复已受增产阶段的隔离步骤，然后改变分流器段塞中添加剂的浓度，随后调整段塞体积，然后在压裂处理设计中进行改变，例如调整泵送用于裂缝生长的流体体积，或调整支撑剂/纤维浓度。

4.隔离两个现有裂缝。

5.进行新的增产处理。

如上所述，重复步骤的顺序直到增产针对增产计划的所有阶段。挑战是要预测一阶段的增产是否成功，或者流体是否被泵送到已经存在的裂缝中。随着建模、软件和硬件能力的发展，在处理阶段之前实时优化设计的能力变得更加可行。目前，在再压裂期间流体进入点识别的方法有多种，例如分布式温度传感(DTS)、分布式振动传感(DVS)、放射性和化学示踪剂以及微震技术。然而，这种方法有很多局限性，因此所提供的信息具有很高的测量不确定性，这会限制预测的可靠性。

DTS方法涉及泵送大量冷流体和沿井眼的温度分布的长期测量。DVS对少量气体非常敏感，因为气泡可能会导致错误振动。微震方法仅适用于机械固体地层，并且取决于井位与处理井的监测。此外，微震技术不是一种近井眼方法并且对发生在离井眼0.3048个几百米远的事件很敏感。因此，井眼中的竖直深度无法准确获知。化学或放射性示踪剂的存在表明地层的渗透率区域相当高，这可能与裂缝有关，也可能无关。反之亦然，近井眼区域中化学或放射性示踪剂的缺失(或浓度低于背景)可能意味着颗粒被泵入地层深处。最后，由于HSE的原因，这些方法并不流行。

由于其简单和低成本而被广泛使用的另一种方法是地面压力监测。在这种情况下，不测量流体进入点；相反，分流效率由瞬时压力关闭(ISIP)变化方法监测：如果增产后的ISIP超过前次增产后的ISIP，则认为分流成功。遗憾地是，这种方法不能保证结果的准确性。此外，ISIP计算可能需要时间，并且仍然可能确定为具有一定程度的不确定性。因此，当前和先前ISIP之间的差异应超过一个主观的最小阈值。此外，ISIP之间的负差并不意味着分流不好，还应该估计摩擦压力损失：如果它比之前的增产增加，那么不管ISIP差异如何，分流也是成功的(由于受损近井眼区域的摩擦损失，ISIP较低的地层的摩擦压力可能更高)。

流体进入点识别的另一种方法是粘性段塞技术。当粘性段塞被泵入井中时，当段塞进入裂缝时可能会观察到压力增加。使用完井数据、泵速和流体到达裂缝的时间，可以预测流体进入点的深度。然而，在许多情况下，该深度的预测精度与受增产阶段之间的距离相当，因此可能无法给出精确的结果。此外，在每个阶段结束时泵送粘性段塞可能不具有成本效益，并且可能需要更长的额外时间。由于这些原因，单独的粘性段塞技术并没有得到非常广泛的应用。

不受理论的束缚，本发明人发现，可以通过将这种技术与高频压力测量相结合来克服使用粘性段塞技术的缺点。这种组合可以允许监测再压裂处理的效果。在一个或多个实施例中，方法可利用粘性段塞技术，即，泵送粘性流体(在至少20分钟内以100s-1速度为1000或更多cP，粘度快速降低至100cP或更低)和在工作结束时利用水锤产生的高频压力测量以及它们的进一步处理。

如本文所述的，高频压力测量基于对在井眼中传播的水锤信号(或管波)的分析。管波是当瑞利波遇到井眼并扰动井眼中的流体时在套管井眼中出现的界面波。管波沿着井眼中的流体和井眼的壁之间的界面沿井眼向下传播。由于管波与其行进通过的地层耦合，它可以通过与钻孔相交的开放裂缝扰动地层，产生挤压效应，这产生二次管波，从裂缝位置向上和向下反射。截获的二次管波可能包含诊断开放裂缝的特征及其振幅与长度和宽度(例如充满流体的裂缝空间的体积)定性相关的特征，此外还有其他特征，例如裂缝闭合压力、裂缝起始压力等。管波还可用于检测其他特征，例如障碍物、不同直径的管段、射孔和开放裂缝。

