CN117386349A - 基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法 - Google Patents

基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117386349A
CN117386349A CN202311422657.2A CN202311422657A CN117386349A CN 117386349 A CN117386349 A CN 117386349A CN 202311422657 A CN202311422657 A CN 202311422657A CN 117386349 A CN117386349 A CN 117386349A
Authority
CN
China
Prior art keywords
horizontal well
fracture
permeability
crack
equivalent
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
CN202311422657.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117386349B (zh
Inventor
唐慧莹
卜春亮
侯明华
宋毅
张景
肖红林
陈满
赵玉龙
张烈辉
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 CN202311422657.2A priority Critical patent/CN117386349B/zh
Publication of CN117386349A publication Critical patent/CN117386349A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117386349B publication Critical patent/CN117386349B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • 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
    • 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
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/04—Measuring depth or liquid level
    • E21B47/047—Liquid level
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A10/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
    • Y02A10/40—Controlling or monitoring, e.g. of flood or hurricane; Forecasting, e.g. risk assessment or mapping

Abstract

本发明公开了一种基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法，属于石油工程水力压裂技术领域。所述方法包括以下步骤：S1：建立考虑基质应力敏感和低速非达西效应的致密油压裂水平井生产模型；S2：确定人工裂缝参数的可能范围，并判断是否有连续产液剖面监测数据；若有则进入S3；若无则进入S4‑S6；S3：拟合连续产液剖面监测数据，反演获得各段的裂缝半长和裂缝渗透率；S4：假设水平井各段的人工裂缝参数均相等；S5：拟合水平井单井产量数据，反演获得等效的裂缝半长和裂缝渗透率；S6：拟合某个时刻的产液剖面监测数据，反演获得各段的裂缝渗透率。本发明能够准确地反演出各段人工裂缝的裂缝半长和裂缝渗透率。

Description

基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法
技术领域
本发明涉及石油工程水力压裂技术领域，特别涉及一种基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法。
背景技术
致密油储层孔隙度和渗透率极低，采用水平井多级压裂技术，可以在水平井周围形成高导流水力裂缝，增大井与油藏的接触面积，从而大幅度提升单井产能。明确水力压裂形成的人工裂缝参数，可以更好评价和指导水平井压裂改造技术。
目前常用裂缝监测手段（如微地震）仅能提供总体的压裂改造范围，难以细化分析各段的压裂效果，尤其难以判断后续生产过程中裂缝的参数特征。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法。
本发明的技术方案如下：
一种基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法，包括以下步骤：
S1：采用嵌入式离散裂缝模型，建立考虑基质应力敏感和低速非达西效应的致密油压裂水平井生产模型；所述致密油压裂水平井生产模型的储层物性、流体属性以及人工裂缝段数为已知参数，所述致密油压裂水平井生产模型的裂缝半长和裂缝渗透率为待反演的人工裂缝参数；
S2：确定所述人工裂缝参数的可能范围，并判断目标水平井是否有连续产液剖面监测数据；
若目标水平井有连续产液剖面监测数据，则进入步骤S3；
若目标水平井仅有某个时刻的产液剖面监测数据，则进入步骤S4-S6；
