CN114186440A - 一种地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法 - Google Patents

一种地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114186440A
CN114186440A CN202210140128.2A CN202210140128A CN114186440A CN 114186440 A CN114186440 A CN 114186440A CN 202210140128 A CN202210140128 A CN 202210140128A CN 114186440 A CN114186440 A CN 114186440A
Authority
CN
China
Prior art keywords
engineering
evaluation index
factor
section
fracturing
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
Application number
CN202210140128.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114186440B (zh
Inventor
彭瑀
史鹏君
李勇明
贾虎
常程
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Southwest Petroleum University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN202210140128.2A priority Critical patent/CN114186440B/zh
Publication of CN114186440A publication Critical patent/CN114186440A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114186440B publication Critical patent/CN114186440B/zh
Priority to US17/837,545 priority patent/US11598205B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP 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
    • E21B49/006—Measuring wall stresses in the borehole
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25—Methods for stimulating production
    • E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
    • G01V20/00—
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
    • G06Q10/06393—Score-carding, benchmarking or key performance indicator [KPI] analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Mining
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B2200/00—Special features related to earth drilling for obtaining oil, gas or water
    • E21B2200/20—Computer models or simulations, e.g. for reservoirs under production, drill bits
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

本发明公开了一种地质‑工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，包括以下步骤：S1：对目标水平压裂段进行分段划分，将其分为多个采样段；S2：建立各个采样段的储集性评价因子，根据各个采样段的储集性评价因子计算目标水平压裂段的地质评价指标；S3：建立各个采样段的脆性因子、天然裂缝发育因子、天然裂缝开启因子，并以此建立各个采样段的工程评价因子；S4：根据各个采样段的所述工程评价因子计算目标水平压裂段的工程评价指标；S5：根据所述地质评价指标和所述工程评价指标对目标水平压裂段的可压性进行评价。本发明平行考虑地质因子和工程因子，能够克服现有技术的缺陷和不足，有利于实现页岩储层的降本增效开发，具有广阔的市场应用前景。

Description

一种地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法
技术领域
