[發(fā)明專利]頁(yè)巖壓裂之前進(jìn)行的經(jīng)烴填充的裂縫形成測(cè)試

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680030166.5
• 申請(qǐng)日: 2016-06-02
• 公開（公告）號(hào): CN107923239A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: F·J·桑塔蕾麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 地質(zhì)力工程有限公司
• 主分類號(hào): E21B49/00
• 分類號(hào): E21B49/00;E21B49/08
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 趙蓉民,張全信

本發(fā)明涉及通過在頁(yè)巖地層中進(jìn)行水力壓裂來(lái)提取烴，并且更具體地說，涉及一種沿完井的排管長(zhǎng)度在井段處測(cè)定經(jīng)烴填充的天然裂縫，即甜點(diǎn)(sweet spot)的存在的方法。

為了滿足我們的能源需求，如今對(duì)所謂的非常規(guī)資源越來(lái)越關(guān)注。因此，已研發(fā)出技術(shù)以對(duì)來(lái)自低滲透率次表面地層，諸如頁(yè)巖、泥灰?guī)r、粉砂巖等的烴產(chǎn)量進(jìn)行增產(chǎn)。在典型配置中，提供水平支腳來(lái)使井鉆穿蓋巖下的已知頁(yè)巖地層。隨后沿排管長(zhǎng)度在井段處對(duì)井進(jìn)行打孔并且加以增產(chǎn)。通過在打孔的井段處在高速率和壓力下將水、化學(xué)品和支撐劑的混合物泵送于地層中來(lái)進(jìn)行增產(chǎn)。這一壓裂作業(yè)的目標(biāo)在于使巖石中的天然裂縫打開。支撐劑(砂石、陶瓷、經(jīng)涂布的樹脂或其它等等)的作用是當(dāng)完成增產(chǎn)時(shí)，使裂縫保持打開。在典型的井中，可存在高達(dá)50個(gè)經(jīng)打孔和增產(chǎn)的井段，其中井段相隔高達(dá)100m(30段可被視為平均值)。

在增產(chǎn)過程中，如果經(jīng)烴填充的天然存在的裂縫存在于井段處，那么可以對(duì)這些裂縫進(jìn)行開采。然而，每一井段的產(chǎn)量可大不相同。這部分歸因于以下事實(shí)：盡管可以通過測(cè)井在井筒壁處鑒別到裂縫跡線，但此類測(cè)井并未表明裂縫的側(cè)向延伸部分，并且側(cè)向延伸部分會(huì)決定烴的開采量。目前估算出約50％的經(jīng)增產(chǎn)的井段開采不出任何烴，主要是因?yàn)樗鼍翁幦狈哂凶銐虻膫?cè)向延伸部分的經(jīng)烴填充的天然存在的裂縫。

據(jù)估算，用于進(jìn)行壓裂作業(yè)以對(duì)每一井段進(jìn)行增產(chǎn)的化學(xué)品和支撐劑的成本為約25,000USD。因此，在40個(gè)井段處對(duì)單個(gè)井進(jìn)行增產(chǎn)會(huì)花費(fèi)運(yùn)營(yíng)商約一百萬(wàn)美元的生產(chǎn)成本。這表示對(duì)每一井來(lái)說，所估算的鉆探(三百萬(wàn)美元)和增產(chǎn)(三百萬(wàn)美元)成本相當(dāng)大。如果半數(shù)井段開采不出烴，那么會(huì)浪費(fèi)掉五十萬(wàn)美元成本而提供不了回報(bào)。這可相當(dāng)于完井成本的約20％到30％。

