[發明專利]裂縫網絡復雜度評價方法及系統

有效

• 申請號: 201910159980.2
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN111650640B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 金其虎
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤;任默聞

本發明提供了一種裂縫網絡復雜度評價方法及系統，所述方法包含：通過微地震監測方法采集裂壓時巖石破裂產生的彈性波動數據；分別對所述彈性波動數據中多個彈性波動定位，獲得多個微地震事件；以所述微地震事件中任一微地震事件為中心，將多個預定數量的或相互關聯的微地震事件組合獲得微地震事件集合；根據所述微地震事件集合的各微地震事件的幾何信息和運動信息計算獲得所述微地震事件集合的幾何形態復雜度、運動能量復雜度和統計密度復雜度；根據所述幾何形態復雜度、所述運動能量復雜度和所述統計密度復雜度計算獲得裂縫網絡復雜度。

技術領域

本發明屬于井中地球物理勘探領域，涉及到一種油氣開發中增產改造壓裂監測技術，尤其是涉及一種基于統計分析的裂縫網絡復雜度評價方法及系統。

背景技術

水力壓裂，是致密油氣增產改造的一種有效措施。是利用地面高壓泵，通過井筒向儲層中擠注具有較高粘度的壓裂液。當注入壓裂液的速度超過儲層的吸收能力時，則在井底儲層中形成很高的壓力，當這種壓力超過井底附近巖石的破裂壓力時，儲層將被壓開并產生裂縫。這時，繼續不停地向儲層中擠注壓裂液，裂縫就會繼續向儲層內部擴張。為了保持壓開的裂縫處于張開狀態，接著向儲層中擠入帶有支撐劑(石英砂、陶粒等)的攜砂液，攜砂液進入裂縫之后，一方面可以使裂縫繼續向前延伸，另一方面可以支撐已經壓開的裂縫，使其不再閉合。接著再注入頂替液，將井筒中的攜砂液體全部頂替進入裂縫，用支撐劑將裂縫支撐起來。最后，注入的壓裂液會自動降解排出井筒之外，支撐劑會停留在這些空隙中，在油層中留下一條或多條裂縫，使油層與井筒之間建立起流體通道。

為了增加壓裂裂縫網絡的復雜程度，提高油氣產能，學者們對形成裂縫網絡的影響因素和壓裂工藝等進行了深入研究。文獻1(張燁等.科學技術與工程.2015.15(5))采用大尺寸真三軸水力壓裂模擬，研究了水平地應力差、泵注排量、井筒數量等因素對致密頁巖氣儲層壓裂裂縫擴展規律的影響；文獻2(張仕誠等.石油學報.2014.35(3))對頁巖露頭開展了水力壓裂裂縫擴展模擬試驗，并利用高能CT掃描觀測壓后巖心內部裂縫形態，研究了多種因素對致密頁巖水平井壓裂裂縫擴展規律的影響；文獻3(翁定為等.天然氣地球科學.2014.25(7))在物理模擬實驗結果的基礎上，建立了致密砂巖儲層裂縫網絡的數學模型，并采用數值模擬方法研究了應力場，試驗了多種施工工藝；文獻4(王小軍.江漢石油職工大學學報.2016.29(6))開展了暫堵轉向壓裂工藝研究，產氣剖面資料驗證了暫堵壓裂工藝是一種提高致密頁巖儲層人工裂縫網絡復雜度的有效方式；文獻5(郭天魁等.巖土力學.2013.34(4))探討了一種壓裂形成裂縫網絡能力的新的評價方法。文章對10種巖芯，測試巖石力學參數，并對比分析了常用的3種巖石脆性評價方法的精度。

微地震監測技術是近20年來興起的一項地球物理新技術，是水力壓裂的一種有效監測手段，可以實時監測壓裂時產生的裂縫網絡空間形態。當地層破裂產生裂縫時，會釋放彈性波動。在儲層附近布設觀測系統，采集彈性波動信號，采用地球物理方法，可以有效定位地層破裂位置，進一步分析壓裂后的儲層特性。

綜上所述，目前關于壓裂裂縫網絡的研究主要集中在壓裂工藝方面，即如何優化壓裂工藝以提高裂縫網絡的復雜程度。關于裂縫網絡復雜度的檢測方法主要依賴壓裂后油氣產量差異，做出定性的判斷。尚未見有關應用微地震技術評價壓裂裂縫網絡復雜度的公開文獻或報道，也未公開有關基于微地震技術評價壓裂裂縫網絡復雜度的詳細描述和具體細節。

發明內容

針對目前儲層壓裂改造形成的裂縫網絡復雜度評價問題，本發明目的在于提供一種基于統計分析的裂縫網絡復雜度評價方法及系統。該方法從幾何形態，運動能量和統計密度的角度，定量描述壓裂后儲層裂縫網絡分布的復雜程度，用于定量化的壓裂工藝研究，油藏建模數模研究等。