本发明涉及油气田开发技术领域，特别涉及一种地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法。
背景技术
水平井分段分簇压裂作为国内页岩气开发的主要方式，旨在页岩储层中形成裂缝网络，减小流体的流动阻力，进而提高页岩气藏的开采效率和采出程度。在页岩储层压裂之前，根据页岩气储量丰度、岩石脆性和天然裂缝发育程度等因素对页岩进行可压性评价，有利于避免水平井缝网压裂的低效和无效施工，降低储层改造过程中的施工损耗，对制定经济高效的压裂施工方案具有重要指导意义。
目前，页岩可压性评价的方法有很多，主要通过储层的综合评价指数对储层的可压性进行评价。然而，目前的可压性综合评价指数忽略了地质和工程影响因子的本质：即地质因子决定了储层的开发潜力，工程因子决定了储层的压裂成网难度。两者简单叠加所得到的综合评价指数不能准确反映出采用何种压裂方式更加适宜，特别是在极端条件下，例如：（1）储层的开采潜力和压裂成网难度极大，按照综合评价指数，这种地层的可压程度中等，但这种储层恰恰需要加大压裂规模，解放页岩气产能；（2）另一种是地层的潜力和压裂成网难度极小，相同评价方法下得到的可压程度也为中等，但这种地层应该放弃，减少不必要的压裂成本损失。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，考虑地质和工程因子的协同作用，准确指导压裂施工的技术经济决策，实现页岩储层精细化可压性评价和高效低成本开发。
本发明的技术方案如下：
一种地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，包括以下步骤：
S1：对目标水平压裂段进行分段划分，将其分为多个采样段；
S2：建立各个采样段的储集性评价因子，根据各个采样段的所述储集性评价因子计算目标水平压裂段的地质评价指标；
S3：建立各个采样段的脆性因子、天然裂缝发育因子、天然裂缝开启因子，根据各个采样段的所述脆性因子、天然裂缝发育因子以及天然裂缝开启因子建立各个采样段的工程评价因子；
S4：根据各个采样段的所述工程评价因子计算目标水平压裂段的工程评价指标；
S5：根据所述地质评价指标和所述工程评价指标对目标水平压裂段的可压性进行评价。
作为优选，步骤S2中，所述储集性评价因子通过下式进行计算：
Figure 677990DEST_PATH_IMAGE001
式中：ei为第i采样段的储集性评价因子，无量纲；a1、b1均为物性权重系数，无量纲；ϕi'为第i采样段的无量纲化孔隙度；ωi'为第i采样段的无量纲化总有机碳含量；ϕie为第i采样段的有效孔隙度，%；ϕmax、ϕmin分别为所有采样段中最大、最小有效孔隙度，%；ωi为第i采样段的总有机碳含量，%；ωmax、ωmin分别为所有采样段中最大、最小总有机碳含量，%。
作为优选，当目标采样段的有效孔隙度大于等于4.5%时，a1、b1分别为0.65、0.35；当目标采样段的有效孔隙度小于4.5%时，a1、b1分别为0.55、0.45。
作为优选，步骤S2中，所述地质评价指标通过下式进行计算：
Figure 532814DEST_PATH_IMAGE002
式中：A为水平压裂段的地质评价指标，无量纲；
Figure 312551DEST_PATH_IMAGE003
为所有采样段的平均储集性评价因子，无量纲；emax、emin分别为所有采样段中最大、最小储集性评价因子，无量纲。
作为优选，步骤S3中，所述脆性因子通过下式进行计算：
Figure 707760DEST_PATH_IMAGE004
式中：Ci为第i采样段基于应力应变曲线的脆性因子，无量纲；λ、η均为标准化系数，无量纲；Mi为第i采样段的软化模量，GPa；Ei为第i采样段的弹性模量，GPa；σpi为第i采样段单三轴压缩试验所得到的峰值强度，MPa；σci为第i采样段单三轴压缩试验所得到的参与强度，MPa；
所述天然裂缝发育因子通过下式进行计算：
Figure 459815DEST_PATH_IMAGE005
式中：PFi为第i采样段的天然裂缝发育因子，无量纲；Pfi为第i采样段的天然裂缝发育程度表征数，×106 m-1；Pfmax、Pfmin分别为所有采样段中最大、最小的天然裂缝发育程度表征数，×106 m-1；K1i、K2i分别为第i采样段的Ⅰ型、Ⅱ型断裂韧性，MPa·m0.5；υi为第i采样段的平均静态泊松比，无量纲；ρi为第i采样段的平均页岩密度，g/cm3；Vci为第i采样段的平均泥质含量，%；DTi为第i采样段的平均声波时差，μs/m；
所述天然裂缝开启因子通过下式进行计算：
Figure 282278DEST_PATH_IMAGE006
式中：PTi为第i采样段的天然裂缝开启因子，无量纲；Pti为第i采样段的天然裂缝开启时的流体压力，MPa；Ptmax、Ptmin分别为所有采样段中满足天然裂缝开启时最大、最小的流体压力，MPa；σxi、σyi、σzi分别为第i采样段的井筒法向正应力、井筒切向正应力、垂向应力，MPa；l1i、l2i、l3i分别为第i采样段天然裂缝与采样段最大水平主应力、最小水平主应力、垂向应力的夹角余弦值，无量纲；τxyi、τyzi、τxzi分别为第i采样段的剪应力分量，MPa；θi为第i采样段天然裂缝与最大水平主应力方向的夹角，°；αi为第i采样段天然裂缝的倾角，°。
作为优选，步骤S3中，所述工程评价因子通过下式进行计算：
