[發明專利]一種用于致密砂巖儲層三維可壓裂性模型的建模方法

有效

• 申請號: 201510631916.1
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN105134156B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 朱海燕;郭建春;李慧;汪浩威
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;G06F17/50
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明涉及一種用于致密砂巖儲層三維可壓裂性模型的建模方法。該方法包括下列步驟：S1、建立內摩擦角、I型和II型裂縫斷裂韌性與砂巖巖石力學特征參數之間的關系式；S2、建立綜合考慮彈性參數、內摩擦角、臨界應變能釋放率和斷裂韌性的頁巖可壓裂性評價模型；S3、運用支持向量機算法，得到儲層可壓裂性與彈性參數之間的聚類分析模式；S4、應用聚類分析模式到儲層三維彈性參數數據體，建立基于巖心?井眼?儲層多尺度的致密砂巖儲層三維可壓裂性評價模型。該方法可得到致密砂巖儲層內任意空間位置的可壓裂性，使致密砂巖氣井總是鉆遇高可壓裂性的甜點區，避免井位選擇的盲目性，提高壓裂改造效果和壓后產量。

技術領域

本發明屬于致密砂巖油氣開發技術領域，尤其涉及一種用于致密砂巖儲層三維可壓裂性模型的建模方法。

背景技術

我國致密砂巖油氣藏儲量巨大，在蘇格里氣田和川西須五等致密砂巖儲層采用水平井分段體積壓裂改造的方法，已實現商業化生產。與國外相比，我國致密砂巖儲層物性差、孔滲性極低，儲層致密，巖性復雜，砂巖和泥巖交互混層。由于我國致密砂巖儲層內部物性和非均質性差異較大，而井眼軌跡設計主要以鉆遇甜點區為主，而地質甜點區并不一定就是理想的工程甜點，致使現場體積壓裂的效果時好時壞，壓后產量難以保證，導致前期鉆井和大規模水力壓裂的巨額投資難以得到回報。因此，井眼軌跡的設計必須同時考慮地質甜點和工程甜點兩個方面的因素。

目前工程甜點的預測通常采用巖石脆性評價的方法，包括基于巖石彈性參數的經驗公式和應力-應變實驗測量。基于彈性參數的脆性評價模型具有一定的適用性，然而部分巖石的楊氏模量和泊松比相近而脆性卻相差較大，比如脆性指數高的層段可能是隔層或夾層；同時，由于致密砂巖的微裂縫、層理發育和非均質性等內在因素和加載條件等外在因素將導致簡單的力學測試難以準確地反映致密砂巖的真實可壓裂性，單獨采用應力-應變曲線方法評價致密砂巖脆性可靠性不高。這就需要采用巖石可壓裂性評價的方法，從能量的角度來分析“脆性”和“裂縫擴展”的根本原因。

現有的脆性和可壓裂性評價方法只能提供鉆井位置儲層的脆性評價，而無法提供整個三維儲層的脆性評價，為保證井眼軌跡總是鉆遇儲層物性和可壓裂性較好的位置，必須建立整個儲層的三維可壓裂性模型。

發明內容

發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種用于致密砂巖儲層三維可壓裂性模型的建模方法，建立致密砂巖儲層的三維可壓裂性模型。利用所建立的模型，將地質甜點和工程甜點結合起來，進行井眼軌跡的設計，以及射孔簇位置和壓裂層段的優化，以形成最大化的裂縫改造體積，提高壓裂效果。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現，一種用于致密砂巖儲層三維可壓裂性模型的建模方法，其特征在于，它包括下列步驟：

S1、通過巖石力學特征試驗，建立內摩擦角Ⅰ型和Ⅱ型裂縫斷裂韌性與巖石力學特征參數之間的關系式；

S2、建立綜合考慮彈性參數、內摩擦角臨界應變能釋放率Gc和斷裂韌性的致密砂巖可壓裂性評價模型，計算鉆井位置處儲層的可壓裂性縱向曲線；

S3、運用支持向量機算法，得到儲層可壓裂性與彈性參數之間的聚類分析關系，并采用鉆井位置處儲層的可壓裂性縱向曲線驗證可壓裂性與彈性參數之間的聚類分析模式；

S4、應用聚類分析模式到儲層三維彈性參數數據體，建立基于巖心-井眼-儲層多尺度的致密砂巖儲層三維可壓裂性評價模型。