在实践中，二次管波可以通过识别去卷积信号的包络的峰值的时间和幅度从一次管波去卷积。该时间和幅度将以可预测的方式变化，并且可以将变化分析为深度的函数。用于管波处理的高级算法(例如，如前所述的倒谱分析)以及压力源控制机构，包括泵噪声、有源脉冲源等，也可用于从管波中提取数据以解析多个裂缝距离一井眼的位置。

根据本公开，高频压力测量可以允许计算在每个阶段结束时(或什至阶段之间，当泵送速率变化非常快时)产生的水锤(或管波)的周期。这些周期与管波从井口传播到裂缝并从裂缝反射回来所需的时间有关。如果准确地知道管波速度，则可以将周期(或反射时间)转换为深度，但这种情况并不常见。为了预测该速度，校准可能涉及一些其他信息。其中一种方法是使用粘性段塞技术预测的流体进入点。在这种情况下，时间和深度的组合提供了对速度的良好估计(至少在给定的增产阶段)。速度在最近的阶段之间不会发生太大变化的合理假设，以及使用稍后描述的其他方法可能会提供有关是否所有阶段都受到增产的信息。该信息可以在每个阶段结束时获得并且可以由操作员使用以调整进一步阶段的增产设计。

根据一个或多个实施例，一种处理被井眼穿透的地下地层的方法可以包括：a)将粘性段塞泵入井中，通过井口压力传感器记录压力曲线；b)确定处理流体进入点的深度(L)和深度不确定性(ΔL)；c)在井口产生激发管波的水锤；d)通过高频压力监测方法处理水锤，确定处理流体进入点的深度(L)和深度不确定性(ΔL)；e)从(b)到(d)的数据组合确定管波速度；f)进行压裂处理；和g)在压裂处理(f)结束时在井口处产生水锤，处理流体进入点的深度精确且不确定性较低。在这样的实施例中，井具有多个先前增产的层段。在一个或多个实施例中，可以在井中泵送多次增产处理。

根据一个或多个实施例，数据压裂(frac)(https：//petrowiki.org/Glossary)处理可以在将粘性段塞泵入井中之前进行。在这样的实施例中，粘性段塞可以是具有比井眼流体的粘度高至少100倍的粘度的流体的一部分。在进行多次增产处理的一个或多个实施例中，在每次压裂处理之前泵送粘性段塞。在这样的实施例中，水锤可以通过在地面关闭泵来产生。在一个或多个实施例中，高频压力监测方法涉及处理压力信号，例如包括初步信号滤波和使用倒谱分析的进一步处理。还设想在阶段(g)之后可以将分流器另外泵入井眼中。在这样的实施例中，分流器可以是能够隔离至少一个先前增产层段的颗粒浆液的一部分。在一个或多个实施例中，分流器可选自化学分流器和机械分流器的组。