Figure 549311DEST_PATH_IMAGE007
式中：fi为第i采样段的工程评价因子，无量纲；Ci为第i采样段基于应力应变曲线的脆性因子，无量纲；PFi为第i采样段的天然裂缝发育因子，无量纲；PTi为第i采样段的天然裂缝开启因子，无量纲。
作为优选，步骤S4中，所述工程评价指标通过下式进行计算：
Figure 685894DEST_PATH_IMAGE008
式中：B为水平压裂段的工程评价指标，无量纲；
Figure 354773DEST_PATH_IMAGE009
为所有采样段的平均工程评价因子，无量纲；fmax、fmin分别为所有采样段中最大、最小的工程评价因子，无量纲。
作为优选，步骤S5中，根据所述地质评价指标和所述工程评价指标对目标水平压裂段的可压性进行评价具体为：
当所述地质评价指标在[0,0.1]范围内，且所述工程评价指标在[0,1.0]范围内时，所述目标水平压裂段不可压；
当所述地质评价指标在(0.1,1.0]范围内，且所述工程评价指标在[0,1.0]范围内时，所述目标水平压裂段可压。
作为优选，还包括步骤S6：根据所述地质评价指标和所述工程评价指标，建立目标水平压裂段的压裂施工方案。
作为优选，步骤S6中，根据所述地质评价指标和所述工程评价指标，建立目标水平压裂段的压裂施工方案具体为：
当所述地质评价指标在[0,0.1]范围内，且所述工程评价指标在[0,1.0]范围内时，放弃对所述目标水平压裂段进行压裂施工；
当所述地质评价指标在(0.1,0.4]范围内，且所述工程评价指标在[0,0.7]范围内时，以及当所述地质评价指标在(0.4,0.7]范围内，且所述工程评价指标在(0.7,1.0]范围内时，对所述目标水平压裂段进行滑溜水压裂+纤维暂堵转向；
当所述地质评价指标在(0.1,0.4]范围内，且所述工程评价指标在(0.7,1.0]范围内时，对所述目标水平压裂段进行滑溜水压裂；
当所述地质评价指标在(0.4,0.7]范围内，且所述工程评价指标在[0,0.3]范围内时，以及当所述地质评价指标在(0.7,1.0]范围内，且所述工程评价指标在(0.3,0.7]范围内时，对所述目标水平压裂段进行大规模压裂+纤维暂堵转向+中度密切割体积压裂；
当所述地质评价指标在(0.4,0.7]范围内，且所述工程评价指标在(0.3,0.7]范围内时，以及当所述地质评价指标在(0.7,1.0]范围内，且所述工程评价指标在(0.7,1.0]范围内时，对所述目标水平压裂段进行大规模压裂+纤维暂堵转向；
当所述地质评价指标在(0.7,1.0]范围内，且所述工程评价指标在[0,0.3]范围内时，对所述目标水平压裂段进行大规模压裂+纤维暂堵转向+高度密切割体积压裂。
本发明的有益效果是：
本发明平行考虑地质因子和工程因子，摒弃以往对二者的简单叠加，形成正交施工方案建议，在避免不必要施工浪费的前提下最大化单井生产效益；克服了现有技术的缺陷和不足，有利于实现页岩储层的降本增效开发，具有广阔的市场应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明压裂施工方案动态调整与优化的流程示意图；
图2为一个具体实施例中本发明X井的压裂后的生产曲线示意图；
图3为一个具体实施例中对比例Y井的压裂后的生产曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合。需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。本发明公开使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
如图1所示，本发明提供一种地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，包括以下步骤：
S1：对目标水平压裂段进行分段划分，将其分为多个采样段。
需要说明的是，将目标水平压裂段分为多个采样段，主要是为了减小储层非均质性对评价结果准确度的影响；若采用本发明对均质性储层进行可压性评价，也可不进行分段划分。另外，对水平压裂段进行划分时，分段数可依据水平压裂段的长度进行计算，并按照井底到井口的方向对各采样段依次进行编号。需要说明的是，根据长度进行分段划分仅仅是一种优选的方案，本发明也可根据其他标准对目标水平压裂段进行分段划分，例如根据水平压裂段的地质参数进行划分等。
S2：建立各个采样段的储集性评价因子，根据各个采样段的所述储集性评价因子计算目标水平压裂段的地质评价指标。
在一个具体的实施例中，所述储集性评价因子通过下式进行计算：
Figure 285820DEST_PATH_IMAGE010
式中：ei为第i采样段的储集性评价因子，无量纲；a1、b1均为物性权重系数，无量纲；ϕi'为第i采样段的无量纲化孔隙度；ωi'为第i采样段的无量纲化总有机碳含量；ϕie为第i采样段的有效孔隙度，%；ϕmax、ϕmin分别为所有采样段中最大、最小有效孔隙度，%；ωi为第i采样段的总有机碳含量，%；ωmax、ωmin分别为所有采样段中最大、最小总有机碳含量，%。
可选地，当目标采样段的有效孔隙度大于等于4.5%时，a1、b1分别为0.65、0.35；当目标采样段的有效孔隙度小于4.5%时，a1、b1分别为0.55、0.45。需要说明的是，本实施例的物性权重系数是本发明根据结果的精确度等优选出的物性权重系数，除了本实施例的物性权重系数外，也可根据精度等需求采用其他的物性权重系数。
