CN114718538A - 一种水平井压裂甜点选段显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水平井压裂甜点选段显示方法，属于油气田开发技术领域。本发明通过建立井筒三维空间坐标数据体，将各采样点的位置数据转换到井筒三维空间坐标数据体中，并将各采样点计算得到综合甜度加载到井筒三维空间坐标数据体中，能够直观显示压裂水平井段甜度分布，可在压裂选井选段与优化设计过程中准确识别甜点段与非甜点段，综合考虑水平井段整体特征与局部各段地质工程参数完成压裂分段分簇与布缝设计，根据各段甜度分布及甜度值制定差异式压裂改造方案，对压裂改造效果与压裂施工效率的提高具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种水平井压裂甜点选段显示方法，属于油气田开发技术领域。
背景技术
在开展水平井分段压裂改造的过程中，由于储层的非均质性，有必要通过选定水平井压裂改造甜点，进行差异化压裂，对甜点区段重点改造。为合理、高效地制定压裂改造方案，需要充分掌握沿水平井筒储层非均质性特征，准确定位压裂改造甜点。
申请公布号为CN106484925A的中国专利申请文件公开了一种页岩气水平井压裂选段系统及选段方法，通过两步定量分析，对页岩气水平井的压裂效果进行提前预测以及定量评价，提高了预测的准确性，但无法直观显示水平井压裂甜点，难以识别出压裂改造重点段。申请公布号为CN107291968A的中国专利申请文件公开了一种压裂选段方法与系统，通过获取区块各直井评价系数，建立三维数据模型，用于标定预压裂水平井评价系数，选择压裂段，但无法精确而直观地显示水平井压裂改造甜点段。申请公布号为CN104632173A的中国专利申请文件公开了一种非天然裂缝致密储层缝网压裂选层方法，通过计算分析储层脆性指数、水平应力差，对比应力差与裂缝净压力，优选目标层压裂改造模式，但无法用于水平井分段压裂改造甜点段优选。文献“低渗气藏水平井压裂选段决策方法”通过收集压裂层电性、物性、含油气性参数和压后日产气量和无阻流量，应用数理统计和模糊数学理论，量化各项影响压裂效果的参数，计算选层系数，并将选层系数与压裂效果进行相关分析，确定压裂有效产量对应的选层系数界限值，对压裂水平井逐段进行评价，但无法直观、精细地显示水平井压裂甜点。文献“基于BP神经网络的底水油藏控水压裂选段新方法”通过油藏工程理论和现场经验，确定影响控水压裂段选择的主要因素，结合BP神经网络系统原理，建立定量分析，为控水压裂选段提供依据，但无法直观显示水平井压裂甜点段，为甜点压裂改造选段提供依据。
综上所述，虽然针对水平井压裂甜点选段的研究越来越受到重视，也存在有各种水平井压裂甜点选段方法，但是目前的选段方法都无法直观显示水平井压裂甜点。
发明内容
本发明的目的是提供一种水平井压裂甜点选段显示方法，以解决目前水平井压裂甜点选段无法直观显示的问题。
本发明为解决上述技术问题而提供一种水平井压裂甜点选段显示方法，该显示方法包括以下步骤：
1)获取测井数据，对测井数据进行筛选，得到影响压裂效果的因素；
2)构建关于测井斜深数据系统的井筒三维空间坐标数据体，将各因素采样点的位置坐标转换到井筒三维空间坐标数据体中；
3)对各因素进行归一化处理，并分别赋予权重，根据赋予权重以及归一化处理后的影响压裂效果的因素进行综合甜度计算；
4)将得到各采样点的综合甜度添加到井筒三维空间坐标数据体进行显示。
