[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

一種設計井控操作的方法，包括獲得與圍繞井的地層有關的地下數據，基于該地下數據建立地層的地質力學模型，獲得與井控操作有關的操作數據，在處理器上執行地層的水力壓裂模擬，其中該模擬基于該操作數據和該地質力學模型，以及確定用于裂縫破裂到地層的上表面所需流體的估計體積。

背景技術

在壓井(well kill)或者控制操作期間存在產生淺水力壓裂裂縫破裂到地表或者海床的嚴重風險。當在鉆井時碰到淺層氣時，重泥漿被泵送到井中用于井控(wellcontrol)。重泥漿的注入導致壓力聚集在井下且在大多數情況下，壓力可能超過地層壓裂梯度，從而導致地層的水力壓裂裂縫。而且，隨著一些注入的泥漿進入到新產生的裂縫，裂縫可能變得更大。如果大體積的重泥漿被泵送到井中，水力壓裂裂縫可能到達地表或者海床，從而在裝備附近的地表或者海床上產生陷口(crater)或凹陷。在這種情況下，平臺穩定性可能被破壞。而且，到地表或者海床的裂縫裂口可能導致嚴重的環境沖擊。上述情況的風險對于可能具有高概率碰到淺層氣的井和/或當由弱和/或未固結的地層所表征的超負荷的井來說尤其大。

附圖說明

圖1示出了根據本文公開的一個或者多個實施例的包括鉆井子系統的系統。

圖2示出了根據本文公開的一個或者多個實施例的用于確定用于井控操作的操作參數的系統。

圖3示出了根據本文公開的一個或者多個實施例的用于確定用于井控操作的操作參數的方法的流程圖。

圖4示出了根據本文公開的一個或者多個實施例的用于獲得操作數據的流程圖。

圖5示出了根據本文公開的一個或者多個實施例的用于獲得與圍繞井的地層相關的地下(sub-surface)數據的流程圖。

圖6示出了根據本文公開的一個或者多個實施例的用于確定在壓井操作期間用于裂縫破裂到地表或海床所需泥漿的體積的方法的流程圖。

圖7A-7B示出了本文公開的一個或者多個實施例的操作數據和地質力學(geomechanical)數據的實例。

圖8A-8C示出了本文公開的一個或者多個實施例的水力壓裂的地質力學模型和模擬的實例。

圖9A-9C示出了本文公開的一個或者多個實施例的水力壓裂的地質力學模型和模擬的實例。

圖10A-10C示出了本文公開的一個或者多個實施例的水力壓裂的地質力學模型和模擬的實例。

圖11A-11C示出了本文公開的一個或者多個實施例的水力壓裂的地質力學模型和模擬的實例。

圖12A-12C示出了本文公開的一個或者多個實施例的水力壓裂的地質力學模型和模擬的實例。

圖13A-13C示出了本文公開的一個或者多個實施例的水力壓裂的地質力學模型和模擬的實例。

圖14示出了根據本文公開的一個或者多個實施例的操作參數的匯總。

圖15示出了根據本文公開的一個或者多個實施例的用于實施水力壓裂裂縫擴展的建模和分析的系統。

具體實施方式

本公開的特殊實施例現在將參考附圖來詳細描述。為了一致性，不同圖中的相似元件由相似的附圖標記所表示。

在下文的詳細描述中，為了提供對公開的實施例的更徹底的理解而闡述了眾多的特殊細節。但是，對于本領域技術人員來說明顯的是，沒有那些特殊細節的所公開的實施例也是可實施的。在其它例子中，沒有詳細地描述已知特征以避免使得討論的實施例的描述模糊不清。