在一个具体的实施例中，所述地质评价指标通过下式进行计算：
Figure 40150DEST_PATH_IMAGE011
式中：A为水平压裂段的地质评价指标，无量纲；
Figure 714844DEST_PATH_IMAGE003
为所有采样段的平均储集性评价因子，无量纲；emax、emin分别为所有采样段中最大、最小储集性评价因子，无量纲。
S3：建立各个采样段的脆性因子、天然裂缝发育因子、天然裂缝开启因子，根据各个采样段的所述脆性因子、天然裂缝发育因子以及天然裂缝开启因子建立各个采样段的工程评价因子。
在一个具体的实施例中，所述脆性因子通过下式进行计算：
Figure 238230DEST_PATH_IMAGE012
式中：Ci为第i采样段基于应力应变曲线的脆性因子，无量纲；λ、η均为标准化系数，无量纲；Mi为第i采样段的软化模量，GPa；Ei为第i采样段的弹性模量，GPa；σpi为第i采样段单三轴压缩试验所得到的峰值强度，MPa；σci为第i采样段单三轴压缩试验所得到的参与强度，MPa；
所述天然裂缝发育因子通过下式进行计算：
Figure 668074DEST_PATH_IMAGE013
式中：PFi为第i采样段的天然裂缝发育因子，无量纲；Pfi为第i采样段的天然裂缝发育程度表征数，×106 m-1；Pfmax、Pfmin分别为所有采样段中最大、最小的天然裂缝发育程度表征数，×106 m-1；K1i、K2i分别为第i采样段的Ⅰ型、Ⅱ型断裂韧性，MPa·m0.5；υi为第i采样段的平均静态泊松比，无量纲；ρi为第i采样段的平均页岩密度，g/cm3；Vci为第i采样段的平均泥质含量，%；DTi为第i采样段的平均声波时差，μs/m；
所述天然裂缝开启因子通过下式进行计算：
Figure 847383DEST_PATH_IMAGE014
式中：PTi为第i采样段的天然裂缝开启因子，无量纲；Pti为第i采样段的天然裂缝开启时的流体压力，MPa；Ptmax、Ptmin分别为所有采样段中满足天然裂缝开启时最大、最小的流体压力，MPa；σxi、σyi、σzi分别为第i采样段的井筒法向正应力、井筒切向正应力、垂向应力，MPa；l1i、l2i、l3i分别为第i采样段天然裂缝与采样段最大水平主应力、最小水平主应力、垂向应力的夹角余弦值，无量纲；τxyi、τyzi、τxzi分别为第i采样段的剪应力分量，MPa；θi为第i采样段天然裂缝与最大水平主应力方向的夹角，°；αi为第i采样段天然裂缝的倾角，°。
所述工程评价因子通过下式进行计算：
Figure 122506DEST_PATH_IMAGE015
式中：fi为第i采样段的工程评价因子，无量纲。
需要说明的是，本发明式（17）中的脆性因子、天然裂缝发育因子以及天然裂缝开启因子除了采用式（6）-（16）所示的计算公式外，也可采用现有技术中其他计算方法进行计算。
S4：根据各个采样段的所述工程评价因子计算目标水平压裂段的工程评价指标。
在一个具体的实施例中，所述工程评价指标通过下式进行计算：
Figure 765977DEST_PATH_IMAGE016
式中：B为水平压裂段的工程评价指标，无量纲；
Figure 101143DEST_PATH_IMAGE009
为所有采样段的平均工程评价因子，无量纲；fmax、fmin分别为所有采样段中最大、最小的工程评价因子，无量纲。
S5：根据所述地质评价指标和所述工程评价指标对目标水平压裂段的可压性进行评价；具体为：
当所述地质评价指标在[0,0.1]范围内，且所述工程评价指标在[0,1.0]范围内时，所述目标水平压裂段不可压；
当所述地质评价指标在(0.1,1.0]范围内，且所述工程评价指标在[0,1.0]范围内时，所述目标水平压裂段可压。
在一个具体的实施例中，本发明所述地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法还包括步骤S6：根据所述地质评价指标和所述工程评价指标，建立目标水平压裂段的压裂施工方案，具体压裂施工方案如表1所示：
表1 不同地质评价指标和工程评价指标下目标水平压裂段的压裂施工方案
Figure 761889DEST_PATH_IMAGE018
在一个具体的实施例中，表1中，所述滑溜水压裂的滑溜水配方为0.2%高效减阻剂FJZ-2+0.5%聚合物乳液增粘剂FZN-1+0.25%防水锁表面活性剂FSSJ-8+1%KCl，施工排量为16~18m3/min，用液强度为28~30m3/m，具体排量和用量根据泵注设备和水平段施工长度进行计算（计算方法为现有技术，在此不再赘述）。需要说明的是，滑溜水压裂技术为现有技术，除了本实施例采用的滑溜水配方外，根据目标井的地层条件，也可采用现有技术中的其他滑溜水配方。
所述大规模压裂是指压裂的用液强度为所述滑溜水压裂用液强度的150%，其余参数与所述滑溜水压裂参数相同。所述纤维暂堵转向是指在滑溜水泵注压力稳定时加入纤维，待泵注压力提高6~10MPa后，停止加入；纤维长度为5.00~6.00mm，纤维浓度为0.5~1.8%，纤维用量依据现场施工情况进行计算（计算方法为现有技术，在此不再赘述）。所述中度、高度密切割体积压裂对应的簇间距分别为12m、10m，孔密分别为4孔/簇、6孔/簇；其余的压裂施工方案，簇间距为14m，孔密为4孔/簇；射孔深度均为0.2m，簇数根据压裂段长进行计算（计算方法为现有技术，在此不再赘述）。