本发明通过建立井筒三维空间坐标数据体，将各采样点的位置数据转换到井筒三维空间坐标数据体中，并将各采样点计算得到综合甜度加载到井筒三维空间坐标数据体中，能够直观显示压裂水平井段甜度分布，可在压裂选井选段与优化设计过程中准确识别甜点段与非甜点段，综合考虑水平井段整体特征与局部各段地质工程参数完成压裂分段分簇与布缝设计，根据各段甜度分布及甜度值制定差异式压裂改造方案，对压裂改造效果与压裂施工效率的提高具有重要意义。
进一步地，所述步骤2)中的井筒三维空间坐标数据体坐标转换关系为：
xi+1＝xi+(hi+1-hi)*sinθi*sinεi
yi+1＝yi+(hi+1-hi)*sinθi*cosεi
Hi+1＝Hi-(hi+1-hi)*cosθi
其中(xi,yi,Hi)分别为第i个采样点的X坐标、Y坐标和补心海拔，(hi,θi,εi)分别为第i个采样点的斜深、井斜角和方位角。
进一步地，所述步骤4)的显示过程为：
A.根据各采样点在井筒三维空间坐标数据体中的坐标构建三维井筒轨迹散点图；
B.将各采样点的综合甜度转成对应的色度值，在三维井筒轨迹散点图按照各采样点的综合甜度赋予对应色度值进行显示。
进一步地，为了能够实现连续性的显示，所述步骤B还包括运用补丁函数对各采样点之间的区域进行补全，以得到连续的三维井筒甜度分布图。
进一步地，所述步骤4)是在地质-工程一体化压裂选段分析软件模块实现。
进一步地，为了提高水平井压裂甜点选段的精度，在对各因素进行归一化处理前，还包括对各因素进行有效性修正，以将超过各相应取值范围的因素修正到对应的取值范围内。
进一步地，为了方便综合甜度的计算，对各因素进行归一化处理时，需判断各因素的类别分别采用对应的归一化处理方式。
附图说明
图1是本发明水平井压裂甜点选段显示方法的流程图；
图2为本发明实施例的目标井测井数据导入示意图；
图3为本发明实施例的目标井评价因素计算示意图；
图4为本发明实施例的目标井地应力曲线示意图；
图5为本发明实施例的目标井甜度计算结果示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
本发明通过确定井筒三维空间坐标、修正参数有效性、确定评价因素水平值，计算综合甜度值，并对综合甜点进行直观显示；将综合甜度计算三维数学模型编入地质-工程一体化压裂选段分析模块中，对三维空间坐标系统下的沿井筒综合甜度分布数据体中各维向量运用三维散点图函数构建三维井筒轨迹散点图，并赋予第四维颜色数据，直观显示沿井筒各点处的综合甜度。本发明设计的方法可直观显示水平井沿井筒方向压裂甜点，为水平井差异化分段压裂设计和施工方案的制定提供依据。该方法的实现流程如图1所示，具体过程如下。
1.获取测井数据，并对其进行筛选，得到影响压裂效果的因素。
本发明以测井曲线参数为基础，从地质-工程角度出发对影响压裂效果因素进行比对和筛选。具体而言，获取的测井数据主要包括：地层电阻率、声波时差、密度测井、自然伽马、自然电位、横波时差；筛选是根据研究区储层的类型(例如页岩气藏、致密气藏、碳酸盐油藏)，选择在该类储层中，影响水平井产能的因素数据；本发明筛选出的影响压裂效果的因素包括有：泥质含量、渗透率、含油气饱和度、孔隙度、泊松比、总脆性指数、杨氏模量和水平主应力；由此可以获取各个采样点处的因素数据。
2.确定关于测井斜深数据系统的井筒三维空间坐标数据体，将各因素采样点的位置坐标转换到井筒三维空间坐标数据体中。
以井眼轨迹数据为依据，假设人工录入得到井口空间坐标(X坐标(x0)、Y坐标(y0)、补心海拔(H0))，所涉及到的单井斜深均以为深度数据，垂深数据均为海拔数据。结合井筒轨迹数据(斜深(h)、井斜角(θ)、方位角(ε))，得到井筒轨迹斜深系统下的井筒三维坐标数据体，再将此数据体在测井斜深数据系统内进行插值，测井斜深数据系统的井筒三维空间坐标数据体转换关系为：
xi+1＝xi+(hi+1-hi)*sinθi*sinεi (1)
