[發明專利]從套管靴到地表的水力壓裂裂縫擴展的建模和分析

有效

• 申請號: 201380016544.0
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN104204407B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: S·古馬羅夫;T·A·史卡諾夫;J·R·尤德羅斯;K·辛普森;V·V·阿諾欣;S·貝內爾卡迪
• 申請（專利權）人: M-I有限公司
• 主分類號: E21B47/10
• 分類號: E21B47/10;E21B43/26
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 康艷青;姚開麗

1.一種水力壓裂裂縫擴展的建模和分析方法，包括：

獲得與圍繞井的地層有關的地下數據；

基于所述地下數據建立所述地層的地質力學模型；

獲得與井控操作有關的操作數據；

在處理器上執行所述地層的水力壓裂模擬，其中所述模擬基于所述操作數據和所述地質力學模型；

確定用于裂縫破裂到所述地層的上表面所需的流體的估計體積；以及

將一體積的泥漿泵送到所述井中以緩和或者控制淺層氣流入所述井中，其中，通過應用安全因子以使得泵送的所述泥漿的所述體積小于使所述裂縫破裂到所述地層的所述上表面所需的流體的所述估計體積，泵送的所述泥漿的所述體積在確定的使所述裂縫破裂到所述地層的所述上表面所需的流體的所述估計體積之下。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述地下數據包括：

巖石層位學數據；

地質學測試數據；以及

區域地質力學數據。

3.根據前述任一項權利要求所述的方法，其中所述操作數據包括：

井控操作的類型；

與用于所述井控操作的流體特性有關的流體數據；

流體泵送速率的期望范圍；以及

與待控制的井的套管有關的井套管數據。

4.根據權利要求3所述的方法，其中所述井控操作的類型是選自由循環流體井控操作和靜態井控操作組成的組中的一個。

5.根據權利要求3所述的方法，其中獲得所述操作數據進一步包括基于井控的類型、流體數據以及井套管數據中的至少一個來定義一組模擬參數。

6.根據權利要求1或2所述的方法，其中建立所述地質力學模型進一步包括：

基于所述地下數據來計算地層特征。

7.根據權利要求6所述的方法，其中所述地層特征包括選自由所述地層的現場應力數據集和所述地層的最小現場應力分布組成的組中的至少一個。

8.根據權利要求1或2所述的方法，進一步包括識別裂縫擴展方向。

9.根據權利要求1或2所述的方法，進一步包括基于所述地下數據開始所述模擬。

10.根據權利要求1或2所述的方法，進一步包括使用一定量的流體來控制所述井，所述一定量少于所述裂縫破裂到地層的上表面所需的流體的所述估計體積。

11.一種水力壓裂裂縫擴展的建模和分析系統，包括：

處理器；

存儲器；

地質力學模型生成模塊，其被配置為生成圍繞井的地下地層的地質力學模型；

操作數據生成模塊，其被配置為生成與井控類型有關的操作數據，且包括用于在所述處理器上執行的水力壓裂模擬的至少一個輸入參數；以及

模擬模塊，其被配置為基于所述地質力學模型和所述操作數據來執行所述水力壓裂模擬，其中所述模擬模塊被配置為確定用于裂縫破裂到所述地下地層的上表面所需的流體體積的估計范圍，并被配置為將一體積的泥漿泵送到井中以緩和或者控制淺層氣流入所述井中，其中，通過應用安全因子以使得泵送的所述泥漿的所述體積小于使所述裂縫破裂到所述地下地層的所述上表面所需的流體體積的所述估計范圍，泵送的所述泥漿的所述體積在確定的使所述裂縫破裂到所述地層的所述上表面所需的流體體積的所述估計范圍之下。

12.根據權利要求11所述的系統，進一步包括地表模塊，其被配置為基于所述裂縫破裂到地層的上表面所需的流體體積的所述估計范圍來執行井控操作。

13.根據權利要求12所述的系統，其中所述地表模塊被配置為從油田元件接收地下數據。