[發明專利]礫巖油藏水平井壓裂縫網表征方法

在審

• 申請號: 202010177193.3
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN113392595A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 李建民;謝斌;王俊超;段勝男;何小東;鄔元月;馬俊修;李佳琦;賈海正;張奎
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;E21B43/26;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 劉娜

本發明提供了一種礫巖油藏水平井壓裂縫網表征方法。礫巖油藏水平井壓裂縫網表征方法，包括：由微地震監測數據點形成的壓裂縫網的模型確定水平井各壓裂縫段的壓裂縫網的分形維數；根據壓裂縫網的分形維數與儲層巖石物理參數，利用多元回歸分析方法確定儲層的裂縫擴展分形因子；進行裂縫擴展分形因子的裂縫啟裂與擴展模擬。本發明解決了現有技術中無法準確模擬礫巖油藏水平井壓裂形成的縫網形態的問題。

技術領域

本發明涉及石油開采領域，具體而言，涉及一種礫巖油藏水平井壓裂縫網表征方法。

背景技術

礫巖油藏儲層中一般天然裂縫并不發育，然而物性特征等存在極大非均質性，給壓裂工程與生產認識帶來很大的挑戰。對于壓裂形成的裂縫網絡，國內外研究學者常采用室內實驗和數值模擬方法進行壓裂裂縫擴展規律分析。由于實驗條件限制以及復雜裂縫室內物理模擬困難，當前數值模擬方法是研究復雜裂縫擴展規律的主要手段。水平井油藏數值模擬是定量化描述裂縫性油氣藏生產動態的可靠技術，是深刻認識油藏、預測生產及開發方案調整與優化的重要手段。

早期壓裂模擬多采用解析模型，這些模型僅能大致模擬壓裂縫網的規模，無法精細表征壓裂縫網的形態。隨著計算機科學和數值計算方法的進步，越來越多的壓裂模擬方法開始采用擴展有限元、離散元和不連續位移等裂縫啟裂擴展機理模型，并考慮精細地質參數以及天然裂縫模型，在模擬精度和縫網表征方面有了較大的改進。

常用的裂縫擴展數值模型分為平面裂縫模型(Planar Fracture Model，PFM)和非常規裂縫擴展模型(Unconventional Fracture Model，UFM)。平面裂縫模型包括線網模型和等效裂縫模型，僅能模擬平面擴展裂縫，主要對壓裂簡單裂縫擴展進行模擬，以分析預測壓裂形成裂縫的規模。非常規裂縫擴展模型可以根據儲層應力場、巖石力學模型以及天然裂縫分布在真實施工參數下模擬壓裂裂縫網絡。

這些方法和模擬技術最早在頁巖、致密砂巖等儲層獲得了比較成功的應用。根據這些常規壓裂模擬方法，復雜裂縫網絡的形成需要一定的儲層地質條件(巖石物理和應力場參數等)、天然裂縫分布及合適的施工壓力(通過排量等參數控制)。也就是說，儲層中的壓裂復雜縫網的形成都源于人工裂縫與天然的交錯，復雜壓裂縫網的形成前提必須要有天然裂縫的存在，并符合一定的地質參數和地應力參數約束條件，否則就只能形成簡單雙翼縫。

然而，越來越多的證據都顯示在一些并沒有天然裂縫的礫巖油藏中，壓裂過程形成的并非簡單雙翼縫結果。比如最直接的證據有單級壓裂微地震監測點的范圍大小顯示壓裂形成的裂縫網絡具有局部復雜支縫特征而并非簡單雙翼縫。另一個有力證據是根據施工排量和砂量，基于雙翼縫假設進行壓裂凈壓力擬合，模擬得到的壓裂裂縫半長明顯長于監測值。

綜上所述，有必要開發一種針對礫巖油藏水平井壓裂縫網表征方法，以更加精確模擬礫巖油藏水平井壓裂形成的縫網形態。結合巖心實驗、巖心掃描與巖心礦物分析等技術分析，在無天然裂縫礫巖儲層壓裂出現的局部復雜支縫來源于由于礫石間膠結的薄弱面或疏松處導致的。在微觀上與礫巖礫石粒徑、礫石間膠結的礦物成分以及緊密程度有關系，在宏觀上表現為與礫巖非均質性、巖石物理參數、脆性指數等屬性相關，而傳統模擬方法無法表征這種微觀的非均質性。在本發明中，將基于分形維數概念，對礫巖儲層壓裂縫復雜度進行定量描述。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種礫巖油藏水平井壓裂縫網表征方法，以解決現有技術中無法準確模擬礫巖油藏水平井壓裂形成的縫網形態的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種礫巖油藏水平井壓裂縫網表征方法，包括：由微地震監測數據點形成的壓裂縫網的模型確定水平井各壓裂縫段的壓裂縫網的分形維數；根據壓裂縫網的分形維數與儲層巖石物理參數，利用多元回歸分析方法確定儲層的裂縫擴展分形因子；進行裂縫擴展分形因子的裂縫啟裂與擴展模擬。

進一步地，微地震監測數據點通過微地震反演模擬形成壓裂縫網。