S3：基于集合卡尔曼滤波算法，根据所述可能范围随机生成初始集合，利用所述致密油压裂水平井生产模型，拟合连续产液剖面监测数据，反演获得水平井各段的裂缝半长和裂缝渗透率；
S4：假设水平井各段的裂缝半长和裂缝渗透率均相等，均为等效裂缝半长和等效裂缝渗透率；
S5：基于集合卡尔曼滤波算法，根据所述可能范围随机生成初始集合，利用所述致密油压裂水平井生产模型，拟合水平井单井产量数据，反演获得所述等效裂缝半长和等效裂缝渗透率，所述等效裂缝半长即为水平井各段的裂缝半长；
S6：根据所述等效裂缝半长和等效裂缝渗透率，利用模拟退火算法，拟合某个时刻的产液剖面监测数据，反演获得水平井各段的裂缝渗透率。
作为优选，步骤S1中，所述基质应力敏感和所述低速非达西效应分别通过下式进行表示：
（1）
（2）
式中：和/>分别目前地层压力下基质的渗透率和参考压力下基质的渗透率，D；为基质应力敏感系数，Pa-1；/>和/>分别为目前地层压力和参考地层压力，Pa；/>为基质中流体的流速，ms-1；/>为流体粘度，mPa·s；/>为压力梯度，Pa·m-1；/>为启动压力梯度，Pa·m-1。
作为优选，步骤S1中，考虑基质应力敏感和低速非达西效应建立获得的致密油压裂水平井生产模型，其表观渗透率为：
（3）
（4）
（5）
式中：和/>均为压力的相关系数。
作为优选，步骤S3和步骤S5中，所述集合卡尔曼滤波算法采用半迭代的集合卡尔曼滤波算法。
作为优选，步骤S6中，根据所述等效裂缝半长和等效裂缝渗透率，利用模拟退火算法，拟合某个时刻的产液剖面监测数据时：
以所述等效裂缝半长作为水平井各段的实际裂缝半长，以所述等效裂缝渗透率作为水平井各段裂缝渗透率的反演初值，并利用所述等效裂缝渗透率约束模拟退火算法中添加随机扰动后产生的新的裂缝渗透率。
作为优选，利用所述等效裂缝渗透率约束模拟退火算法中添加随机扰动后产生的新的裂缝渗透率具体包括以下子步骤：
S61：通过下式对所述等效裂缝渗透率添加扰动，生成新的裂缝渗透率；
（6）
式中：为新的裂缝渗透率，D；/>为等效裂缝渗透率，D；/>为扰动系数；为产生0~1范围内均匀分布的随机数；
S62：判断所述新的裂缝渗透率是否在所述可能范围内：
若在，则进入步骤S63；若不在，则返回步骤S61；
S63：判断各段裂缝渗透率的总和是否在阈值范围内：
若在，则所述新的裂缝渗透率满足约束条件；若不在，则重复步骤S61-S63。
作为优选，所述扰动系数为0.1。
作为优选，步骤S63中，所述阈值范围为：
（7）
式中：为阈值范围；/>、/>均为常量系数；/>为裂缝的总段数。
作为优选，常量系数为0.9，常量系数/>为1.1。
本发明的有益效果是：
本发明能够基于连续产液剖面监测数据，准确地反演出各段人工裂缝的裂缝半长和裂缝渗透率；能够基于某个时刻的产液剖面监测数据和单井产量数据，准确地反演出各段人工裂缝的裂缝渗透率和等效裂缝半长，且所反演出的裂缝参数更能代表后续生产过程中实际的裂缝参数，为致密油人工裂缝形态反演技术的发展提供了理论与技术支撑。
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为本发明基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法的流程示意图；
图2为致密油压裂水平井生产模型对应的测井曲线图；其中，图2(a)表示渗透率沿测深变化曲线图；图2(b)表示孔隙度沿测深变化曲线图；图2(c)表示初始含油饱和度沿测深变化曲线图；
图3为致密油压裂水平井生产模型中基质的物性分布图；其中，图3(a)为孔隙度分布图；图3(b)为初始含油饱和度分布图；图3(c)为渗透率分布图；
图4为致密油压裂水平井生产模型生产0.5 h后水平井井筒压力分布图；
图5为基于嵌入式离散裂缝模型获得的模型网格剖分结果图；
图6为采用半迭代的集合卡尔曼滤波算法更新后部分时刻产液剖面拟合结果图；
图7为基于连续产液剖面获得的各段裂缝参数的反演结果图；
图8为采用半迭代的集合卡尔曼滤波算法更新过程中等效裂缝参数的演变过程图；
图9为采用模拟退火算法优化后某个时刻产液剖面的拟合结果图；
图10为基于某个时刻的产液剖面监测数据和单井产量数据获得的各段裂缝渗透率的反演结果图；
图11为不同模型生产100 d后的压力分布图；其中，图11(a)为根据真实裂缝参数建立的模型；图11(b)为根据随机生成的初始集合的平均裂缝参数建立的模型；图11(c)为基于连续产液剖面反演获得的裂缝参数建立的模型。
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，本发明提供一种基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法，包括以下步骤：
S1：采用嵌入式离散裂缝模型，建立考虑基质应力敏感和低速非达西效应的致密油压裂水平井生产模型；所述致密油压裂水平井生产模型的储层物性、流体属性以及人工裂缝段数为已知参数，所述致密油压裂水平井生产模型的裂缝半长和裂缝渗透率为待反演的人工裂缝参数。
在一个具体的实施例中，所述基质应力敏感和所述低速非达西效应分别通过下式进行表示：
（1）
（2）
式中：和/>分别目前地层压力下基质的渗透率和参考压力下基质的渗透率，D；为基质应力敏感系数，Pa-1；/>和/>分别为目前地层压力和参考地层压力，Pa；/>为基质中流体的流速，ms-1；/>为流体粘度，mPa·s；/>为压力梯度，Pa·m-1；/>为启动压力梯度，Pa·m-1。
考虑基质应力敏感和低速非达西效应建立获得的致密油压裂水平井生产模型，其表观渗透率为：
（3）
（4）
（5）
式中：和/>均为压力的相关系数。