在一个或多个实施例中，处理地下地层的方法可以进一步包括执行完井操作。在这样的实施例中，完井操作选自塞射孔(plug-perf)完井或滑套完井的组。

还设想处理被井眼穿透的地下地层的方法可以包括1)将第一粘性段塞泵送到位于地下地层中的井中，其中井具有多个先前增产的阶段，2)确定处理流体进入点的深度(L)和先前增产阶段中的哪个阶段正在接受流体的深度不确定性(ΔL)，3)在井口产生水锤以激发管波，4)通过高频压力监测方法处理水锤，以确定处理流体进入点的深度(L)和深度不确定性(ΔL)，5)通过结合2)-4)确定管波速度，6)在接受流体的至少一个先前增产阶段中进行第一增产处理(例如压裂处理)，以在至少一个先前增产阶段中形成第一新裂缝，7)在压裂处理(6)结束时在井口产生水锤，处理流体进入点的深度精确且不确定性较低，8)通过泵送分流器隔离第一新裂缝，9)通过用至少在一个处理阶段结束时产生的水锤利用高频压力监测，计算至少水锤的反射时间和反射时间不确定性，10)至少使用流体进入点的深度(L)和水锤的反射时间来预测至少一个先前增产(断裂)阶段的管波速，以及11)评估第一增产处理的效果以确定未来的增产处理(如果有的话)。在一个或多个实施例中，确定流体进入点的深度(L)和至少一个先前增产阶段的深度不确定性(ΔL)是通过粘性段塞技术、高频压力监测或其组合来执行的。在这样的实施例中，深度(L)确定可以具有至少100 30.48米的分辨率。在一个或多个实施例中，至少一裂缝的最大测量深度可以高达12192米。还设想在第一增产处理阶段期间可以使用多个粘性段塞和高频水锤。

还可以设想，在隔离第一新裂缝(通过泵送分流器实现)后，可以将第二个粘性段塞泵入井中。下一个阶段是验证正在接受流体的先前增产阶段与原始值相比是否有变化。如果有迹象表明第一增产处理是有效的，并且不需要额外量的分流器，则可以在第二阶段进行第二增产处理。

在这样的实施例中，在接受流体以形成第二新裂缝的至少第二先前增产阶段中执行第二增产处理，随后通过泵送分流器来隔离第二新裂缝，通过使用至少在一个处理阶段结束时产生的水锤的高频压力监测来计算至少水锤的反射时间和反射时间不确定性，至少使用流体进入点的深度和水锤的反射时间来预测至少第二先前增产阶段的管波速，以及评估第二增产处理的效果以确定未来的增产处理(如果有的话)。

还可以设想，当第一增产处理无效时，可以泵送额外量的分流器。在这样的实施例中，分流器的量可以基于再压裂的效果来调节(增加或减少)。如本文所述，分流器可以选自化学分流器和机械分流器的组。在这样的实施例中，可以对至少一个先前增产的阶段进行第二隔离处理。

如上所述，重复这些处理阶段的顺序，直到针对增产计划的所有阶段被增产。增产进行后，下一个处理阶段是完井操作。在这样的实施例中，完井操作可以从塞射孔完井或滑套完井的组中选择。

还可以设想，处理地下地层的方法是增产由井眼穿透的地下地层的方法。在这样的说明性实施例中，该方法包括将第一粘性段塞泵入位于地下地层中的井内，其中该井具有多个先前被增产的阶段，在接受流体的至少一个先前被增产的阶段中利用第一新裂缝的形成来执行第一增产处理，在压裂处理结束时产生水锤，处理流体进入点的深度精确和不确定性较低，以及根据在各个处理阶段期间收集的经处理的输入数据来调整未来的增产处理。

如上所述，深度确定的分辨率至少为30.48米。在一个或多个实施例中，至少一个裂缝的最大测量深度高达12192米。

根据一个或多个实施例，可以在第一增产处理阶段期间执行多个粘性段塞和高频水锤。

还可以设想，在通过泵送分流器隔离第一新裂缝后，可以将第二粘性段塞泵入井中。下一阶段是验证接受流体的先前增产阶段与原始值相比是否发生了变化。如果有迹象表明第一增产处理是有效的，并且不需要额外量的分流器，则可以在第二阶段进行第二增产处理。

在这样的实施例中，在接受流体以形成第二新裂缝的至少第二先前增产阶段中执行第二增产处理，在压裂处理结束时产生水锤，处理流体进入点的深度精确和不确定性较低，并根据在各个处理阶段期间收集的处理后的输入数据调整未来的增产处理。

还可以设想，当第一增产处理无效时，可以泵送额外量的分流器。如本文所述，分流器可以选自化学分流器和机械分流器的组。在这样的实施例中，可以对至少一个先前增产的阶段进行第二隔离处理。