以川南地区页岩气藏中两口相邻水平井X井和Y井为例，验证本发明所述地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法的准确性。所述X井和Y井的水平段长度分别为1080m和1260m。地质勘探结果显示：两水平段所在储层的页岩气储量较高，但脆性指数较差。根据该地区水平井开发经验，X井和Y井均应进行段长60m的水平井分段分簇压裂改造，段数分别为18和21段；簇间距均为12m，簇数均为5；每簇4孔，射孔深度均为0.2m；滑溜水泵注排量均为16m3/min，每段平均用液量为1800m3，总用量分别为3.24×104m3和3.78×104m3。
采用本发明对X井进行可压性评价，具体的：
（1）将水平段沿趾端到跟端，每10m划分一段并进行编号；
（2）根据岩心室内评价实验数据，统计各采样段的总有机碳含量、孔隙度和有效孔隙度，结合式（1）-（4）计算得到各采样段的储集性评价因子；
（3）根据各采样段的所述储集性评价因子，结合式（5）计算得到X井各目标压裂段的地质评价指标；
（4）通过分析矿物成分、整理测井数据、测量岩心力学参数、建立数值模型以及数据拟合回归等获得各采样段其他基础数据，结合式（6）-（16）计算得到各采样段的脆性因子、天然裂缝发育因子以及天然裂缝开启因子；
（5）根据各采样段的所述脆性因子、天然裂缝发育因子以及天然裂缝开启因子，结合式（17）计算得到X井各目标压裂段的工程评价指标；
（6）根据步骤（3）得到的地质评价指标以及步骤（5）得到的工程评价指标，结合图1对X井的压裂施工方案进行动态调整与优化，结果如表2所示。
需要说明的是，步骤（6）中，采用图1所示的动态调整与优化方法对目标压裂段进行分段压裂，能够提高最终的压裂效果。使用时，也可根据需要，直接根据段长进行分段，然后根据各段的地质评价指标和工程评价指标结果，结合表1制定各段的压裂施工方案。
表2 X井压裂施工方案建议
Figure 840703DEST_PATH_IMAGE019
表2中，所述滑溜水压裂的滑溜水施工用量为31200m3，泵注排量为16m3/min，滑溜水总用量为3.12×104m3；所述纤维暂堵转向的纤维浓度为1%，纤维长度为6mm，纤维用量为7t；所述中度密切割体积压裂的簇间距为12m，每簇4孔；所述高度密切割体积压裂的簇间距为10m，每簇6孔；其余段的簇间距为14m，每簇4孔；射孔深度均为0.2m。
根据表2的压裂施工方案建议对X井进行压裂施工，得到X井压裂后的生产曲线，结果如图2所示。从图2中可以看出，X井施工初期最高日产气量为26.1×104m3，第一年平均日产气量为15.1×104m3，第二年平均日产气量为11.5×104m3。
对临近X井的Y井，采用原压裂设计方案（上述根据水平井开发经验制定的压裂方案）进行压裂施工，得到Y井压裂后的生产曲线，结果如图3所示。一方面，通过微地震实时检测发现：相对于X井，Y井储层中裂缝网络分布情况较差，未有效沟通油气储集体。另一方面，从图3中可以看出，Y井最高日产气量为23.3×104m3，第一年平均日产气量为13.1×104m3，第二年平均日产气量为8.2×104m3。由此可见本发明通过平行考虑地质因子和工程因子，提出的页岩储层压裂施工方案更为合理，能够有效地优化储层裂缝网络的分布，增大裂缝网络有效覆盖面积，长期稳定地提升单井产能，对页岩油气藏的高效低成本开发具有一定的指导意义，与现有技术相比，本发明具有显著的进步。
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 (10)

1.一种地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：对目标水平压裂段进行分段划分，将其分为多个采样段；
S2：建立各个采样段的储集性评价因子，根据各个采样段的所述储集性评价因子计算目标水平压裂段的地质评价指标；
S3：建立各个采样段的脆性因子、天然裂缝发育因子、天然裂缝开启因子，根据各个采样段的所述脆性因子、天然裂缝发育因子以及天然裂缝开启因子建立各个采样段的工程评价因子；
S4：根据各个采样段的所述工程评价因子计算目标水平压裂段的工程评价指标；
S5：根据所述地质评价指标和所述工程评价指标对目标水平压裂段的可压性进行评价。
2.根据权利要求1所述的地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，其特征在于，步骤S2中，所述储集性评价因子通过下式进行计算：
Figure 556051DEST_PATH_IMAGE001
式中：ei为第i采样段的储集性评价因子，无量纲；a1、b1均为物性权重系数，无量纲；ϕi'为第i采样段的无量纲化孔隙度；ωi'为第i采样段的无量纲化总有机碳含量；ϕie为第i采样段的有效孔隙度，%；ϕmax、ϕmin分别为所有采样段中最大、最小有效孔隙度，%；ωi为第i采样段的总有机碳含量，%；ωmax、ωmin分别为所有采样段中最大、最小总有机碳含量，%。
3.根据权利要求2所述的地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，其特征在于，当目标采样段的有效孔隙度大于等于4.5%时，a1、b1分别为0.65、0.35；当目标采样段的有效孔隙度小于4.5%时，a1、b1分别为0.55、0.45。