在上述实施例中，定义了两个压力的相关系数，将不考虑基质应力敏感和低速非达西效应时计算出的半面传导率乘以一个压力的相关系数，并将在此基础上计算出的网格传导率乘以一个关于网格之间压力梯度的相关系数，从而将基质应力敏感和低速非达西效应等效到运动方程的表观渗透率中，进而在所述致密油压裂水平井生产模型中考虑致密油的这两种特殊渗流机理，使得后续反演获得的结果更接近致密油压裂水平井的实际工况。
需要说明的是，所述嵌入式离散裂缝模型是一种可以较为真实地反映裂缝实际几何形态，且计算效率和计算精度都较高的裂缝模型，其为现有技术，具体模型结构在此不再赘述。
S2：确定所述人工裂缝参数的可能范围，并判断目标水平井是否有连续产液剖面监测数据；若目标水平井有连续产液剖面监测数据，则进入步骤S3；若目标水平井仅有某个时刻的产液剖面监测数据，则进入步骤S4-S6。
在一个具体的实施例中，通过微地震监测、测斜仪、光纤测试等常用裂缝监测手段以及邻井监测数据等确定所述人工裂缝参数的可能范围，此为现有技术，具体确定方法在此不再赘述。
S3：基于集合卡尔曼滤波算法，根据所述可能范围随机生成初始集合，利用所述致密油压裂水平井生产模型，拟合连续产液剖面监测数据，反演获得水平井各段的裂缝半长和裂缝渗透率。
S4：假设水平井各段的裂缝半长和裂缝渗透率均相等，均为等效裂缝半长和等效裂缝渗透率。
S5：基于集合卡尔曼滤波算法，根据所述可能范围随机生成初始集合，利用所述致密油压裂水平井生产模型，拟合水平井单井产量数据，反演获得所述等效裂缝半长和等效裂缝渗透率，所述等效裂缝半长即为水平井各段的裂缝半长。
在一个具体的实施例中，步骤S3和本步骤中的所述集合卡尔曼滤波算法均采用半迭代的集合卡尔曼滤波算法。需要说明的是，集合卡尔曼滤波算法和半迭代的集合卡尔曼滤波算法均为现有技术，具体算法在此不再赘述。
S6：根据所述等效裂缝半长和等效裂缝渗透率，利用模拟退火算法，拟合某个时刻的产液剖面监测数据，反演获得水平井各段的裂缝渗透率。
在一个具体的实施例中，根据所述等效裂缝半长和等效裂缝渗透率，利用模拟退火算法，拟合某个时刻的产液剖面监测数据时：以所述等效裂缝半长作为水平井各段的实际裂缝半长，以所述等效裂缝渗透率作为水平井各段裂缝渗透率的反演初值，并利用所述等效裂缝渗透率约束模拟退火算法中添加随机扰动后产生的新的裂缝渗透率。
在一个具体的实施例中，利用所述等效裂缝渗透率约束模拟退火算法中添加随机扰动后产生的新的裂缝渗透率具体包括以下子步骤：
S61：通过下式对所述等效裂缝渗透率添加扰动，生成新的裂缝渗透率；
（6）
式中：为新的裂缝渗透率，D；/>为等效裂缝渗透率，D；/>为扰动系数；为产生0~1范围内均匀分布的随机数；
S62：判断所述新的裂缝渗透率是否在所述可能范围内：若在，则进入步骤S63；若不在，则返回步骤S61；
S63：判断各段裂缝渗透率的总和是否在阈值范围内：若在，则所述新的裂缝渗透率满足约束条件；若不在，则重复步骤S61-S63。
在一个具体的实施例中，所述阈值范围为：
（7）
式中：为阈值范围；/>、/>均为常量系数；/>为裂缝的总段数。
在一个具体的实施例中，所述扰动系数为0.1，常量系数为0.9，常量系数/>为1.1。需要说明的是，所述扰动系数和所述常量系数均为人为设定值，其中所述常量系数越接近1获得的阈值范围越小，最终的结果越精确，具体根据精度需求进行设定。
需要说明的是，所述模拟退火算法是一种基于Monte Carlo迭代的全局寻优算法，其为现有技术，具体方法在此不再赘述。
在一个具体的实施例中，以某致密油压裂水平井为例，采用本发明所述基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法，反演获得其人工裂缝参数，具体包括以下步骤：
（1）采用嵌入式离散裂缝模型，建立考虑基质应力敏感和低速非达西效应的致密油压裂水平井生产模型；
所述致密油压裂水平井生产模型的储层物性、流体属性以及人工裂缝段数为已知参数，其中所述致密油压裂水平井生产模型的对应的测井曲线如图2所示，所述致密油压裂水平井生产模型的基质物性如图3所示，所述致密油压裂水平井生产模型的裂缝半长和裂缝渗透率为待反演的人工裂缝参数。所述致密油压裂水平井生产模型的基本参数如表1所示：
表1 致密油压裂水平井生产模型的基本参数
建立所述致密油压裂水平井生产模型时，借助油藏数值模拟工具箱（MATLABReservoir Simulation Toolbox，简称MRST）建立，并在计算每个时间步时，将工具箱在不考虑基质应力敏感和低速非达西效应时计算出的半面传导率乘以一个压力的相关系数，再将在此基础上计算出的网格传导率乘以一个关于网格之间压力梯度的相关系数，即采用式（3）使得本发明在所述致密油压裂水平井生产模型中考虑基质应力敏感和低速非达西效应。
为考虑井筒摩阻、流速变化等造成的井筒压降对裂缝参数反演的影响，采用多段井模型对水平井进行建模，所述多段井模型为现有技术，具体结构在此不再赘述。模型生产0.5 h后，井筒压力分布如图4所示。基于所述嵌入式离散裂缝模型获得的模型网格剖分结果如图5所示。
（2）确定所述人工裂缝参数的可能范围；
在本实施例中，通过微地震监测、测斜仪、光纤测试等常用裂缝监测手段以及邻井数据等，确定所述人工裂缝参数的可能范围。各段裂缝的半长均介于100~200 m之间，各段裂缝的渗透均介于0.1~5 D之间。
（3）判断目标水平井是否有连续产液剖面监测数据；
在本实施例中，所述目标水平井有连续产液剖面监测数据，则直接进行连续产液剖面监测数据拟合。
（4）基于半迭代的集合卡尔曼滤波算法，根据所述可能范围随机生成初始集合，利用所述致密油压裂水平井生产模型，拟合连续产液剖面监测数据，反演获得水平井各段的裂缝半长和裂缝渗透率；
