CN114961681A - 一种水平井体积重复压裂综合潜力评价方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水平井体积重复压裂综合潜力评价方法和装置。所述方法包括，确定水平井已压裂段的机械应力转向参数，以反映地应力和裂缝闭合压力对应力转向影响；确定已压裂段的储层品质参数，以初次压裂后裂缝附近储层物性；确定已压裂段的完井质量参数，以反映初次压裂施工规模；确定已压裂段的产量递减参数，以反映裂缝周围储层产油能力；进而综合确定已压裂段的老缝新生潜力；确定水平井待压裂段每个深度点的压裂潜力指数和生产潜力指数，进而综合确定该深度点的复压新缝潜力；根据已压裂水平井水平段的老缝新生潜力和各深度点的复压新缝潜力，确定水平井的体积重复压裂综合潜力。能够对水平井的体积重复压裂综合潜力进行合理评价。
Description
技术领域
本发明涉及石油工程-油气田开发工程技术领域，特别涉及一种水平井体积重复压裂综合潜力评价方法和装置。
背景技术
超低渗油藏储层往往岩性复杂、非均质性强、油水关系复杂，开发难度大、成本高，尤其经济因素更是制约油气田开发规模的关键因素。目前国内体积重复压裂技术是超低渗油藏开发非常有效的措施。通过体积重复压裂重新激活老缝，产生新缝，增加油气渗流通道，从而扩大了单井泄油面积，极大提高了单井产能，增大了经济效益。然而传统体积重复压裂设计中通常是当油井产量递减较快时，进行体积压裂改造，无法填补地层能量亏空，导致复压生产效果并不理想，因此增能复压显得尤为重要。然而增能后更为复杂的地质力学条件以及剩余油分布，使得体积重复压裂时更难以寻找储层重复压裂综合甜点，进而难以设计合理的分段分簇方案，为体积重复压裂设计造成困难。
发明内容
发明人发现，目前设计体积重复压裂分段分簇方案常用的方法是基于测井录井曲线相关资料，一是结合水平井段储层特性，对含油丰度、岩石物性相近处进行射孔压裂，但该方法未能考虑诱导应力场变化对射孔簇的影响，合理性较低；二是考虑诱导应力场变化对储层影响进行射孔，该方法认为地层中某点受到的总诱导应力为各条裂缝在该点产生的诱导应力的叠加，但仅适用于水平井分段单簇压裂的工况(单个压裂段内只有一条裂缝，压裂过程中各条裂缝先后依次扩展形成)，并不适用于分段多簇压裂的实际工况(分段多簇压裂时同一压裂段内多个射孔簇处的裂缝同步扩展)，适用面较窄。
综上所述，目前已有的体积重复压裂分段分簇设计方法存在适用面窄、合理性低等问题。为了至少部分地解决现有技术存在的技术问题，发明人做出本发明，通过具体实施方式，提供一种水平井体积重复压裂综合潜力评价方法和装置，能够对水平井的体积重复压裂综合潜力进行合理评价，为体积重复压裂分段分簇设计提供数据基础。
第一方面，本发明实施例提供一种水平井体积重复压裂综合潜力评价方法，包括：
根据水平井已压裂段的力学特征参数、裂缝特征参数、储层有效厚度、支撑剂的密度和质量，确定已压裂段的机械应力转向参数；根据已压裂段的储层特征参数，确定已压裂段的储层参数；根据已压裂段的施工参数和裂缝参数，确定已压裂段的完井质量参数；根据已压裂段生产参数确定已压裂段的产量递减参数；根据所述机械应力转向参数、储层参数、完井质量参数和产量递减参数，确定已压裂段的老缝新生潜力；
根据水平井待压裂区段各深度点的压裂潜力指示参数，确定每个深度点的压裂潜力指数；根据每个深度点的含油饱和度、储层有效厚度、孔隙压力、孔隙度和渗透率，确定该深度点的生产潜力指数；根据压裂潜力指数和生产潜力指数确定深度点的复压新缝潜力；
根据所述水平井已压裂段的老缝新生潜力和各深度点的复压新缝潜力，确定所述水平井的体积重复压裂综合潜力。
第二方面，本发明实施例提供一种水平井体积重复压裂综合潜力评价装置，包括：
老缝新生潜力确定模块，用于根据水平井已压裂段的力学特征参数、裂缝特征参数、储层有效厚度、支撑剂的密度和质量，确定已压裂段的机械应力转向参数；根据已压裂段的储层特征参数，确定已压裂段的储层参数；根据已压裂段的施工参数和裂缝参数，确定已压裂段的完井质量参数；根据已压裂段生产参数确定已压裂段的产量递减参数；根据所述机械应力转向参数、储层参数、完井质量参数和产量递减参数，确定已压裂段的老缝新生潜力；
复压新缝潜力确定模块，用于根据水平井待压裂区段各深度点的压裂潜力指示参数，确定每个深度点的压裂潜力指数；根据每个深度点的含油饱和度、储层有效厚度、孔隙压力、孔隙度和渗透率，确定该深度点的生产潜力指数；根据压裂潜力指数和生产潜力指数确定深度点的复压新缝潜力；