yi+1＝yi+(hi+1-hi)*sinθi*cosεi (2)
Hi+1＝Hi-(hi+1-hi)*cosθi (3)
其中(xi,yi,Hi)分别为第i个采样点的X坐标、Y坐标和补心海拔，(hi,θi,εi)分别为第i个采样点的斜深、井斜角和方位角。
3.对影响压裂效果的因素分别进行有效性判断和修正。
对影响评价因素计算过程的各参数对应的测井数据设置有效性范围(其最大有效值和最小有效值)，若测井曲线某深度上该项目值大于所设置的最大有效值或者小于所设置的最小有效值，则将其修正为相应的最大有效值或者最小有效值，即：
如xi＞simax，则xi＝simax；
如xi＜simin，则xi＝simin；
通过对各影响因素计算过程分析后，对计算过程中应用到的测井数据分别进行有效性判断修正。
4.对修正后的各影响压裂效果的因素进行归一化处理。
假设取评价因素建立决策因子矩阵为：
其中di为因素d的第i个采样点的值，n为测井数据采样点的个数，对各因素进行归一化处理，使其权重值均为正值，对正相关因素和负相关因素采用不同的处理方法，其中正相关因素采用式(5)处理、负相关因素采用式(6)处理：
将处理过的各因素水平值代入式(4)即可得到权值均为正值的可对比决策因子水平矩阵。
对于正相关因素和负相关因素划分，会在前期统计研究区储层进行水平井压裂开发的现场实例数据，对其测井数据与产能数据进行整理；然后，利用Pearson相关系数法对各个因素的相关系数进行分析，其值小于零，则表示该因素为负相关；反之，其值大于零，则表示该因素为正相关。
5.对各影响压裂效果的因素分别赋予权重，进行综合甜度计算。
通过对区块前期投产井样本分析后得到初始化的默认权值(采用百分制)，经过技术人员根据录井、岩心数据等资料进行设置调整，对地质可压性参数和工程可压性参数分别赋予权重，再对各参数进行细分，结合单井具体特点调整后的权值代入式(4)，得到权值矩阵：
W＝[wd wg … wi … wr]T (7)
将权值矩阵与决策因子水平矩阵相乘即可得到所述的综合甜度值矩阵；
J＝F·W＝[j1 j2… ji … jn]T (8)
权值矩阵的确定过程如下：首先获取一套现场实例数据体；然后，利用多种权重分析算法(例如灰色关联度分析、层次分析法、熵值法等)对整理的现场实例数据进行分析计算，进而可得到任意单一算法或任意多种算法综合计算的各因素权重值。
6.将综合甜度设置添加到井筒三维空间坐标中进行直观显示。
水平井在储层中的位置并不是沿一个固定的方向，而是会受到储层非均质的影响，会在X、Y、Z三个方向上发生变化，所以二维的原始坐标系是不能准确的描述水平井井筒中各点的位置；同时，测井数据是对水平井井筒周围的岩石属性进行测试，为更加准确、清晰以及全面的表征储层的物性情况，需要利用多个水平井的三维甜点数据，插值计算整个储层的三维空间坐标甜点分布数据体。
首先根据各采样点在井筒三维空间坐标数据体中的坐标构建三维井筒轨迹散点图；然后将各采样点的综合甜度转成对应的色度值，在三维井筒轨迹散点图按照各采样点的综合甜度赋予对应色度值进行显示。
具体而言，本发明通过地质-工程一体化压裂选段分析软件模块直观显示压裂改造甜点段，对三维空间坐标系统下的沿井筒综合甜度分布数据体中各维向量运用三维散点图函数构建三维井筒轨迹散点图，对比设定色谱，并以综合甜度向量中各元素数据代表该点色度值，对所构建的三维井筒轨迹散点图赋予第四维数据，以颜色表征的甜度值；运用补丁函数对各散点(采样点)间区域进行补全，得到连续的三维井筒甜度分布图，沿井筒各点处的综合甜度即可由该点颜色直观辨识。