在本实施例中，为防止更新中得到异常的裂缝参数，如裂缝渗透率出现负值，裂缝长度大于模型宽度等，将更新得到的裂缝参数集合也限制在步骤S2所获得的裂缝参数可能范围内：若更新得到的裂缝参数大于步骤S2所获得的裂缝参数上限，则将该上限值赋值给更新得到的裂缝参数；若更新得到的裂缝参数小于步骤S2所获得的裂缝参数下限，则将该下限值赋值给更新得到的裂缝参数；若更新得到的裂缝参数属于步骤S2所获得的裂缝参数可能范围内，则不改变更新得到的裂缝参数。通过拟合各段裂缝产油量随时间的变化，进而拟合上连续产液剖面监测数据，最终部分时刻产液剖面拟合结果如图6所示，裂缝参数反演结果如图7所示。
在另一个具体的实施例中，以上述实施例的水平井为例，假设其在步骤（3）时判断该目标水平井没有连续产液剖面监测数据，仅有时刻的产液剖面监测数据，则采用以下步骤反演致密油压裂水平井人工裂缝参数：
（5）假设水平井各段的裂缝半长和裂缝渗透率均相等，均为等效裂缝半长和等效裂缝渗透率；
（6）基于集合卡尔曼滤波算法，根据所述可能范围随机生成初始集合，利用所述致密油压裂水平井生产模型，拟合水平井单井产量数据，反演获得所述等效裂缝半长和等效裂缝渗透率；
在本实施例中，为了防止更新中得到异常的裂缝参数，同样按照步骤（4）相同的方法将更新得到的裂缝参数集合也限制在步骤（2）所获得的裂缝参数可能范围内。
需要说明的是，在水平井各段裂缝半长的平均值不变的条件下，改变各段裂缝的半长对单井产量的影响较小；在水平井各段裂缝渗透率的平均值不变的条件下，改变各段裂缝的渗透率对单井产量的影响也较小。因此，所述等效裂缝半长和等效裂缝渗透率应该近似等于真实的裂缝半长和真实裂缝渗透率的平均值，拟合过程中等效裂缝参数的演变过程如图8所示。
（7）根据所述等效裂缝半长和等效裂缝渗透率，利用模拟退火算法，拟合某个时刻的产液剖面监测数据，反演获得水平井各段的裂缝渗透率；
在本实施例中，步骤（6）获得的所述等效裂缝半长即为水平井各段的裂缝半长，以其作为各段裂缝的实际裂缝半长，将等效裂缝渗透率作为各段裂缝的反演初值，并利用该等效裂缝渗透率约束模拟退火算法中添加随机扰动后产生的新的裂缝渗透率。
在本实施例中，利用所述等效裂缝渗透率约束模拟退火算法中添加随机扰动后产生的新的裂缝渗透率具体通过步骤S61-S63实现。在本实施例中，所述扰动系数为0.1，常量系数为0.9，常量系数/>为1.1。
在本实施中，拟合的所述某个时刻采用开井生产早期监测的某个时刻，其获得的产液剖面数据为双线性流动阶段获得的产液剖面数据，此时裂缝渗透率是影响单缝产量的主要因素，而裂缝半长对单缝产量的影响较小。以开井生产10 d后时的产液剖面作为拟合对象，反演水平井各段裂缝的渗透率，采用模拟退火算法优化后某个时刻产液剖面的拟合结果如图9所示，各段裂缝渗透率的反演结果如图10所示。
不同模型生产100 d后的压力分布如图11所示。从图7、图10和图11可以看出，基于连续产液剖面监测数据，采用本发明反演获得的各段裂缝半长和渗透率均比较接近真实值，相对误差的绝对值均低于5 %，且由反演得到的裂缝参数建立的模型模拟生产100 d后的压力分布和由真实裂缝参数建立的模型模拟相同时间后的压力分布也基本相同；基于某个时刻的产液剖面监测数据和单井产量数据，采用本发明反演获得的等效裂缝半长比较接近真实裂缝半长的平均值，反演获得的各段裂缝渗透率也近似等于真实值，其相对误差的绝对值均低于8 %。
综上所述，本发明能够准确地反演获得隔断人工裂缝的裂缝半长和裂缝渗透率。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 (9)

1.一种基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：采用嵌入式离散裂缝模型，建立考虑基质应力敏感和低速非达西效应的致密油压裂水平井生产模型；所述致密油压裂水平井生产模型的储层物性、流体属性以及人工裂缝段数为已知参数，所述致密油压裂水平井生产模型的裂缝半长和裂缝渗透率为待反演的人工裂缝参数；
S2：确定所述人工裂缝参数的可能范围，并判断目标水平井是否有连续产液剖面监测数据；
若目标水平井有连续产液剖面监测数据，则进入步骤S3；
若目标水平井仅有某个时刻的产液剖面监测数据，则进入步骤S4-S6；
S3：基于集合卡尔曼滤波算法，根据所述可能范围随机生成初始集合，利用所述致密油压裂水平井生产模型，拟合连续产液剖面监测数据，反演获得水平井各段的裂缝半长和裂缝渗透率；
S4：假设水平井各段的裂缝半长和裂缝渗透率均相等，均为等效裂缝半长和等效裂缝渗透率；
S5：基于集合卡尔曼滤波算法，根据所述可能范围随机生成初始集合，利用所述致密油压裂水平井生产模型，拟合水平井单井产量数据，反演获得所述等效裂缝半长和等效裂缝渗透率，所述等效裂缝半长即为水平井各段的裂缝半长；
S6：根据所述等效裂缝半长和等效裂缝渗透率，利用模拟退火算法，拟合某个时刻的产液剖面监测数据，反演获得水平井各段的裂缝渗透率。
2.根据权利要求1所述的基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法，其特征在于，步骤S1中，所述基质应力敏感和所述低速非达西效应分别通过下式进行表示：
（1）
（2）
式中：和/>分别目前地层压力下基质的渗透率和参考压力下基质的渗透率，D；/>为基质应力敏感系数，Pa-1；/>和/>分别为目前地层压力和参考地层压力，Pa；/>为基质中流体的流速，ms-1；/>为流体粘度，mPa·s；/>为压力梯度，Pa·m-1；/>为启动压力梯度，Pa·m-1。
3.根据权利要求2所述的基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法，其特征在于，步骤S1中，考虑基质应力敏感和低速非达西效应建立获得的致密油压裂水平井生产模型，其表观渗透率为：
（3）
（4）
（5）
式中：和/>均为压力的相关系数。
4.根据权利要求1所述的基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法，其特征在于，步骤S3和步骤S5中，所述集合卡尔曼滤波算法采用半迭代的集合卡尔曼滤波算法。