体积重复压裂综合潜力确定模块，用于根据所述水平井已压裂段的老缝新生潜力和各深度点的复压新缝潜力，确定所述水平井的体积重复压裂综合潜力。
第三方面，本发明实施例提供一种具备水平井体积重复压裂综合潜力评价功能的计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其中，该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述水平井体积重复压裂综合潜力评价方法。
第四方面，本公开实施例提供一种服务器，包括：存储器、处理器及存储于存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述水平井体积重复压裂综合潜力评价方法。
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
本发明实施例提供的水平井体积重复压裂综合潜力评价方法，根据水平井已压裂段的力学特征参数、裂缝特征参数、储层有效厚度、支撑剂的密度和质量，确定已压裂段的机械应力转向参数，机械应力转向参数反映地应力和裂缝闭合压力对应力转向的影响，该参数值越小，对应力转向越敏感，重复压裂产生的新裂缝沿与之前压裂裂缝不同的方向起裂和延伸，越能更大范围地沟通老裂缝未动用的油气层；反映根据已压裂段的储层特征参数，确定已压裂段的储层参数，储层参数反映初次压裂后裂缝附近的储层物性，该值越大表明裂缝附近储层物性好，老缝新生潜力越大；根据已压裂段的施工参数和裂缝参数，确定已压裂段的完井质量参数，完井质量参数反映初次压裂的施工规模，该值越大表征该裂缝初次压裂的改造程度大，老缝新生潜力越小；根据已压裂段生产参数确定已压裂段的产量递减参数，产量递减参数反映裂缝附近的产液能力，产量递减参数越小说明该段裂缝附近供液能力强、泄油面积大、裂缝附近岩石的物性较好，老缝新生潜力越大；根据机械应力转向参数、储层参数、完井质量参数和产量递减参数，综合确定已压裂段的老缝新生潜力，故最终确定的老缝新生潜力综合分析了地层压力和地应力变化、油藏及油藏岩石和流体特征、初次压裂施工状况、生产动态和储层动用程度等因素，有利于合理找到压裂潜力最高的老缝进行压裂设计。
根据水平井待压裂区段各深度点的压裂潜力指示参数，确定每个深度点的压裂潜力指数；根据每个深度点的含油饱和度、储层有效厚度、孔隙压力、孔隙度和渗透率，确定该深度点的生产潜力指数；根据压裂潜力指数和生产潜力指数确定深度点的复压新缝潜力。复压新缝潜力综合表征了储层复压的可压裂能力与潜在剩余油。
根据水平井已压裂段的老缝新生潜力和各深度点的复压新缝潜力，确定水平井的体积重复压裂综合潜力。运用相关综合参数计算评价指导老缝新生设计，运用象征储层岩石力学特征的压裂潜力指数以及象征剩余油富集情况的生产潜力指数评价指导复压新缝设计，对油田体积重复压裂分段分簇布缝设计具有指导意义，应用范围广，节约成本多，经济效益高。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例一中水平井体积重复压裂综合潜力评价方法的流程图；
图2为图1中步骤S11的具体实现流程图；
图3为本发明实施例二中的水平井压裂潜力评价方法流程图；
图4为本发明实施例二中指标数值标准值确定的具体实现流程图；
图5为本发明实施例中三口水平井的压裂潜力分布示意图；
图6为本发明实施例中三口水平井的生产潜力分布示意图；
图7为本发明实施例中三口水平井的综合潜力分布示意图；
图8为本发明实施例中三口水平井的布缝方案示意图；
图9为本发明实施例中C井不同布缝方案累产油对比图；
图10为本发明实施例中C井不同布缝方案收益结果对比图；
图11为本发明实施例中水平井体积重复压裂综合潜力评价装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了解决现有技术中存在的体积重复压裂分段分簇设计方法存在适用面窄、合理性低的问题，本发明实施例提供了一种水平井体积重复压裂综合潜力评价方法和装置，能够对水平井的体积重复压裂综合潜力进行合理评价，为体积重复压裂分段分簇设计提供数据基础。
