[發明專利]一種套管變形風險區域的確定方法及應用

有效

• 申請號: 202010078842.4
• 申請日: 2020-02-03
• 公開（公告）號: CN113279746B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 張華禮;馬新華;李杰;李維;李玉飛;周浪
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B47/00;G06F30/20
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 董亞軍

1.一種套管變形風險區域的確定方法，其特征在于，所述方法包括：建立三維地質力學模型，所述三維地質力學模型包括：測井數據、三維斷層數據、三維裂縫數據、地層壓力預測數據、原地構造應力數據和三維巖性數據；

將所述三維地質力學模型所包含的數據按照地層中實際空間展布，沿著目標層位提取沿層數據制備平面屬性圖，并將井眼軌跡和初步壓裂分段位置疊加到所述平面屬性圖上，得到目標平面屬性圖；

將所述三維地質力學模型沿著井眼軌跡切縱向剖面，并將所述井眼軌跡和初步壓裂分段位置投影到所述縱向剖面上，得到目標剖面屬性圖；

根據所述目標平面屬性圖和所述目標剖面屬性圖，分析沿所述井眼軌跡的所述初步壓裂分段位置指示的不同待壓裂段是否存在套管變形風險；

針對具有套管變形風險的待壓裂段，進行壓裂條件下的地層滑動概率評估，確定套管變形風險大小。

2.根據權利要求1所述的套管變形風險區域的確定方法，其特征在于，所述目標剖面屬性圖包括：沿井眼軌跡的地層剖面圖、裂縫/斷層剖面圖、以及巖性剖面圖。

3.根據權利要求1所述的套管變形風險區域的確定方法，其特征在于，所述根據所述目標平面屬性圖和所述目標剖面屬性圖，分析沿所述井眼軌跡的所述初步壓裂分段位置指示的不同待壓裂段是否存在套管變形風險，包括：

根據所述目標平面屬性圖和所述目標剖面屬性圖，判斷所述待壓裂段是否存在下述現象中的至少一種，若是，則所述待壓裂段存在套管變形風險；

(1)所述待壓裂段穿過斷層邊緣或距離斷層邊緣設定距離；

(2)所述待壓裂段穿過裂縫；

(3)所述待壓裂段存在應力異常；

(4)所述待壓裂段存在彈性屬性異常；

(5)所述待壓裂段存在測井GR異常。

4.根據權利要求3所述的套管變形風險區域的確定方法，其特征在于，當所述待壓裂段存在現象(1)、(3)、(4)、(5)中的一種時，定義為Ⅰ級風險點；

當所述待壓裂段存在現象(1)、(3)、(4)、(5)中的至少兩種時，定義為Ⅱ級風險點；

當所述待壓裂段存在的現象包含(2)時，定義為Ⅲ級風險點；

其中，所述Ⅰ級風險點、所述Ⅱ級風險點、Ⅲ級風險點的風險逐漸增大。

5.根據權利要求1所述的套管變形風險區域的確定方法，其特征在于，所述針對具有套管變形風險的待壓裂段，進行壓裂條件下的地層滑動概率評估，確定套管變形風險大小，包括：

將所述具有套管變形風險的待壓裂段定義為風險段，獲取所述風險段的三維地質力學模型；

從所述風險段的三維地質力學模型中獲取以下基礎輸入參數：最小地應力、最大地應力、孔隙壓力、斷層走向、斷層傾角、最大水平地應力方位、摩擦系數；

根據不確定性，對每個所述基礎輸入參數進行隨機抽樣，利用抽樣得到的所述基礎輸入參數計算導致斷層發生滑動的臨界孔隙壓力，獲得臨界孔隙壓力；

計算不同壓裂條件對應的孔隙壓力擾動值，并將所述孔隙壓力擾動值與所述臨界孔隙壓力進行比較，根據比較結果，進行壓裂條件下的地層滑動概率評估，確定套管變形風險大小。

6.權利要求1-5任一項所述的套管變形風險區域的確定方法在壓裂作業中的應用。

7.根據權利要求6所述的應用，其特征在于，所述應用包括：根據所述套管變形風險區域，再優化設計壓裂分段位置，作為最終壓裂段。

8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，所述應用包括：針對不同的壓裂參數，獲取所述不同的壓裂參數激活套管變形風險區域的概率大小；

根據所述概率大小，確定所述壓裂作業中使用的壓裂參數；

根據所述壓裂作業中使用的壓裂參數，指導所述壓裂作業。

9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，在根據所述壓裂作業中使用的壓裂參數，指導所述壓裂作業的過程中，現場采集并實時分析微地震事件點數據，再次評估壓裂作業過程中已確定的套管變形風險區域發生套管變形的風險，并采取措施指導所述壓裂作業。

10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，所述采取措施指導所述壓裂作業，包括：

觀察所述壓裂作業中是否存在以下現象：

(1)當實際壓裂段距離套管變形風險區域設定距離，且微地震事件點在套管變形風險區域集中出現；

(2)當連續2段或以上微地震事件點集中分布在井筒區域內，且微地震事件能量大于設計閾值；

(3)當連續3段或以上微地震事件點在某一位置重復出現，且在三維空間中，微地震事件無向外延伸或者依壓裂次序，微地震事件點分布逐漸收緊；

(4)當施工壓力的升高幅度超過設計閾值時；

當出現現象(1)-(4)中的任一種時，所采取的措施包括：控制施工規模，降低施工壓力；

當出現現象(1)-(4)中的至少兩種時，所采取的措施包括：控制排量，或者調整壓裂工藝。