5.根据权利要求1所述的基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法，其特征在于，步骤S6中，根据所述等效裂缝半长和等效裂缝渗透率，利用模拟退火算法，拟合某个时刻的产液剖面监测数据时：
以所述等效裂缝半长作为水平井各段的实际裂缝半长，以所述等效裂缝渗透率作为水平井各段裂缝渗透率的反演初值，并利用所述等效裂缝渗透率约束模拟退火算法中添加随机扰动后产生的新的裂缝渗透率。
6.根据权利要求5所述的基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法，其特征在于，利用所述等效裂缝渗透率约束模拟退火算法中添加随机扰动后产生的新的裂缝渗透率具体包括以下子步骤：
S61：通过下式对所述等效裂缝渗透率添加扰动，生成新的裂缝渗透率；
（6）
式中：为新的裂缝渗透率，D；/>为等效裂缝渗透率，D；/>为扰动系数；/>为产生0~1范围内均匀分布的随机数；
S62：判断所述新的裂缝渗透率是否在所述可能范围内：
若在，则进入步骤S63；若不在，则返回步骤S61；
S63：判断各段裂缝渗透率的总和是否在阈值范围内：
若在，则所述新的裂缝渗透率满足约束条件；若不在，则重复步骤S61-S63。
7.根据权利要求6所述的基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法，其特征在于，所述扰动系数为0.1。
8.根据权利要求6或7所述的基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法，其特征在于，步骤S63中，所述阈值范围为：
（7）
式中：为阈值范围；/>、/>均为常量系数；/>为裂缝的总段数。
9.根据权利要求8所述的基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法，其特征在于，常量系数为0.9，常量系数/>为1.1。
CN202311422657.2A 2023-10-31 2023-10-31 基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法 Active CN117386349B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311422657.2A CN117386349B (zh) 2023-10-31 2023-10-31 基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311422657.2A CN117386349B (zh) 2023-10-31 2023-10-31 基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117386349A true CN117386349A (zh) 2024-01-12
CN117386349B CN117386349B (zh) 2024-04-30

Family

ID=89471705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311422657.2A Active CN117386349B (zh) 2023-10-31 2023-10-31 基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117386349B (zh)

Citations (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO976127D0 (no) * 1996-12-30 1997-12-29 Inst Francais Du Petrole Fremgangsmåte for å bestemme ekvivalent fraktur-permeabilitet for et fraktur-nettverk i et flerlags undergrunnsmedium
WO2009067330A2 (en) * 2007-11-19 2009-05-28 Schlumberger Canada Limited Methods and systems for evaluating fluid movement related reservoir properties via correlation of low-frequency part of seismic data with borehole measurements
CA2757003A1 (en) * 2009-03-24 2010-09-30 Chevron U.S.A. Inc. A system and method for characterizing fractures in a subsurface reservoir
CN102507412A (zh) * 2011-11-07 2012-06-20 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 碳酸盐岩油藏等效模型的裂缝-基质渗透率级差判别方法
AU2013392090A1 (en) * 2013-06-14 2015-11-19 Landmark Graphics Corporation Systems and methods for optimizing existing wells and designing new wells based on the distribution of average effective fracture lengths