超低渗水平井体积重复压裂改造方式通常分为两种，即老缝新生与复压新缝。老缝新生的成功与否主要取决于几个方面：地层压力和地应力变化、油藏及油藏岩石和流体特征、初次压裂施工状况、生产动态和储层动用程度。而复压新缝的影响因素主要包含：水平井段诱导应力场变化情况、岩石力学性质、储层流体可流动性以及剩余油富集情况等。本发明首先借助现场反馈的测井录井等相关资料对以上数据进行分类划分，完成数据准备工作。具体评价方法见实施例一中所述。
实施例一
本发明实施例一提供一种水平井体积重复压裂综合潜力评价方法，其流程如图1所示，包括如下步骤：
步骤S11：根据水平井已压裂段的力学特征参数、裂缝特征参数、储层有效厚度、支撑剂的密度和质量，确定已压裂段的机械应力转向参数。
具体的，参见图2所示，包括下述步骤：
步骤S111：根据水平井已压裂段的裂缝半长、储层有效厚度、支撑剂的密度和质量，确定已压裂段的裂缝宽度。
进一步的，通过下述公式(1)确定已压裂段的裂缝宽度：
公式(1)中，Wf为已压裂段的裂缝宽度，m；Lf为已压裂段的裂缝半长，m；φf为已压裂段的裂缝孔隙度，％；h为已压裂段的储层有效厚度，m；ms为已压裂段的支撑剂质量，Kg；ρs为已压裂段的支撑剂真密度，Kg/m3；ρp为已压裂段的支撑剂视密度，Kg/m3。
支撑剂真密度为支撑剂颗粒的密度；支撑剂视密度是支撑剂表观密度，即支撑剂颗粒与颗粒间的孔隙组成的支撑剂整体表观密度。支撑剂视密度小于支撑剂真密度。
步骤S112：根据已压裂段的裂缝宽度、杨氏模量、泊松比和储层有效厚度，确定已压裂段的支撑裂缝的净闭合压力。
进一步的，通过下述公式(2)确定已压裂段的支撑裂缝的净闭合压力：
公式(2)中，Pnet为已压裂段的支撑裂缝的净闭合压力，MPa；E为已压裂段的杨氏模量，ν为已压裂段的泊松比；Wf为已压裂段的裂缝宽度，m；h为已压裂段的储层有效厚度，m。
步骤S113：确定已压裂段的最大和最小水平主应力的差值，将该差值与支撑裂缝的净闭合压力的比值，确定为已压裂段的机械应力转向参数。
步骤S12：根据已压裂段的储层特征参数，确定已压裂段的储层参数。
进一步的，通过下述公式(3)确定已压裂段的储层参数Rs：
Rs＝ΔL×k×φ×So×h (3)
公式(3)中，ΔL为已压裂段的裂缝簇间距，m；k为已压裂段的渗透率，mD；φ为已压裂段的孔隙度，％；So为已压裂段的剩余油油饱和度，％；h为已压裂段的储层有效厚度，m。
步骤S13：根据已压裂段的施工参数和裂缝参数，确定已压裂段的完井质量参数。
进一步的，通过下述公式(4)确定已压裂段的完井质量参数Fco：
Fco＝Vs×SP×N/ΔL (4)
公式(4)中，Vs为已压裂段初次压裂过程中压裂液总用量，m3；SP为已压裂段初次压裂过程中压裂液砂比，％；N为已压裂段的裂缝总簇数，ΔL为已压裂段的裂缝簇间距，m。
步骤S14：根据已压裂段生产参数确定已压裂段的产量递减参数。
进一步的，通过下述公式(5)确定已压裂段的产量递减参数DiD：
DiD＝(q0∑T-Q)/q0∑T (5)
公式(5)中，q0为已压裂段上年末标定的裂缝月产油量，m3/month；Q为已压裂段的裂缝阶段累产油量，m3；∑T为已压裂段的裂缝阶段累计生产月数。
步骤S15：根据机械应力转向参数、储层参数、完井质量参数和产量递减参数，确定已压裂段的老缝新生潜力。
对已压裂段的机械应力转向参数、储层参数、完井质量参数和产量递减参数分别进行权重计算得到已压裂段的老缝新生潜力。
进一步的，通过下述公式(6)确定已压裂段的老缝新生潜力S：
公式(6)中，Πmech为已压裂段的机械应力转向参数，Πmechmax和Πmechmin分别为水平井所有已压裂段的机械应力转向参数中的最大值和最小值；Rs为已压裂段的储层参数，Rsmax和Rsmin分别为水平井所有已压裂段的储层参数中的最大值和最小值；Fco为已压裂段的完井质量参数，Fcomax和Fcomin分别为水平井所有已压裂段的完井质量参数中的最大值和最小值；DiD为已压裂段的产量递减参数，DiDmax和DiDmin分别为水平井所有已压裂段的产量递减参数中的最大值和最小值。
结合水平井的每一段已压裂段的砂量、压裂液量、排量、两向应力差、杨氏模量、泊松比、孔隙度、渗透率、含油饱和度、有效厚度、产能的变化等参数计算出老缝新生潜力，对水平井重复压裂的老缝新生潜力进行比较，从而找到压裂潜力最高的老缝进行压裂设计，极大地降低了施工成本并提高了老缝利用率。
对水平井进行重复压裂新缝分段分簇设计，需对储层复压的可压裂能力与潜在剩余油进行评价，本实施例将这两类特征分别用水平井段压裂潜力指数与生产潜力指数表征。
步骤S16：根据水平井待压裂区段各深度点的压裂潜力指示参数，确定每个深度点的压裂潜力指数。