如上所述，重复这些处理阶段的顺序，直到针对增产计划的所有阶段被增产。增产进行后，下一个处理阶段是完井操作。在这样的实施例中，完井操作可以从塞射孔完井或滑套完井的组中选择。

高频压力测量

使用高频(至少20或30Hz)压力测量技术可以获得比标准压力测量更多的信息。泵送结束时流量从最大值到零的快速变化可能会导致水锤(或管波)从井口向下传播到裂缝并返回。这些波的反射时间(通常在3到10秒之间)可以指示开放裂缝的深度，并且通常可以用于流体进入点确定。除了振荡分量之外，这些振荡还可能包含其他参数，例如衰减、压力摩擦损失、流体泄漏到地层、噪声或来自井眼中其他元件的反射。因此，反射时间可能难以确定。然而，开发了各种方法来确定这些参数。例如，如下图2所示的倒谱分析可用于反射时间测量。

现在参考图1和图2，图1描绘了水锤期间的典型高频压力曲线。其倒谱图如图2所示。具体地，图1描绘了泵送结束时的压力振荡，而图2描绘了倒谱图，即具有不同反射时间的波的“幅度”随时间变化。参考图2，200表示最强的振幅，即来自裂缝的主要压力波反射，而210表示为一条线，表示反射时间。210的宽度决定了它的不确定性。

在大多数情况下，管波速度是未知的，反射时间本身是无用的。尽管如此，还是可以应用特殊的算法来确定速度。在一个或多个实施例中，这可以基于塞射孔完井示例来描述，但是它可以扩展到所有其他情况。假设只有N个可用阶段，在此阶段可能会形成裂缝。

这些阶段的深度是L₁…L_N，深度的不确定性是σL₁...σL_N。在正常情况下，当阶段具有宽度ΔL_i时，不确定性σL_i可以计算为均匀分布的不确定性，并由公式1定义：

第一裂缝可能仅位于第一阶段(其深度和深度不确定性已知)，因为没有其他射孔。这允许进行第一阶段速度计算及其相关的不确定性确定。该数据可用作第二阶段速度计算的第一猜测，其结合第二阶段处理后事件(如水锤)的反射时间，可预测第二阶段裂缝的可能深度。此外，将该预测深度与第二阶段的射孔深度(如果机械隔离是成功的)和第一阶段的射孔深度(如果机械隔离失败/泄漏)进行比较。预测深度和可用阶段的深度之间的差值不能超过两到三个西格玛(sigma)值，其中西格玛是差值的标准偏差(或不确定性)，其也可以计算出来。这允许预测第二增产是否成功，并且如果两种情况都发生，它可以提供成功增产的概率。

此外，对于这些场景中的每一个，当来自多于一个阶段的信息可用时，例如来自第一和第二阶段泵送操作的数据，可以以更高的准确度定义速度。类似的原理可用于后续事件(增产)。一些先进的统计方法(包括贝叶斯技术)可能允许更精确地考虑每个可用场景来预测每个处理裂缝位置，因为记录了更多的测量值，调整速度值及其沿横向的缓慢变化。

在任何阶段，可能存在不止一种场景，但它们都有自己的概率p，其基于公式2描述的最大似然法：

最后，如果每个事件的数据非常不准确(σ_i和σL_i的高值—反射时间和深度不确定性)和/或只有少数事件，则可能场景的数量可能非常大。反之亦然，如果反射时间被准确确定并且阶段宽度与它们之间的距离相比较小并且增产的总数足够高，那么这个数字可能很小(只有几个，甚至一个)。