本发明通过直观显示压裂水平井段甜度分布，可在压裂选井选段与优化设计过程中准确识别甜点段与非甜点段，综合考虑水平井段整体特征与局部各段地质工程参数完成压裂分段分簇与布缝设计，根据各段甜度分布及甜度值制定差异式压裂改造方案，对压裂改造效果与压裂施工效率的提高具有重要意义。
为了更加直观的说明本发明的，以一口目标井为例，将本发明的方法应用到该目标井，计算目标井水平段甜点分布，过程如下：
导入目标井测井数据，如图2所示；
进行评价参数计算，如图3所示，点击下一步进入参数计算界面，对自然伽马、电阻率、自然电位、显示深度、声波时差等参数约束后，选择储层类型并计算，计算完成后可点击查看应力曲线按钮，或点击下一步直接进入单井甜度显示界面；
单井应力曲线显示，如图4所示，点击查看应力曲线按钮进入应力曲线显示界面，查看完成后，可点击左上角保存按钮，保存应力曲线，作为存档使用；也可点击返回进入参数计算界面，对参数重新设置后计算；或直接点击下一步进入单井甜度显示界面；
单井甜度计算显示，如图5所示，设置地质、工程各因素影响权重及甜度显示范围，设置完成后点击单井甜度计算，显示水平井压裂改造甜点段。
可见该方法可直观显示水平井沿井筒方向压裂甜点，为水平井差异化分段压裂设计和施工方案的制定提供依据。
Claims (7)
1.一种水平井压裂甜点选段显示方法，其特征在于，该显示方法包括以下步骤：
1)获取测井数据，对测井数据进行筛选，得到影响压裂效果的因素；
2)构建关于测井斜深数据系统的井筒三维空间坐标数据体，将各因素采样点的位置坐标转换到井筒三维空间坐标数据体中；
3)对各因素进行归一化处理，并分别赋予权重，根据赋予权重以及归一化处理后的影响压裂效果的因素进行综合甜度计算；
4)将得到各采样点的综合甜度添加到井筒三维空间坐标数据体进行显示。
2.根据权利要求1所述的水平井压裂甜点选段显示方法，其特征在于，所述步骤2)中的井筒三维空间坐标数据体坐标转换关系为：
xi+1＝xi+(hi+1-hi)*sinθi*sinεi
yi+1＝yi+(hi+1-hi)*sinθi*cosεi
Hi+1＝Hi-(hi+1-hi)*cosθi
其中(xi,yi,Hi)分别为第i个采样点的X坐标、Y坐标和补心海拔，(hi,θi,εi)分别为第i个采样点的斜深、井斜角和方位角。
3.根据权利要求1或2所述的水平井压裂甜点选段显示方法，其特征在于，所述步骤4)的显示过程为：
A.根据各采样点在井筒三维空间坐标数据体中的坐标构建三维井筒轨迹散点图；
B.将各采样点的综合甜度转成对应的色度值，在三维井筒轨迹散点图按照各采样点的综合甜度赋予对应色度值进行显示。
4.根据权利要求3所述的水平井压裂甜点选段显示方法，其特征在于，所述步骤B还包括运用补丁函数对各采样点之间的区域进行补全，以得到连续的三维井筒甜度分布图。
5.根据权利要求3所述的水平井压裂甜点选段显示方法，其特征在于，所述步骤4)是在地质-工程一体化压裂选段分析软件模块实现。
6.根据权利要求3所述的水平井压裂甜点选段显示方法，其特征在于，在对各因素进行归一化处理前，还包括对各因素进行有效性修正，以将超过各相应取值范围的因素修正到对应的取值范围内。
7.根据权利要求3所述的水平井压裂甜点选段显示方法，其特征在于，对各因素进行归一化处理时，需判断各因素的类别分别采用对应的归一化处理方式。
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2021
- 2021-01-05 CN CN202110010566.2A patent/CN114718538A/zh active Pending
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