[發明專利]一種頁巖氣多段壓裂水平井壓后裂縫參數評價方法及系統

有效

• 申請號: 201710901135.9
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN109594968B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 胡小虎;王衛紅;劉華;郭艷東;王妍妍
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B49/00;E21B43/26;G06F30/20
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

公開了一種頁巖氣多段壓裂水平井壓后裂縫參數評價方法及系統。該方法包括：1)針對目標頁巖氣田，收集多口頁巖氣多段壓裂水平井的靜態地質參數、動態數據及管柱參數；2)獲得多口井的壓裂改造地層系數的值；3)獲得每口井的動態總儲量值；4)根據壓裂改造地層系數與體積壓裂改造區地質總儲量之間的經驗關系；5)獲得體積壓裂改造區地質總儲量；6)計算有效支撐水力裂縫半長；7)基于裂縫半長約束進行氣井生產歷史擬合和/或關井壓恢試井圖版擬合，得到壓裂改造參數評價結果。本發明能夠解決歷史擬合的多解性強的問題，得到更加可靠的壓裂改造參數解釋結果，為下一步預測氣井產能、制定合理開發技術政策提供依據。

技術領域

本發明涉及頁巖氣勘探開發領域，更具體地，涉及一種頁巖氣多段壓裂水平井壓后裂縫評價方法及系統。

背景技術

頁巖氣是天然氣勘探開發的重要新領域之一，我國正積極推進頁巖氣產業商業化發展，目前已經初步形成涪陵、長寧、威遠、延長四大頁巖氣產區，并積累了大量的氣井生產動態資料。在頁巖氣井開發過程中準確認識壓裂改造效果對氣井產能預測與開發技術政策的優化都非常重要。

頁巖基質孔隙直徑一般為納米級，孔隙度、滲透率極低，是超低孔超低滲的致密多孔介質。頁巖氣賦存方式多樣，主要以游離氣和吸附氣為主。頁巖氣井自然產能極低，需要通過水平井分段壓裂技術形成一個由復雜裂縫網絡系統組成的體積壓裂改造區(即SRV區)，才可實現經濟有效開發，且SRV參數的好壞對氣井產能大小起關鍵性作用。

頁巖氣多段壓裂水平井在理論上可能存在以下主要流動階段：(1)主裂縫內線性流。在此階段裂縫內的天然氣線性流入水平井，基質還沒有開始對主裂縫補給，在雙對數試井曲線上壓力導數曲線呈現1/2斜率特征。該流動階段出現與否以及持續時間主要與頁巖儲層物性有關，儲層滲透率越低，基巖補給能力越差，該流動階段持續時間越長，反之亦然。川南深層頁巖氣井(埋深超過3500m)，關井壓恢試井測試結果顯示該流動階段可持續幾個小時左右，而淺層頁巖氣井(埋深在2500m左右)關井壓恢試井沒有發現該流動階段；(2)雙線性流動階段。在該階段天然氣由儲層線性流向人工主裂縫，再由人工主裂縫線性流入井筒。在雙對數試井曲線上壓力導數曲線呈現1/4斜率特征；(3)地層線性流階段。在該階段天然氣由儲層線性流向人工主裂縫，再由人工主裂縫流入井筒。由于此時人工主裂縫內的壓降變化可以忽略，在雙對數試井曲線上壓力導數曲線呈現1/2斜率特征。對于淺層頁巖氣井，該流動階段出現較早，一般在試采幾天到一個月左右能出現，而對于深層頁巖氣井，則所需試采時間相對較長。該流動階段一般可持續幾個月到幾年左右，主要與基巖物性及簇間距等參數有關。(4)過渡流動階段。在此流動階段，相鄰人工主裂縫之間壓力開始干擾，地層線性流動階段結束，壓力波逐漸向外圍擴展，在雙對數試井曲線上壓力導數曲線偏離1/2斜率段并開始上翹；(5)外圍線性流階段。在此階段，外圍未壓裂改造區的天然氣向SRV區流動，SRV區向人工主裂縫流動，在雙對數試井曲線呈現1/2或1/4斜率特征。此流動階段出現與否及出現時間不僅取決于井網間距，也與基巖滲透率有關，一般需要非常長的生產時間才有可能出現；(6)邊界控制流動階段。在此階段，氣井的泄壓區達到巖性邊界、斷層或阻流邊界，壓力導數曲線出現斜率為1的特征。頁巖氣多段壓裂水平井由于基巖滲透率特低、縫間及井間壓力干擾等原因，一般難以形成徑向流階段，即壓力導數曲線一般出現不了明顯的斜率為0的特征段。

根據試井理論，對于雙線性流動及線性流動階段，在壓力導數雙對數試井曲線上會出現1/4(雙線性流)和1/2(線性流)斜率的直線段，可以在對應的特種曲線上擬合直線段斜率，則可以解釋出參數團值(特種曲線是指根據特定流動階段的產量壓力漸近解，選擇合適的直角坐標系來診斷該流動階段的線性段特征。例如，在定產生產條件下，在直角坐標上線性流可以使用壓力與來分析，雙線性流可以使用壓力與來分析)。例如在定產生產時，在地層線性流動階段的Δψ與特種曲線成線性關系，擬合線性段斜率就可以計算出值，該參數團值綜合反映地層有效滲透率及垂直壓裂裂縫總過流面積，本專利中稱之為壓裂改造地層系數。該參數團含義與常規油氣藏的地層系數kh相似，可以反映頁巖氣井產能大小。