粘性段塞技术和高频压力测量

根据本实施例，粘性段塞技术和高频测量可以一起使用。这种组合可以允许以高置信度、在短时间内和以最少资源更快地执行再压裂监测。在这样的实施例中，监测如下执行：

1.泵送粘性段塞并确定不确定的液体进入点。将此流体进入点分配给具有自己概率的几个阶段之一。将创建裂缝的可能场景数量小于或等于阶段的总数。

2.进行第一增产处理。在处理阶段结束时使用水锤可以允许确定反射时间和不确定性。使用可能阶段的深度和获得的反射时间可以预测上面在点1处确定的每个阶段的速度。

3.泵分流器。在分流器泵送结束时，使用水锤接收新的反射时间，其结合每种可能场景的速度，可以预测新的深度。这进一步与第二裂缝可能到达的所有可能的阶段深度进行比较。

4.生成一组新的场景，其概率与上述第1点和第3点的概率乘积成正比。在归一化之后，概率小于预定义阈值(例如最可能场景的0.5％或0.01)的场景可以从考虑中移除。

5.如果场景数量不止一种，取决于它们的相对概率、时间和资源限制，新的分流器可能被泵送或不泵送。

6.进行第二增产。在处理阶段结束时使用水锤可以确定反射时间和不确定性。使用所有现有场景的数据，比较公式3所示的第二裂缝的预测深度：

利用所有可能的阶段来评估它可能位于的位置(这里使用速度和反射时间，系数1/2来自行进路径：井口-井底和返回)。如果裂缝的位置与先前裂缝的位置不同，则可以认为增产是成功的，并且可以使用所有可用数据更新速度，这应该是相似的，例如，可以如公式4所述计算每个阶段的真实速度：

其中τ_i–第i个事件的反射时间，D_i为计算的裂缝深度，对应于该事件，权重w_i代表事件的权重(事件反射时间和深度不确定性越高，其权重越小)。所有场景的新概率被计算为在1、3、5、6处确定的概率的归一化乘积。然而，即使增产被评估为是成功的，在此阶段仅剩下一种场景并不常见的情况。事实上，如果在它们的每个中第一阶段和第二阶段各不相同，那么可能很少有场景。如果增产在某些场景下失败，失败的概率应按照公式5所述进行评估：

如果失败概率足够高，则可能会执行进一步的操作，例如生成新事件(开始和停止注入、打开或关闭阀门等)。例如，在这种情况下，可以对其水锤进行分析，并在所有重新评估场景中使用。如果失败概率仍然很高，则可以执行进一步的动作，例如新的粘性段塞泵送、其深度评估、场景重新评估等。如果仍然可能出现失败，则可以执行泵送额外的分流器。

7.泵送一新的分流器。重新评估所有场景。

8.进行第三次增产处理。在处理阶段结束时使用水锤可以允许确定反射时间和不确定性。使用数据，重新评估所有场景，以对所有三种增产的增产效率做出解决方案。

9.继续增产处理。

该现场决策的流程图如图3所示。这样的流程图可以允许在具有多个增产阶段的井中执行再压裂操作，比目前使用的方法快得多，资源减少，同时提供有关每个阶段增产处理效果的更可靠信息。

示例

提供以下示例以进一步说明根据本公开的再压裂监测方法，并且不应被解释为限制本公开的范围，除非在所附权利要求中另有明确指示。

出于比较的目的，使用了经典的粘性段塞技术。经典的粘性段塞技术(无高频压力监测)涉及以下一系列阶段：

1.使用线性凝胶和交联剂混合段塞。

2.以低流量泵送约3-4立方米的粘性段塞(其粘度至少比井眼流体的粘度高100倍)。在注入测试之后，第一粘性段塞被泵入井中。这种段塞用于识别最易接受液体的阶段。识别是通过压力监测和分析来进行的。当粘性段塞进入裂缝时，地面压力斜率应增加。

3.执行第一增产阶段。

4.将分流器(隔离剂)泵入井眼。

5.泵送第二粘性段塞，以验证流体接受点是否与原始值(分流器隔离动作的位置)相比发生了偏移。根据结果(如果分流器失败)，可以泵送额外量的化学分流器，或者可以在与客户同意的情况下采取其他措施。