本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)在于提供一種在完井中的井段處測(cè)定具有足夠的側(cè)向延伸部分的經(jīng)烴填充的天然裂縫的存在的方法，以使得在不存在具有足夠的側(cè)向延伸部分的經(jīng)烴填充的天然裂縫的情況下，作業(yè)可移到另一個(gè)井段，以節(jié)省進(jìn)行將不產(chǎn)生烴產(chǎn)物的壓裂作業(yè)的時(shí)間和成本。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種在井中測(cè)定具有大量側(cè)向延伸部分的經(jīng)烴填充的天然裂縫的存在的方法，其中通過水力壓裂進(jìn)行增產(chǎn)為待進(jìn)行的，所述方法包含以下步驟：

(a)在進(jìn)行預(yù)期壓裂作業(yè)之前在第一井段處暴露地層，以第一速率將第一流體泵送于井中；

(b)以第一數(shù)據(jù)采集速率采集壓力響應(yīng)跡線；

(c)根據(jù)壓力響應(yīng)跡線測(cè)定第一井段處具有足夠的側(cè)向延伸部分的經(jīng)烴填充的天然裂縫的存在；

其特征在于：

(d)第一速率小于預(yù)期壓裂作業(yè)的泵速率；和

(e)第一數(shù)據(jù)采集速率高于預(yù)期壓裂作業(yè)的數(shù)據(jù)采集速率。

通過以低泵速率、高數(shù)據(jù)采集速率收集壓力響應(yīng)數(shù)據(jù)，可在壓力響應(yīng)跡線中鑒別出特征性要素，其指示存在或不存在具有足夠的側(cè)向延伸部分的經(jīng)烴填充的天然裂縫。這些天然裂縫將以足以為烴開采提供大容量裂縫體積的距離從井筒行進(jìn)到地層中。

優(yōu)選地，所述方法包括以下步驟：當(dāng)鑒別不到具有足夠的側(cè)向延伸部分的經(jīng)烴填充的天然裂縫時(shí)，中止預(yù)期壓裂作業(yè)并且堵住第一井段。通過這種方式，進(jìn)行無(wú)烴開采壓裂作業(yè)的成本和時(shí)間得到節(jié)省。

或者，所述方法包括以下步驟：當(dāng)具有足夠的側(cè)向延伸部分的經(jīng)烴填充的天然裂縫被鑒別為存在時(shí)，進(jìn)行預(yù)期壓裂作業(yè)。通過這種方式，將已知壓裂作業(yè)會(huì)開采出烴。

優(yōu)選地，在位于井口處的測(cè)計(jì)處采集壓力響應(yīng)跡線。此外，優(yōu)選地，通過井口處的測(cè)計(jì)測(cè)量第一速率。通過這種方式，由于通常在井口處測(cè)得壓力和速率，因此所述方法僅需要在井口測(cè)計(jì)處采集在較高頻率下獲得的數(shù)據(jù)并且因此不需要其它井干預(yù)，相較于其，進(jìn)行預(yù)期壓裂作業(yè)需要所述井干預(yù)。

優(yōu)選地，壓力響應(yīng)跡線包含一個(gè)或多個(gè)特征性要素，特征性要素的存在和組合用于測(cè)定在第一井段處存在具有足夠的側(cè)向延伸部分的經(jīng)烴填充的天然裂縫。

優(yōu)選地，以第一速率通過高壓精確低速率泵泵送第一流體。這將需要使用專業(yè)化泵，因?yàn)楫?dāng)前用于壓裂作業(yè)的那些泵無(wú)法以所需的高壓精確低速率運(yùn)作。然而，與壓裂作業(yè)通常所需的30到50個(gè)泵相比，將僅需要一個(gè)或兩個(gè)泵。

優(yōu)選地，第一速率小于10bpm(桶/分鐘)。第一速率可小于2bpm。更優(yōu)選地，第一速率小于1bpm。通過這種方式，在泵送時(shí)地層不會(huì)遇到震動(dòng)并且壓力響應(yīng)跡線將提供來(lái)自地層的響應(yīng)的更精確指示。壓裂作業(yè)的泵速率通常在50到200bpm范圍內(nèi)，因?yàn)槠湟鈭D震動(dòng)地層以打開裂縫。