CN105178939A (zh) * 2015-09-17 2015-12-23 中国石油大学(北京) 一种用于通道压裂导流能力的预测方法
CN109558631A (zh) * 2018-10-24 2019-04-02 北京大学 一种致密油气藏多尺度裂缝性介质自动历史拟合方法
US20190309603A1 (en) * 2018-04-04 2019-10-10 Sim Tech Llc Systems, Methods, and Apparatus for Discrete Fracture Simulation of Complex Subsurface Fracture Geometries
CN110359904A (zh) * 2019-05-20 2019-10-22 中国石油大学(北京) 多段压裂水平井的非均匀复杂裂缝参数反演方法及设备
CN110805432A (zh) * 2019-11-06 2020-02-18 陕西海默油田服务有限公司 一种采用量子点示踪剂测试水平井产液剖面的方法
CN111062165A (zh) * 2019-12-16 2020-04-24 中国石油大学(华东) 一种考虑非线性流的嵌入式离散裂缝模拟方法及系统
US20200200929A1 (en) * 2018-12-07 2020-06-25 Sim Tech Llc Systems, Methods, and Apparatus for Transient Flow Simulation in Complex Subsurface Fracture Geomteries
CN112302606A (zh) * 2020-07-07 2021-02-02 西南石油大学 一种低渗气藏压裂水平井产出剖面反演解释方法
CN112539049A (zh) * 2020-11-25 2021-03-23 中国石油大学(华东) 基于生产动态自动历史拟合的压裂裂缝参数反演方法
CN114169263A (zh) * 2021-11-29 2022-03-11 中国石油大学(北京) 基于压裂液返排数据的页岩油气藏裂缝参数反演方法
WO2022087284A1 (en) * 2020-10-21 2022-04-28 Saudi Arabian Oil Company Methods and systems for determining reservoir and fracture properties
CN114595504A (zh) * 2022-03-09 2022-06-07 西南石油大学 一种页岩气藏压裂水平井产出剖面反演解释方法
GB202209350D0 (en) * 2021-11-10 2022-08-10 Univ Southwest Petroleum Inversion method for effective stimulated reservoir volume of shale gas based on flowback data
CN115146446A (zh) * 2022-06-08 2022-10-04 中国石油大学(华东) 基于近似梯度算法和嵌入式离散裂缝模型的油藏优化方法
CN115526114A (zh) * 2022-10-20 2022-12-27 中国地质大学（北京） 基于集合卡尔曼滤波法的水力裂缝形态反演方法及系统
CN115935857A (zh) * 2023-01-11 2023-04-07 西南石油大学 一种基于edfm的非常规油气藏产能快速模拟方法
CN116127851A (zh) * 2023-03-01 2023-05-16 西南石油大学 一种基于pso算法的页岩气水平井dts监测反演解释方法
CN116306328A (zh) * 2021-12-20 2023-06-23 中国石油化工股份有限公司 基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法
CN116629165A (zh) * 2023-07-24 2023-08-22 中国石油大学(华东) 储层压裂改造区和未改造区参数反演方法、系统及设备

Patent Citations (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO976127D0 (no) * 1996-12-30 1997-12-29 Inst Francais Du Petrole Fremgangsmåte for å bestemme ekvivalent fraktur-permeabilitet for et fraktur-nettverk i et flerlags undergrunnsmedium
WO2009067330A2 (en) * 2007-11-19 2009-05-28 Schlumberger Canada Limited Methods and systems for evaluating fluid movement related reservoir properties via correlation of low-frequency part of seismic data with borehole measurements
CA2757003A1 (en) * 2009-03-24 2010-09-30 Chevron U.S.A. Inc. A system and method for characterizing fractures in a subsurface reservoir