4.根据权利要求2或3所述的地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，其特征在于，步骤S2中，所述地质评价指标通过下式进行计算：
Figure 840402DEST_PATH_IMAGE002
式中：A为水平压裂段的地质评价指标，无量纲；
Figure 252929DEST_PATH_IMAGE003
为所有采样段的平均储集性评价因子，无量纲；emax、emin分别为所有采样段中最大、最小储集性评价因子，无量纲。
5.根据权利要求1所述的地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，其特征在于，步骤S3中，所述脆性因子通过下式进行计算：
Figure 218611DEST_PATH_IMAGE004
式中：Ci为第i采样段基于应力应变曲线的脆性因子，无量纲；λ、η均为标准化系数，无量纲；Mi为第i采样段的软化模量，GPa；Ei为第i采样段的弹性模量，GPa；σpi为第i采样段单三轴压缩试验所得到的峰值强度，MPa；σci为第i采样段单三轴压缩试验所得到的参与强度，MPa；
所述天然裂缝发育因子通过下式进行计算：
Figure 400194DEST_PATH_IMAGE005
式中：PFi为第i采样段的天然裂缝发育因子，无量纲；Pfi为第i采样段的天然裂缝发育程度表征数，×106 m-1；Pfmax、Pfmin分别为所有采样段中最大、最小的天然裂缝发育程度表征数，×106 m-1；K1i、K2i分别为第i采样段的Ⅰ型、Ⅱ型断裂韧性，MPa·m0.5；υi为第i采样段的平均静态泊松比，无量纲；ρi为第i采样段的平均页岩密度，g/cm3；Vci为第i采样段的平均泥质含量，%；DTi为第i采样段的平均声波时差，μs/m；
所述天然裂缝开启因子通过下式进行计算：
Figure 589867DEST_PATH_IMAGE006
式中：PTi为第i采样段的天然裂缝开启因子，无量纲；Pti为第i采样段的天然裂缝开启时的流体压力，MPa；Ptmax、Ptmin分别为所有采样段中满足天然裂缝开启时最大、最小的流体压力，MPa；σxi、σyi、σzi分别为第i采样段的井筒法向正应力、井筒切向正应力、垂向应力，MPa；l1i、l2i、l3i分别为第i采样段天然裂缝与采样段最大水平主应力、最小水平主应力、垂向应力的夹角余弦值，无量纲；τxyi、τyzi、τxzi分别为第i采样段的剪应力分量，MPa；θi为第i采样段天然裂缝与最大水平主应力方向的夹角，°；αi为第i采样段天然裂缝的倾角，°。
6.根据权利要求1所述的地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，其特征在于，步骤S3中，所述工程评价因子通过下式进行计算：
Figure 676640DEST_PATH_IMAGE007
式中：fi为第i采样段的工程评价因子，无量纲；Ci为第i采样段基于应力应变曲线的脆性因子，无量纲；PFi为第i采样段的天然裂缝发育因子，无量纲；PTi为第i采样段的天然裂缝开启因子，无量纲。
7.根据权利要求6所述的地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，其特征在于，步骤S4中，所述工程评价指标通过下式进行计算：
Figure 242751DEST_PATH_IMAGE008
式中：B为水平压裂段的工程评价指标，无量纲；
Figure 482102DEST_PATH_IMAGE009
为所有采样段的平均工程评价因子，无量纲；fmax、fmin分别为所有采样段中最大、最小的工程评价因子，无量纲。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，其特征在于，步骤S5中，根据所述地质评价指标和所述工程评价指标对目标水平压裂段的可压性进行评价具体为：
当所述地质评价指标在[0,0.1]范围内，且所述工程评价指标在[0,1.0]范围内时，所述目标水平压裂段不可压；
当所述地质评价指标在(0.1,1.0]范围内，且所述工程评价指标在[0,1.0]范围内时，所述目标水平压裂段可压。
9.根据权利要求8所述的地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，其特征在于，还包括步骤S6：根据所述地质评价指标和所述工程评价指标，建立目标水平压裂段的压裂施工方案。
10.根据权利要求9所述的地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法，其特征在于，步骤S6中，根据所述地质评价指标和所述工程评价指标，建立目标水平压裂段的压裂施工方案具体为：
当所述地质评价指标在[0,0.1]范围内，且所述工程评价指标在[0,1.0]范围内时，放弃对所述目标水平压裂段进行压裂施工；
当所述地质评价指标在(0.1,0.4]范围内，且所述工程评价指标在[0,0.7]范围内时，以及当所述地质评价指标在(0.4,0.7]范围内，且所述工程评价指标在(0.7,1.0]范围内时，对所述目标水平压裂段进行滑溜水压裂+纤维暂堵转向；
当所述地质评价指标在(0.1,0.4]范围内，且所述工程评价指标在(0.7,1.0]范围内时，对所述目标水平压裂段进行滑溜水压裂；