具体压裂潜力指数确定方法，后续实施例二中详细介绍。
步骤S17：根据每个深度点的含油饱和度、储层有效厚度、孔隙压力、孔隙度和渗透率，确定该深度点的生产潜力指数。
初次压裂生产后，目标储层压力与剩余油分布情况发生转变，在重复压裂时需考虑在剩余油分布集中段进行压裂生产。结合现场相关生产资料以及数模模拟初次压裂生产后剩余油分布状况计算水平井生产潜力指数。
进一步的，通过下述公式(7)确定该深度点的生产潜力指数Jo：
Jo＝(Soo-Sor)(Po-Pomin)(lnko)hoφo (7)
公式(7)中，Soo为深度点的剩余油饱和度，Sor为深度点的残余油饱和度，Po为深度点的孔隙压力，Pomin为深度点的孔隙压力最小值，k0为深度点的渗透率，φo为深度点的孔隙度，ho为深度点的储层有效厚度。
进一步的，剩余油饱和度可以由开采后的储层模型求得；残余油饱和度可以由岩心相渗曲线求得。
上述深度点的参数，为深度点所相关的储层范围内储层的相关参数平均值。
步骤S18：根据压裂潜力指数和生产潜力指数确定深度点的复压新缝潜力。
可以是通过权重法根据压裂潜力指数和生产潜力指数确定深度点的复压新缝潜力：
S＝K1×Jo+K2×FP (8)
公式(8)中，S为深度点的复压新缝潜力，Jo为深度点的生产潜力指数，FP为深度点的压裂潜力指数，K1和K2分别为生产潜力指数、压裂潜力指数的权重。
考虑可反映储层的潜在油气资源与可压性的多项评价指标，运用嫡权法计算其压裂潜力指数与生产潜力指数，最后加权得到水平井重复压裂综合甜点评价指标。
上述步骤S11～步骤S15、步骤S16～步骤S18没有先后顺序，可以先执行步骤S11～步骤S15，也可以先执行步骤S16～步骤S18，也可以二者同时执行。
步骤S19：根据水平井已压裂段的老缝新生潜力和各深度点的复压新缝潜力，确定水平井的体积重复压裂综合潜力。
最终，结合水平井综合潜力分布情况以及现场施工注意事项，聚焦较高综合潜力区域，进行布缝位置设计。
本发明实施例一提供的水平井体积重复压裂综合潜力评价方法，根据水平井已压裂段的力学特征参数、裂缝特征参数、储层有效厚度、支撑剂的密度和质量，确定已压裂段的机械应力转向参数，机械应力转向参数反映地应力和裂缝闭合压力对应力转向的影响，该参数值越小，对应力转向越敏感，重复压裂产生的新裂缝沿与之前压裂裂缝不同的方向起裂和延伸，越能更大范围地沟通老裂缝未动用的油气层；反映根据已压裂段的储层特征参数，确定已压裂段的储层参数，储层参数反映初次压裂后裂缝附近的储层物性，该值越大表明裂缝附近储层物性好，老缝新生潜力越大；根据已压裂段的施工参数和裂缝参数，确定已压裂段的完井质量参数，完井质量参数反映初次压裂的施工规模，该值越大表征该裂缝初次压裂的改造程度大，老缝新生潜力越小；根据已压裂段生产参数确定已压裂段的产量递减参数，产量递减参数反映裂缝附近的产液能力，产量递减参数越小说明该段裂缝附近供液能力强、泄油面积大、裂缝附近岩石的物性较好，老缝新生潜力越大；根据机械应力转向参数、储层参数、完井质量参数和产量递减参数，综合确定已压裂段的老缝新生潜力，故最终确定的老缝新生潜力综合分析了地层压力和地应力变化、油藏及油藏岩石和流体特征、初次压裂施工状况、生产动态和储层动用程度等因素，有利于合理找到压裂潜力最高的老缝进行压裂设计。
根据水平井待压裂区段各深度点的压裂潜力指示参数，确定每个深度点的压裂潜力指数；根据每个深度点的含油饱和度、储层有效厚度、孔隙压力、孔隙度和渗透率，确定该深度点的生产潜力指数；根据压裂潜力指数和生产潜力指数确定深度点的复压新缝潜力。复压新缝潜力综合表征了储层复压的可压裂能力与潜在剩余油。
根据水平井已压裂段的老缝新生潜力和各深度点的复压新缝潜力，确定水平井的体积重复压裂综合潜力。运用相关综合参数计算评价指导老缝新生设计，运用象征储层岩石力学特征的压裂潜力指数以及象征剩余油富集情况的生产潜力指数评价指导复压新缝设计，对油田体积重复压裂分段分簇布缝设计具有指导意义，应用范围广，节约成本多，经济效益高。
实施例二
本发明实施例二提供一种水平井压裂潜力评价方法，其流程如图3所示，包括如下步骤：
步骤S31：获取用于水平井的压裂潜力值计算的有效数据。
在一个实施例中，可以是，获取水平井的至少两个深度点的各项指标的数值；其中，所述指标包括岩石力学特征指标和岩石物理参数指标的各至少一项指标；岩石力学特征指标，至少包括：拉梅常数、应变能释放率、脆性指数、断裂韧性；所述岩石物理参数指标，至少包括：含油饱和度、渗透率、孔隙度。
