[發明專利]一種低滲致密儲層分層壓裂級數優選方法

有效

• 申請號: 201610091511.8
• 申請日: 2016-02-18
• 公開（公告）號: CN105735961B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 郭建春;羅波;盧聰;段偉剛;陳莉;蔣寶云;周玉龍;許鑫;肖森文;張明明;陳步高
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;勝利油田魯明油氣勘探開發有限公司
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267;E21B49/00
• 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

技術領域

本發明涉及石油天然氣勘探開發過程中用于低滲致密儲層的分層壓裂級數優選方法。

背景技術

隨著油氣勘探工作的逐步深入，發現多數油氣藏具有低孔隙度、低飽和度、低滲透率的特征，開采難度較大。為了達到商業開發價值，水力壓裂已是必不可少的增產措施。油氣藏在縱向上普遍存在多個產層，各產層存在一定的非均質性。但油田通常采用籠統壓裂(一級壓裂)，一般只有一個產層得以開采。因此，對產層的壓裂針對性不強，不能充分發揮各產層生產能力，也不能達到壓裂預期目的。目前，分層壓裂技術能對各個產層進行針對性壓裂改造，分層壓裂是指在不重新搬運設備的情況下，利用分層壓裂工具通過一次或者多次泵注程序壓開一口井的多個產層。

分層壓裂級數越多越有利于溝通油氣流動通道，提高增產改造效果。但大多數改造段具有產層厚度薄、隔層厚度小、隔層性質差等特性。從壓裂工具上難以進行分層壓裂，從壓裂工藝上很難保證水力裂縫僅在產層中延伸而不擴展到隔層中。同時壓裂級數越多，相應的增產改造費用就越高。因此，著眼于油氣整體開發效益，需要從水力裂縫形態和經濟角度對分層壓裂級數進行優選。

低滲致密儲層壓裂級數的優選不僅與產隔層厚度、裂縫擴展形態有關，而且與增產改造成本有關。本發明旨在提供一種致密儲層分層壓裂級數優選方法，首先通過裂縫擴展形態分析擬壓裂層位能否進行分層壓裂，然后將水力壓裂改造得到的裂縫形態輸入產能軟件中得到油氣井產能，接著依據改造成本建立經濟評價模型，從經濟效益角度優選出分層級數。在全球油氣價格低迷的情況下，油氣藏的增產改造更應該注重經濟效益，本發明能從裂縫形態和經濟效益角度為油氣藏的增產改造提供一種切實可行的分層級數優化方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低滲致密儲層分層壓裂級數優選方法，該方法原理可靠，便于操作，能夠為油氣藏的增產改造提供一種切實可行的方法，具有廣闊的市場前景。

為達到以上技術目的，本發明提供以下技術方案。

首先，根據測井資料獲取壓裂層段產隔層地質參數和物性參數，在此基礎上建立水力裂縫擴展三維數值模擬模型，從裂縫擴展角度分析改造層段能否進行分層壓裂。然后，將模擬得到的水力裂縫形態輸入產能軟件中得到對應產能。接著，建立經濟評價模型。最后，通過3年NPV值優選壓裂井壓裂級數，基于裂縫擴展形態從經濟效益角度解決分層壓裂級數問題。

一種低滲致密儲層分層壓裂級數優選方法，依次包括以下步驟：

(1)根據單井X測井解釋得到的儲層地質參數和儲層物性參數，將隔層厚度小于1.5m的相鄰產層視為同一個改造小層，從而把單井X壓裂層位劃分成N個改造小層。根據改造小層對應的地質參數和儲層物性參數，建立水力裂縫三維擴展地質模型，該過程通過目前常用的水力裂縫擴展數值模擬商業軟件(如ABAQUS等)即可實現；

(2)假設水力裂縫形態為雙翼對稱長方體，在某壓裂液量V_L和排量Q_L下必然得到對應的水力裂縫改造體積V,改造體積V與壓裂液量V_L和排量Q之間滿足函數關系式：

V＝f(V_L,Q_L)(1)

(3)為了提高支撐劑的鋪置效率，在進行水力壓裂時盡量保證支撐劑在產層中鋪置。如果水力裂縫在縱向上擴展穿透隔層進入相鄰產層，則判定水力裂縫發生竄層不宜進行分層壓裂，反之則可進行分層壓裂。因此，從裂縫延伸的角度將(1)中N個改造小層劃分成M個壓裂段；

(4)通過三維裂縫擴展軟件(ABAQUS)模擬對M個壓裂段采取一級壓裂(M個壓裂段一起壓裂)，兩級壓裂(M個壓裂段分成相鄰兩段分別壓裂)，以此類推，同時可以從模擬軟件中獲取不同壓裂級數下壓裂液量V_L和排量Q_L及其對應的改造體積V；

(5)將(4)中不同壓裂級數下得到的水力裂縫改造體積V代入產能模擬軟件ECLIPSE中，模擬得到不同壓裂級數在不同改造體積V下第1年、第2年、第3年的產油量U₁、U₂、U₃，采用公式(2)計算單井X在不同壓裂級數和改造體積下3年生產收入的現值R(可以看出，U₁、U₂、U₃、R既是改造體積V的函數，同時也是V_L、Q_L的函數)：

式中：i為生產年份(取1、2、3)，年，