6.实现分流后，进行第二增产(压裂)，从一个增产阶段到另一个增产阶段以同样的方式继续处理。

确定流体进入点的方法可以假设通过其统计处理来搜索压力-时间曲线的两个(几乎)线性部分的最佳交叉点。该交叉点与井眼完井数据和泵送速率相结合，提供了流体进入点深度。接受流体的阶段是通过与各个阶段的深度进行比较来预测的。

图4中示出了典型的压力曲线以及流体进入点确定的分析。参考图4，图4描绘了公开号WO2018/004370中描述的识别或标记段塞。如图4中看到的，从小斜度到大斜度的斜率变化决定了粘性段塞进入开放裂缝的时间(从泵送开始)。结果为17.7+/-0.3分钟。对于段塞在衬管中行进的典型速度～2m/s，这会导致深度估计的误差约为36m，这与阶段之间的典型距离相当。因此，具有这种精度的粘性段塞定位并不能保证所有处理阶段的可靠答案。

在井中进行两阶段的再压裂。井本身包含4个阶段(由封隔器分隔的射孔)。第一增产作为数据压裂进行，以获得一般地层特性(压力下降曲线分析)并确定哪个阶段是最能接受流体(使用高频压力监测)。数据压裂(或压裂前)操作被定义为以高于储层压裂压力的压力泵送适量的清洁压裂液，以收集有关岩石力学特性的信息—需要这种评估来更准确地预测后期全面压裂操作(此处称为增产)。由于缺乏有关管波速度的信息(井眼流体从1300m/s到1700m/s的物理限制除外)，因此该测量不是结论性的，并且进一步涉及粘性段塞。之后，可以获得三组数据：数据压裂(使用HFPM处理)、由压力急剧增加确定的粘性段塞深度(标准粘性段塞技术)和粘性段塞末端的水锤(使用HFPM技术处理)。结果如表1所示。

据观察，粘性段塞的使用仅以对于阶段3和4为28％和72％的概率预测阶段。如果粘性段塞泵送是唯一使用的技术，则操作者不能依赖该数据。在给定的情况下，HFPM技术也被应用并预测了井眼中针对相同阶段为30％和70％。因此，它们的组合(来自不同类型测量的概率的组合)更可靠。主要处理阶段再给出一条信息(泵送结束时的水锤，其是用HFPM处理的)；三个泵送操作的结果如表2所示。值得注意的是，即使结合之前的所有数据，水锤数据也不能确定主要的接受流体的阶段：最有可能的阶段4接受流体(第三阶段的概率较低)。这可能意味着两个阶段同时接受不同流量的流体。

当泵送化学分流器(隔离剂)时，对产生的水锤数据进行分析，它们表明之前的阶段(3和4)被隔离(表3)。该信息已经足以执行第二增产，因此，在此阶段不执行粘性段塞泵送。然后分流泵送后的水锤质量普遍较差。这是因为在分流泵送期间，大多数流体接收阶段被隔离(阻塞)，并且管波反射可能仅存在于次要贡献者(即几乎闭合的裂缝，不接收流体)。

表1.使用HFPM和VP技术的再压裂监测结果。完成两次流体注入(数据压裂和粘性段塞)

表2.使用HFPM和VP技术的再压裂监测结果。添加了主要工作(压裂)。

表3.泵送化学分流器后的再压裂监测结果。

接下来，可以泵送第二主要处理阶段。结果示于下表4中。在这样的阶段，粘性段塞被泵送。表5提供了该泵送阶段的结果。然而，由于前阶段增产中VP和HFPM技术的结合使用，可能无法执行粘性段塞。表5中看到的结果与没有第二粘性段塞泵送的结果相同。这可以允许节省时间和资源并且可以允许在特定井更快地开始石油生产。在这种情况下，分析了两个主要的处理阶段。如果存在超过两次的连续增产处理，则可能需要考虑评估所需的时间和资源。