因为储层的压裂潜力受岩石力学特征和岩石物理参数等多因素的共同影响，故，在指标的选取上，尽量将能获取到的所有对压裂潜力有影响的因素都考虑在内。
在一个实施例中，可以是，接收到至少一个深度点的至少一项指标的数据后，对数据进行有效性识别，得到有效数据。
可以是，针对每一个数值，同时进行指标有效性和数值有效性的有效性识别；或，接收完所有数据后，先筛选有效的指标，再针对各项指标筛选各个深度点的有效数值。
指标和数值的有效性识别具体可以是：按照预先存储的指标列表筛选各深度点的有效指标，根据指标列表中的有效信息，筛选有效指标的有效数值，得到有效数据。指标列表包括有效指标的有效信息。
上述有效信息，可以包括指标的下列信息中的至少一项：指标编号，指标名称，指标类型，指标正负向，指标有效数值范围。上述指标列表包含所有可能的指标。
指标的正负向表示指标的影响趋势，可以是，针对每一项指标，判断指标对水平井压裂潜力的影响趋势；根据影响趋势确定指标为正向或者负向：水平井压裂潜力随指标数值的增大而增大，则指标为正向；水平井压裂潜力随指标数值的减小而增大，则指标为负向。例如拉梅常数为阻止岩石横向应变同时维持一维应变所需施加的侧向拉应力大小，水平井的拉梅常数越小，裂缝越容易压开裂缝，越不易闭合，水平井压裂潜力越大，故拉梅常数为负向指标；例如描述岩石阻止裂缝扩展的能力的断裂韧性，水平井的断裂韧性越小，裂缝越容易延伸，越有利于水力压裂，水平井压裂潜力越大，故断裂韧性为负向指标；例如应变能释放率为新裂缝产生过程中单位面积能量消耗，表征裂缝扩展能力，水平井的应变能释放率越大，裂缝扩展能力越强，水平井压裂潜力越大，故应变能释放率为正向指标。
指标有效数值范围即指标数值的可能的最大值和最小值，可以是最大值和最小值都有限定，也可以是只其中一者有限定，也可以是二者都没有限定，具体根据实际情况来定。如表1所示，为指标列表的示意。
表1指标列表
上述表1中所示意的指标列表中，各指标的单位，也可以是其他的单位，只要所有指标的单位相互对应即可。获取的有效数据中各指标的数值的单位，可以与指标列表的相一致，也可以不一致。当不一致时，首先将获取的数据按照指标列表中的单位进行单位转换，然后再进行有效性识别。
上述有效性识别过程中，如果接收到的数据中包含预先存储的指标列表中不包含的指标，或者指标的数值不在有效数值范围内，则发送错误报告，并提示原始数据是否需要重新发送，若接收到是的命令，则等待重新接收新数据；若接收到否的命令，则只筛选包含在指标列表中的指标，且数值在有效范围内的指标数值，得到有效数据。
上述得到的有效数据，包括多个深度点的各项指标的数值。
在一个实施例中，可以是得到包含每一个深度点的每一项指标数值的矩阵模型：
其中，xi,j表示第j个深度点的第i项指标的数值，j＝1,2...n，n表示深度点的个数，i＝1,2...m，m表示所有指标的项数，m、n都为正整数。
步骤S32：针对每项指标，根据有效数据中各深度点的所述指标的数值，分别计算各项指标的权重。
针对每项指标，根据有效数据中各深度点对应指标的数值，分别计算各项指标的信息熵；根据各项指标的信息熵，计算每项指标的熵权，作为权重。
在计算信息熵之前，可以计算每一个深度点对应的各项指标数值的标准值Yij，第j个深度点第i项指标的标准值Yij用于信息熵的计算，标准值具体计算方法后续详细论述。
在一个实施例中，可以利用熵权法确定指标权重，根据各深度点的每项指标的标准值，计算每项指标的信息熵Ei：
上式(1)中，Ei为第i项指标的信息熵，
如果pi,j＝0，则定义pi,jlnpi,j＝0。
然后，根据各项指标的信息熵，计算每项指标的权重Wi：
上式(2)中，Wi为第i项指标的权重，0≤Wi≤1，且
步骤S33：针对每个深度点，根据深度点的各项指标的权重和各项指标的数值，计算深度点的压裂潜力值。
在步骤S32计算出每一项指标的权重的基础上，利用下式计算每一个深度点的压裂潜力值FPj：
上式(3)中，FPj代表第j个深度点的压裂潜力值，Pi1,j表示第j个深度点第i1项正向指标的标准值，Pi1,j＝yi1,j，Ni2,j表示第j个深度点第i2项负向指标的标准值，Ni2,j＝yi2,j，i1＝1,2...m1，m1表示所有正向指标的项数，i2＝1,2...m2，m2表示所有负向指标的项数，m1+m2＝m，下标max和min分别表示所有深度点相应项指标的标准值的最大值和最小值。