当所述地质评价指标在(0.4,0.7]范围内，且所述工程评价指标在[0,0.3]范围内时，以及当所述地质评价指标在(0.7,1.0]范围内，且所述工程评价指标在(0.3,0.7]范围内时，对所述目标水平压裂段进行大规模压裂+纤维暂堵转向+中度密切割体积压裂；
当所述地质评价指标在(0.4,0.7]范围内，且所述工程评价指标在(0.3,0.7]范围内时，以及当所述地质评价指标在(0.7,1.0]范围内，且所述工程评价指标在(0.7,1.0]范围内时，对所述目标水平压裂段进行大规模压裂+纤维暂堵转向；
当所述地质评价指标在(0.7,1.0]范围内，且所述工程评价指标在[0,0.3]范围内时，对所述目标水平压裂段进行大规模压裂+纤维暂堵转向+高度密切割体积压裂。
CN202210140128.2A 2022-02-16 2022-02-16 一种地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法 Active CN114186440B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210140128.2A CN114186440B (zh) 2022-02-16 2022-02-16 一种地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法
US17/837,545 US11598205B1 (en) 2022-02-16 2022-06-10 Method for comprehensive evaluation of shale fracability under the geology-engineering “double-track” system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210140128.2A CN114186440B (zh) 2022-02-16 2022-02-16 一种地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114186440A true CN114186440A (zh) 2022-03-15
CN114186440B CN114186440B (zh) 2022-04-29

Family

ID=80546048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210140128.2A Active CN114186440B (zh) 2022-02-16 2022-02-16 一种地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11598205B1 (zh)
CN (1) CN114186440B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115422718A (zh) * 2022-08-10 2022-12-02 中海石油(中国)有限公司海南分公司 一种快速优选压裂层段的方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117491592A (zh) * 2023-10-23 2024-02-02 中国石油天然气股份有限公司吉林油田分公司 基于钻井岩石样品确定水平井压裂位置的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110163533A (zh) * 2019-06-03 2019-08-23 西南石油大学 一种页岩气缝网综合可压性评价新方法
CN110864966A (zh) * 2019-10-12 2020-03-06 中国石油天然气股份有限公司 一种适用于裂缝型岩石的可压性评价方法
CN112862259A (zh) * 2021-01-15 2021-05-28 西南石油大学 一种海陆过渡相页岩储层立体动用开发评价方法
CN113090258A (zh) * 2021-05-25 2021-07-09 中国石油天然气股份有限公司 基于测井数据的深层页岩气水平井压裂差异化设计方法
CN113283108A (zh) * 2021-06-10 2021-08-20 西安石油大学 一种定量评价页岩油储层可压裂性的方法及系统
CN113312785A (zh) * 2021-06-10 2021-08-27 西南石油大学 一种基于可压性评价的深层页岩气藏压裂优化方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105822292A (zh) * 2016-03-17 2016-08-03 成都创源油气技术开发有限公司 一种利用测井数据计算页岩气储层可压性评价方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110163533A (zh) * 2019-06-03 2019-08-23 西南石油大学 一种页岩气缝网综合可压性评价新方法
CN110864966A (zh) * 2019-10-12 2020-03-06 中国石油天然气股份有限公司 一种适用于裂缝型岩石的可压性评价方法