结果可以如图5和图6所示表示。现在参考图5和图6，图5和图6表示所有事件的流体进入点的深度。云的大小决定了深度的不确定性；每个事件超过一朵云示出不同阶段增产的概率。例如，如图5中看到的，云位于计算的深度处，它们的大小表示深度的不确定性(在此图中仅示出了最终结果)。很容易看到整个处理期间的增产深度变化：数据压裂、第一粘性段塞泵送和主要处理阶段(工作1)示出了阶段3和4的增产。分流器分析表明最有可能的阶段3和4被堵塞，并且有来自阶段1的反射；进一步的测量充分证实了这一点。

表4.没有第二粘性段塞的再压裂监测结果。

表5.第二粘性段塞的再压裂监测结果。

有利地，本公开的实施例提供了允许确定对地下地层进行再压裂的效果的再压裂监测方法。具体地，已发现这样的方法可允许基于粘性段塞的压力响应结合高频压力监测来确定接受流体的阶段的深度。该方法提供诸如压力波速度校准、流体进入点的保险、增产阶段的深度测量以及避免过度增产已经增产的阶段等特征。如本文所述的方法可应用于任何裂缝尺寸以及裂缝之间的任何距离。此外，如本文所述的再压裂效果监测方法可以提供压力波速度的动态校准。

尽管上面仅详细描述了几个示例实施例，但是本领域技术人员将容易理解，在实质上不脱离本发明的情况下，在示例实施例中可以进行许多修改。因此，所有这些修改都旨在包括在如以下权利要求所限定的本公开的范围内。在权利要求中，装置加功能条款旨在涵盖在此描述为执行所述功能的结构，不仅是结构等同物，而且是等同结构。因此，虽然钉子和螺钉可能不是结构等同物，因为钉子采用圆柱面将木制部件固定在一起，而螺钉采用螺旋面，但在紧固木制部件的环境中，钉子和螺钉可能是等同结构。申请人明确表示不援引35U.S.C.§112,第6段对此处任何权利要求的任何限制，但权利要求中明确使用“用于...装置”一词以及相关功能的限制除外。

Claims (15)

1.一种处理被井眼穿透的地下地层的方法，其中井具有多个先前增产的层段，该方法包括：

a)将粘性段塞泵入井中，通过井口压力传感器记录压力曲线；

b)确定处理流体进入点的深度(L)和深度不确定性(ΔL)；

c)在井口产生激发管波的水锤；

d)通过由高频压力监测方法处理水锤，来确定处理流体进入点的深度(L)和深度不确定性(ΔL)；

e)从(b)到(d)的数据组合来确定管波速度；

f)进行压裂处理；和

g)在压裂处理(f)结束时在井口产生水锤，处理流体进入点的深度精确，不确定性低。

2.如权利要求1所述的方法，其中，在井中泵送多个增产处理。

3.如权利要求1所述的方法，其中，在泵送粘性段塞之前进行数据压裂处理。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述粘性段塞是具有比井眼流体的粘度高至少100倍的粘度的一部分流体。

5.如权利要求2所述的方法，其中，在多次增产处理的情况下，在每次压裂处理之前泵送所述粘性段塞。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述水锤是通过在地面关闭泵而产生的。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述高频压力监测方法包括压力信号的处理。

8.如权利要求7所述的方法，其中，压力信号的处理包括初步信号滤波。

9.如权利要求8所述的方法，其中，压力信号的处理还包括用倒谱分析进行处理。

10.如权利要求1所述的方法，其中在(g)之后，分流器被另外泵入井眼中。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述分流器是能够隔离至少一个先前增产层段的颗粒浆液的一部分。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述分流器选自化学分流器和机械分流器的组。

13.如权利要求1所述的方法，其中，所述深度确定(L)具有至少30.48米的分辨率。

14.如权利要求1所述的方法，其中，至少一个裂缝的最大测量深度高达12192米。

15.如权利要求1所述的方法，还包括执行完井操作，其中，所述完井操作选自塞射孔完井或滑套完井的组。