本实施例获取水平井各深度点的用于计算压裂潜力值的各项指标的数值，可以将所有对压裂潜力有影响的指标都包含在内，从而可以全面分析各影响因素；针对每项指标，根据所述有效数据中各深度点的所述指标的数值，计算所述指标的权重；进而针对每个深度点，根据所述深度点的各项指标的权重和各项指标的数值，计算所述深度点的压裂潜力值，使得计算的每一个深度点的压裂潜力值是各项指标共同影响的结果；故最终的计算结果具有更高的合理性、准确性和实用性。
具体的，上述步骤S31中，计算每一个深度点对应的指标数值的标准值，具体计算方法可以如图4所示，包括下述步骤：
步骤S41：判断各项指标的正负向。
按照上述预先存储的指标列表中的每一项指标的有效信息包含的指标编号、指标名称和指标正负向的匹配关系中，根据指标的编号或名称判断其正负向。
步骤S42：用极差法计算每一个深度点对应的各项指标数值的无量纲值，作为标准值。
根据指标的正负向，利用如下公式计算每一项指标的标准值：
上式(4)中，yi,j为第j个深度点第i项指标的标准值，j＝1,2...n，n表示深度点的个数，i＝1,2...m，m表示所有指标的项数，m和n都为正整数，xi,j表示第j个深度点的第i项指标的数值，max(Xi)和min(Xi)分别表示所有深度点对应的第i项指标数值的最大值、最小值。
本实施例在得到有效数据之后，先分析各项指标的正负向，进而将数值进行无量纲标标准化，使得不会因为指标单位的不同而数值不同导致压裂潜力值的计算结果受到影响。
以往体积重复压裂分段分簇设计方案仅考虑了储层物性或者难以对增能后多缝分段分簇方案进行设计，适应面下窄，消耗人力物力大。而本发明实施例的水平井体积重复压裂综合潜力评价方法通过表征水平井压裂潜力与生产潜力，并结合相关目标区块资料对储层品质进行分类分级，从而得到综合压裂潜力聚焦区域，并可用于现场布缝设计指导，不但减少了大量时间，而且可快速提高超低渗油藏重复压裂储层产能。
以长庆油田某区块超特低渗储油藏水平井重复压裂为例，该区块经初次压裂生产开发6年左右，由于地层压力水平较低、支撑剂失效及裂缝闭合等原因，产量递减迅速，已达65％～80％；而自2018年8月采用重复压裂改造措施后，地层压力得到了有效恢复，改造后生产1年较2012年初压生产1年产油量提升69％，增产效果显著。以此例为基础，开展了重复压裂水平井综合潜力评价对布缝方案进行优化，并比较优化前后增产效果以及经济效益。
基于上述方法，三口水平井的压裂潜力分布如图5所示，颜色较浅且高度较低区域代表水平井生产潜力较小区域，反之则代表压裂潜力较大区域三口井的压裂潜力分布较为均匀，且C井压裂潜力分布略高于其余两口井。
三口水平井的生产潜力分布如图6所示，三口水平井附近剩余油饱和度大且储层能量高的未改造区域有更好的物质基础，生产潜力也越大。并且这其中A井生产潜力明显较小，而B井中后段及C井中部位置附近生产潜力较大。
结合压裂潜力与生产潜力，三口水平井的综合潜力(体积重复压裂综合潜力)分布如图7所示，A井目前复压位置90％都在评价综合潜力较大区域，因此开发效果最好产量维持较高；B井次之，整个井段综合潜力不如C井。
基于综合压裂潜力评价结果进行现场布缝方案优化，优化示意图如图8所示，基于综合潜力布缝考虑剩余油及地层能量，方案多布的新缝集中在现场布缝未考虑的高综合潜力区域，能够更大程度动用高潜力储层。
再运用NPV净现值经济效益评价方法对开发效果进行对比如下，图9为C井不同布缝方案累产油对比，图10为C井不同布缝方案收益结果。
优化基于重复改造综合潜力布缝方式，其成本回收期虽晚于现场实际布缝方案，但累产油更高，成本回收后收益显著提升，由此可见此方法具有一定可信度。
基于本发明的发明构思，本发明实施例还提供一种水平井体积重复压裂综合潜力评价装置，该装置的结构如图11所示，包括：
老缝新生潜力确定模块111，用于根据水平井已压裂段的力学特征参数、裂缝特征参数、储层有效厚度、支撑剂的密度和质量，确定已压裂段的机械应力转向参数；根据已压裂段的储层特征参数，确定已压裂段的储层参数；根据已压裂段的施工参数和裂缝参数，确定已压裂段的完井质量参数；根据已压裂段生产参数确定已压裂段的产量递减参数；根据所述机械应力转向参数、储层参数、完井质量参数和产量递减参数，确定已压裂段的老缝新生潜力；
复压新缝潜力确定模块，用于根据水平井待压裂区段各深度点的压裂潜力指示参数，确定每个深度点的压裂潜力指数；根据每个深度点的含油饱和度、储层有效厚度、孔隙压力、孔隙度和渗透率，确定该深度点的生产潜力指数；根据压裂潜力指数和生产潜力指数确定深度点的复压新缝潜力；