CN102507412A (zh) * 2011-11-07 2012-06-20 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 碳酸盐岩油藏等效模型的裂缝-基质渗透率级差判别方法
AU2013392090A1 (en) * 2013-06-14 2015-11-19 Landmark Graphics Corporation Systems and methods for optimizing existing wells and designing new wells based on the distribution of average effective fracture lengths
CN105178939A (zh) * 2015-09-17 2015-12-23 中国石油大学(北京) 一种用于通道压裂导流能力的预测方法
US20190309603A1 (en) * 2018-04-04 2019-10-10 Sim Tech Llc Systems, Methods, and Apparatus for Discrete Fracture Simulation of Complex Subsurface Fracture Geometries
CN109558631A (zh) * 2018-10-24 2019-04-02 北京大学 一种致密油气藏多尺度裂缝性介质自动历史拟合方法
US20200200929A1 (en) * 2018-12-07 2020-06-25 Sim Tech Llc Systems, Methods, and Apparatus for Transient Flow Simulation in Complex Subsurface Fracture Geomteries
CN110359904A (zh) * 2019-05-20 2019-10-22 中国石油大学(北京) 多段压裂水平井的非均匀复杂裂缝参数反演方法及设备
CN110805432A (zh) * 2019-11-06 2020-02-18 陕西海默油田服务有限公司 一种采用量子点示踪剂测试水平井产液剖面的方法
CN111062165A (zh) * 2019-12-16 2020-04-24 中国石油大学(华东) 一种考虑非线性流的嵌入式离散裂缝模拟方法及系统
CN112302606A (zh) * 2020-07-07 2021-02-02 西南石油大学 一种低渗气藏压裂水平井产出剖面反演解释方法
WO2022087284A1 (en) * 2020-10-21 2022-04-28 Saudi Arabian Oil Company Methods and systems for determining reservoir and fracture properties
CN112539049A (zh) * 2020-11-25 2021-03-23 中国石油大学(华东) 基于生产动态自动历史拟合的压裂裂缝参数反演方法
GB202209350D0 (en) * 2021-11-10 2022-08-10 Univ Southwest Petroleum Inversion method for effective stimulated reservoir volume of shale gas based on flowback data
CN114169263A (zh) * 2021-11-29 2022-03-11 中国石油大学(北京) 基于压裂液返排数据的页岩油气藏裂缝参数反演方法
CN116306328A (zh) * 2021-12-20 2023-06-23 中国石油化工股份有限公司 基于裂缝导流系数的页岩油气压裂缝长缝宽计算方法
CN114595504A (zh) * 2022-03-09 2022-06-07 西南石油大学 一种页岩气藏压裂水平井产出剖面反演解释方法
CN115146446A (zh) * 2022-06-08 2022-10-04 中国石油大学(华东) 基于近似梯度算法和嵌入式离散裂缝模型的油藏优化方法
CN115526114A (zh) * 2022-10-20 2022-12-27 中国地质大学（北京） 基于集合卡尔曼滤波法的水力裂缝形态反演方法及系统
CN115935857A (zh) * 2023-01-11 2023-04-07 西南石油大学 一种基于edfm的非常规油气藏产能快速模拟方法
CN116127851A (zh) * 2023-03-01 2023-05-16 西南石油大学 一种基于pso算法的页岩气水平井dts监测反演解释方法
CN116629165A (zh) * 2023-07-24 2023-08-22 中国石油大学(华东) 储层压裂改造区和未改造区参数反演方法、系统及设备

Non-Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LIU, X: "Estimation of fracture distribution in a CO2-EOR system through Ensemble Kalman filter", 《GREENHOUSE GASES-SCIENCE AND TECHNOLOGY》, vol. 8, no. 2, 27 April 2018 (2018-04-27) *
XIAO, HL: "Numerical simulation of fractured horizontal well considering threshold pressure gradient, non-Darcy flow, and stress sensitivity", 《 ENERGY SCIENCE & ENGINEERING》, 28 February 2023 (2023-02-28) *
