[發明專利]基于全直徑巖心CT掃描致密儲層壓裂縫網數值模擬方法

有效

• 申請號: 202211645925.2
• 申請日: 2022-12-21
• 公開（公告）號: CN115640733B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 詹卓琛;劉國文;胡智穎;高夢寒;胡望水;張文文;雷建軍;高飛躍
• 申請（專利權）人: 武漢中旺億能科技發展有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G01N23/046;G01V5/00;G06F119/14
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 周俊;陳家安

本發明公開一種基于全直徑巖心CT掃描致密儲層壓裂縫網數值模擬方法，利用數字定量化CT無損檢測技術，建立全直徑巖心非均質三維微納米致密儲層模型，構建全直徑三維數字巖心包含類似鉆井井筒的固液耦合三維數字有限元力學結構數字模型，通過三維數字模型有限元應力應變模擬，預測致密儲層在壓裂液作用下人工壓裂縫網發育狀態及隨壓力增加壓裂縫網演化特征與規律，為目標區致密儲層人工壓裂方案及縫網實施效果的控制提供定量化三維技術數據，以評價預測各層段壓裂縫網效果的差異性，優選致密儲層人工壓裂的“甜點”段，提高了致密油氣鉆探壓裂效果的準確度，提高了致密油氣勘探開發的效率，降低了致密油氣勘探開發成本。

技術領域

本發明屬于致密油氣勘探、開發工程設計與應用技術領域，具體涉及一種基于全直徑巖心CT掃描致密儲層壓裂縫網數值模擬方法。

背景技術

致密儲層壓裂縫網監測一直是油氣勘探、開發工程長期需求解決而未根本解決的一項世界級技術頂級難題。因受目前成像測井、微地震分辨率低的技術原理限制，不能直觀有效地獲取位于地下幾千米致密儲層人工壓裂微裂縫發育實際縫網，無法充分掌握致密儲層人工壓裂微裂縫發育真實狀況，導致后續的人工壓裂壓裂方案設計與實施、效果評估無法得到技術保障。隨著CT無損檢測技術的出現，結合人工智能模擬技術，給致密儲層人工壓裂工藝技術選型與方式、壓裂液選型、預期壓裂縫網效果提供了全新的技術保障。隨著油氣勘探深入，常規油氣可供勘探的領域越來越少，且取得新的發現越來越難。因此，致密油氣勘探逐漸成為目前及未來重點勘探領域，而且儲層人工壓裂的難度也會逐漸加大。致密儲層人工壓裂改造是致密油氣勘探、開發效果、效益的基石，是致密油氣井鉆探工程中核心內容之一。

現有基于測井資料、地震資料壓裂模擬技術，因其分辨率低，無法準確有效地預測致密儲層人工壓裂的三維縫網真實狀態，導致致密儲層人工壓裂效果是否達到預期設計要求無法把控，無法達到壓裂設計要求，油氣富集“甜點”壓裂改造如何不得而知，導致致密油氣勘探開發成功率不高、效率低。

亟需開發基于全直徑巖心CT掃描致密儲層壓裂縫網數值模擬方法的新方法，提供人工壓裂的技術工藝與方法、壓裂液選型與方法及人工壓裂最優效果方案，可以準確地預測取心層段各亞段人工壓裂發育程度及差異、人工壓裂裂縫網絡及差異，優選出可優良壓裂層段，給致密油氣精細勘探、開發方案設計提供技術信息，不僅有利于掌控油氣富集“甜點”的勘探、開發成功率，而且更好地指導致密油氣深度勘探，提高勘探效率、精細開發效益，降低風險。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種基于全直徑巖心CT掃描致密儲層壓裂縫網數值模擬方法，提供人工壓裂的技術工藝與方法、壓裂液選型與方法及人工壓裂最優效果方案，以實現準確評價取心層段各亞段人工壓裂裂縫網絡及差異，優選出可優質壓裂的“甜點”層段，提高了致密油氣勘探、開發儲層壓裂改造效果的技術實施水準和油氣勘探、開發的效率，降低油氣勘探、開發成本。

為解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案實現：

一種基于全直徑巖心CT掃描致密儲層壓裂縫網數值模擬方法，包括如下步驟：

S1、以致密油氣地質背景為依據，利用全直徑巖心CT掃描技術，獲取致密儲層組成、孔縫、內部結構非均質性的灰度數據體，建立全直徑巖心非均質三維微納米致密儲層模型；

S2、利用全直徑巖心非均質三維微納米致密儲層模型，依據壓裂設計參數要求，構建全直徑三維數字巖心包含類似鉆井井筒的有限元固體力學結構數字模型，以及井筒壓裂液流體力學三維數字模型，建立巖石固體三維結構模型與井筒壓裂液三維結構模型的固液耦合多元三維數字有限元力學結構模型；

S3、應用已建立的固液耦合二元三維數字有限元力學結構模型，利用目前常用的人工壓裂工藝技術，模擬在天然縫網控制下單一壓裂液隨壓力增大人工壓裂縫網破裂壓力、延伸壓力與閉合壓力、發育演化、模型、機理、三維縫網展布規律及二者的耦合關系；進一步模擬無天然裂縫情況下人工壓裂縫網破裂壓力、延伸壓力與閉合壓力、發育演化、模型、機理、三維縫網分布規律；