复压新缝潜力确定模块112，用于根据水平井待压裂区段各深度点的压裂潜力指示参数，确定每个深度点的压裂潜力指数；根据每个深度点的含油饱和度、储层有效厚度、孔隙压力、孔隙度和渗透率，确定该深度点的生产潜力指数；根据压裂潜力指数和生产潜力指数确定深度点的复压新缝潜力；
体积重复压裂综合潜力确定模块113，用于根据所述水平井已压裂段的老缝新生潜力和各深度点的复压新缝潜力，确定所述水平井的体积重复压裂综合潜力。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
基于本发明的发明构思，本发明实施例还提供一种具备水平井体积重复压裂综合潜力评价功能的计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其中，该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述水平井体积重复压裂综合潜力评价方法。
除非另外具体陈述，术语比如处理、计算、运算、确定、显示等等可以指一个或更多个处理或者计算系统、或类似设备的动作和/或过程，所述动作和/或过程将表示为处理系统的寄存器或存储器内的物理(如电子)量的数据操作和转换成为类似地表示为处理系统的存储器、寄存器或者其他此类信息存储、发射或者显示设备内的物理量的其他数据。信息和信号可以使用多种不同的技术和方法中的任何一种来表示。例如，在贯穿上面的描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任意组合来表示。
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
Claims (10)
1.一种水平井体积重复压裂综合潜力评价方法，其特征在于，包括：
根据水平井已压裂段的力学特征参数、裂缝特征参数、储层有效厚度、支撑剂的密度和质量，确定已压裂段的机械应力转向参数；根据已压裂段的储层特征参数，确定已压裂段的储层品质参数；根据已压裂段的施工参数和裂缝参数，确定已压裂段的完井质量参数；根据已压裂段生产参数确定已压裂段的产量递减参数；根据所述机械应力转向参数、储层参数、完井质量参数和产量递减参数，确定已压裂段的老缝新生潜力；
根据水平井待压裂区段各深度点的压裂潜力指示参数，确定每个深度点的压裂潜力指数；根据每个深度点的含油饱和度、储层有效厚度、孔隙压力、孔隙度和渗透率，确定该深度点的生产潜力指数；根据压裂潜力指数和生产潜力指数确定深度点的复压新缝潜力；
根据所述水平井已压裂段的老缝新生潜力和各深度点的复压新缝潜力，确定所述水平井的体积重复压裂综合潜力。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据水平井已压裂段的力学特征参数、裂缝特征参数、储层有效厚度、支撑剂的密度和质量，确定已压裂段的机械应力转向参数，具体包括：
根据水平井已压裂段的裂缝半长、储层有效厚度、支撑剂的密度和质量，确定已压裂段的裂缝宽度；
根据已压裂段的裂缝宽度、杨氏模量、泊松比和储层有效厚度，确定已压裂段的支撑裂缝净闭合压力；
确定已压裂段周围储层两向应力的差值，将所述差值与所述支撑裂缝的净闭合压力的比值，确定为已压裂段的机械应力转向参数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据水平井已压裂段的裂缝半长、储层有效厚度、支撑剂的密度和质量，确定已压裂段的裂缝宽度，具体包括：
根据水平井已压裂段的裂缝半长、储层有效厚度、支撑剂的密度和质量，通过下述公式(1)确定已压裂段的裂缝宽度：
公式(1)中，Wf为已压裂段的裂缝宽度，Lf为已压裂段的裂缝半长，φf为已压裂段的裂缝孔隙度，h为已压裂段的储层有效厚度，ms为已压裂段的支撑剂质量，ρs为已压裂段的支撑剂真密度，ρp为已压裂段的支撑剂视密度。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据已压裂段的裂缝宽度、杨氏模量、泊松比和储层有效厚度，确定已压裂段的支撑裂缝的净闭合压力，具体包括：
根据已压裂段的裂缝宽度、杨氏模量、泊松比和储层有效厚度，通过下述公式(2)确定已压裂段的支撑裂缝的净闭合压力：