刘礼军: "考虑启动压力梯度和应力敏感的页岩油井产能分析", 《石油钻探技术》, vol. 45, no. 5, 25 September 2017 (2017-09-25) *
姬靖皓: "致密油藏体积压裂水平井渗流模型及产能评价研究", 《中国优秀硕士论文全文库工程科技I辑》, no. 1, 15 January 2020 (2020-01-15) *
屈雪峰: "基于微地震离散裂缝与自动历史拟合的数值模拟", 《特种油气藏》, vol. 28, no. 3, 16 June 2021 (2021-06-16) *
曾庆桥: "基于井间连通性的致密油藏注水井动态裂缝研究", 《断块油气田》, vol. 29, no. 3, 25 May 2022 (2022-05-25) *
李昱垚: "基于嵌入离散裂缝的致密油压裂缝网形态及参数反演方法", 《中国优秀硕士论文全文工程科技I辑》, no. 2, 15 February 2023 (2023-02-15) *
李海涛: "基于DTS的页岩气水平井人工裂缝识别与产出剖面解释方法", 《天然气工业 》, vol. 41, no. 5, 25 May 2021 (2021-05-25) *
罗红文: "采用PSO算法的页岩气水平井DTS数据反演方法", 《石油地球物理勘探》, vol. 58, no. 5, 15 October 2023 (2023-10-15) *
赵玉龙: "基于停泵压降数据的页岩气井单段裂缝参数反演——以长宁N209井区页岩气井为例", 《深圳大学学报(理工版)》, vol. 41, no. 1, 18 October 2023 (2023-10-18) *
陈倩: "致密砂岩气藏水平井分段压裂裂缝参数优化研究", 《中国优秀硕士论文全文库工程科技I辑》, no. 6, 15 June 2020 (2020-06-15) *
高善露: "基于集合卡尔曼滤波的油藏参数反演方法研究", 《中国优秀硕士论文全文库工程科技I辑》, no. 1, 15 January 2020 (2020-01-15) *
高硕: "S区块过渡带剩余油挖潜压裂改造技术研究", 《中国优秀硕士论文全文库工程科技I辑》, no. 3, 15 March 2021 (2021-03-15) *

Also Published As

Publication number Publication date
CN117386349B (zh) 2024-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108166963B (zh) 一种海上油气井压裂效果评价方法
CN112253103B (zh) 基于随机裂缝模型的页岩气藏压裂水平井产量预测方法
CN112576245B (zh) 一种基于裂缝扩展模拟的分布式光纤应变监测方法
RU2011122475A (ru) Способы и устройство для планирования и динамического обновления операций отбора проб во время бурения в подземном пласте
CN106407503B (zh) 储层裂缝预测方法及装置
RU2666573C1 (ru) Способ разработки нефтяной залежи с проведением повторного гидроразрыва пласта с изменением направления трещины
WO2015153821A1 (en) Well stimulation
AU2012375233A1 (en) System and method for automatic local grid refinement in reservoir simulation systems
CN112360411A (zh) 基于图神经网络的局部井网注水开发优化方法
CN116401897B (zh) 一种基于近似解和能量方程的半解析裂缝扩展模拟方法
CN117386349B (zh) 基于产液剖面的致密油压裂水平井人工裂缝参数反演方法
CN113011048A (zh) 一种致密砾岩油藏水平井重复压裂模拟方法
CN109723435B (zh) 确定页岩气藏水平井重复压裂前现地应力场的方法及设备
CN108843296B (zh) 一种基于多因素影响下的单井重复压裂效果预测方法
CN112302607B (zh) 一种致密气藏压裂水平井人工裂缝参数解释方法
RU2739287C1 (ru) Способ анализа и проектирования стимуляции подземного пласта
CN116629165B (zh) 储层压裂改造区和未改造区参数反演方法、系统及设备
CN115809536A (zh) 一种页岩气井多段压裂改造的评价方法
CN109726450B (zh) 确定页岩气藏水平井重复压裂时机的方法及设备
CN106934075B (zh) 钻井液密度确定方法及静态当量密度确定方法
CN111734394B (zh) 一种确定致密油藏压裂井不定常流井底压力的方法
CN115526114A (zh) 基于集合卡尔曼滤波法的水力裂缝形态反演方法及系统
CN107704646B (zh) 一种致密储层体积改造后的建模方法
CN114252381A (zh) 一种裂缝性储层水平井钻井液固相污染后污染程度评价方法
CN111241665A (zh) 压裂改造区渗透率模型建立方法

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