CN112862259A (zh) * 2021-01-15 2021-05-28 西南石油大学 一种海陆过渡相页岩储层立体动用开发评价方法
CN113090258A (zh) * 2021-05-25 2021-07-09 中国石油天然气股份有限公司 基于测井数据的深层页岩气水平井压裂差异化设计方法
CN113283108A (zh) * 2021-06-10 2021-08-20 西安石油大学 一种定量评价页岩油储层可压裂性的方法及系统
CN113312785A (zh) * 2021-06-10 2021-08-27 西南石油大学 一种基于可压性评价的深层页岩气藏压裂优化方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHENG SHEN 等: "A new fracturing sweet spot identification method in Longmaxi Formation of Sichuan Basin, SW China", 《JOURNAL OF NATURAL GAS GEOSCIENCE》 *
YANG GU 等: "Brittleness evaluation of the Lower Silurian marine shale reservoirs: A case study of Longmaxi shale in Fenggang block, southern China", 《INTERPRETATION》 *
沈骋 等: "页岩储集层综合评价因子及其应用——以四川盆地东南缘焦石坝地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组为例", 《石油勘探与开发》 *
赵金洲 等: "页岩气储层可压性评价新方法", 《天然气地球科学》 *
顾岱鸿 等: "蜀南页岩气藏体积压裂效果预测新方法", 《断块油气田》 *
魏志鹏 等: "鄂尔多斯盆地L区块石盒子组4段致密砂岩气藏地质—工程甜点预测与评价", 《天然气勘探与开发》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115422718A (zh) * 2022-08-10 2022-12-02 中海石油(中国)有限公司海南分公司 一种快速优选压裂层段的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114186440B (zh) 2022-04-29
US11598205B1 (en) 2023-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111322050B (zh) 一种页岩水平井段内密切割暂堵压裂施工优化方法
CN114186440B (zh) 一种地质-工程“双轨制”页岩可压性综合评价方法
CN112561144B (zh) 一种致密油压裂水平井产能主控因素评判与产能预测方法
Wang et al. Key aspects of project design for polymer flooding at the Daqing Oilfield
CN109209333B (zh) 页岩气多井群高效开采间距优化方法
CN103628850B (zh) 一种注水开发油田整体调剖堵水决策方法
CN111502593B (zh) 一种缝内暂堵转向压裂相变暂堵剂用量确定方法
CN108868748A (zh) 一种页岩气水平井重复压裂裂缝开启压力的计算方法
CN107705215B (zh) 一种页岩储层重复压裂选井选段方法
CN105114047A (zh) 一种利用测井资料优选体积压裂射孔层位的方法
WO2020173253A1 (zh) 页岩气压裂水平井簇间距优化方法
CN107676085A (zh) 一种海相页岩气水平井测井产能预测方法
CN108460203A (zh) 页岩油藏循环注气油井产量分析方法及其应用
CN106651158B (zh) 一种超低渗致密油藏水平井注水开发见效程度定量评价方法
CN116122801A (zh) 一种页岩油水平井体积压裂可压性综合评价方法
CN110439519A (zh) 一种基于极限限流设计的压裂方法及系统
CN110516407B (zh) 一种裂缝性储层水平井段内多簇压裂裂缝复杂度计算方法
CN104712301B (zh) 一种确定火山岩储层压裂规模的方法
CN110552691B (zh) 一种油藏裂缝优势通道识别方法及其系统
CN109710965A (zh) 一种水平井人工压裂裂缝参数有效性的评价方法
CN116128084A (zh) 一种致密油藏水平井体积压裂缝网控制储量的预测方法
CN111311119B (zh) 一种海相页岩气储层缝网改造能力的地质评价方法
CN111119815A (zh) 一种均衡驱替的确定生产井配产比例的方法
CN106845685B (zh) 一种降低水平井试油压裂作业成本的参数优化方法
CN111101930B (zh) 一种气藏开发模式下单井开采提产潜力评价方法

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