公式(2)中，Pnet为已压裂段的支撑裂缝的净闭合压力，E为已压裂段的杨氏模量，ν为已压裂段的泊松比，Wf为已压裂段的裂缝宽度，h为已压裂段的储层有效厚度。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据已压裂段的储层特征参数，确定已压裂段的储层参数，具体包括：
根据已压裂段的储层特征参数和裂缝簇间距，通过下述公式(3)确定已压裂段的储层参数Rs：
Rs＝ΔL×k×φ×So×h (3)
公式(3)中，ΔL为已压裂段的裂缝簇间距，k为已压裂段的渗透率，φ为已压裂段的孔隙度，So为已压裂段的剩余油油饱和度，h为已压裂段的储层有效厚度。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据已压裂段的施工参数和裂缝参数，确定已压裂段的完井质量参数，具体包括：
根据已压裂段的施工参数、裂缝总簇数和簇间距，通过下述公式(4)确定已压裂段的完井质量参数Fco：
Fco＝Vs×SP×N/ΔL (4)
公式(4)中，Vs为已压裂段初次压裂过程中压裂液总用量，SP为已压裂段初次压裂过程中压裂液砂比，N为已压裂段的裂缝总簇数，ΔL为已压裂段的裂缝簇间距。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据已压裂段生产参数确定已压裂段的产量递减参数，具体包括：
根据已压裂段生产参数，通过下述公式(5)确定已压裂段的产量递减参数DiD：
DiD＝(q0∑T-Q)/q0∑T (5)
公式(5)中，q0为已压裂水平井研究水平段裂缝的月产油量，Q为水平井已开采的累产油量，∑T为已压裂水平井已开采的生产月数。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述机械应力转向参数、储层参数、完井质量参数和产量递减参数，确定已压裂段的老缝新生潜力，具体包括：
根据所述机械应力转向参数、储层参数、完井质量参数和产量递减参数，通过下述公式(6)确定已压裂段的老缝新生潜力S：
公式(6)中，Πmech为已压裂段的机械应力转向参数，Πmechmax和Πmechmin分别为所述水平井所有已压裂段的机械应力转向参数中的最大值和最小值；Rs为已压裂段的储层参数，Rsmax和Rsmin分别为所述水平井所有已压裂段的储层参数中的最大值和最小值；Fco为已压裂段的完井质量参数，Fcomax和Fcomin分别为所述水平井所有已压裂段的完井质量参数中的最大值和最小值；DiD为已压裂段的产量递减参数，DiDmax和DiDmin分别为所述水平井所有已压裂段的产量递减参数中的最大值和最小值。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每个深度点的含油饱和度、储层有效厚度、孔隙压力、孔隙度和渗透率，确定该深度点的生产潜力指数，具体包括：
根据每个深度点的含油饱和度、储层有效厚度、孔隙压力、孔隙度和渗透率，通过下述公式(7)确定该深度点的生产潜力指数Jo：
Jo＝(Soo-Sor)(Po-Pomin)(lnko)hoφo (7)
公式(7)中，Soo为深度点的含油饱和度，Sor为深度点的残余油饱和度，Po为深度点的孔隙压力，Pomin为深度点的孔隙压力最小值，k0为深度点的渗透率，ho为深度点的孔隙度，φo为深度点的储层有效厚度。
10.一种水平井体积重复压裂综合潜力评价装置，其特征在于，包括：
老缝新生潜力确定模块，用于根据水平井已压裂段的力学特征参数、裂缝特征参数、储层有效厚度、支撑剂的密度和质量，确定已压裂段的机械应力转向参数；根据已压裂段的储层特征参数，确定已压裂段的储层参数；根据已压裂段的施工参数和裂缝参数，确定已压裂段的完井质量参数；根据已压裂段生产参数确定已压裂段的产量递减参数；根据所述机械应力转向参数、储层参数、完井质量参数和产量递减参数，确定已压裂段的老缝新生潜力；
复压新缝潜力确定模块，用于根据水平井待压裂区段各深度点的压裂潜力指示参数，确定每个深度点的压裂潜力指数；根据每个深度点的含油饱和度、储层有效厚度、孔隙压力、孔隙度和渗透率，确定该深度点的生产潜力指数；根据压裂潜力指数和生产潜力指数确定深度点的复压新缝潜力；
体积重复压裂综合潜力确定模块，用于根据所述水平井已压裂段的老缝新生潜力和各深度点的复压新缝潜力，确定所述水平井的体积重复压裂综合潜力。
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