一种致密油储层水平井多段分簇射孔位置优化设计的新方法技术

本发明专利技术公开了一种致密油水平井多段分簇射孔位置优化设计新方法，依次包括以下步骤：(A)基于测井资料计算水平段的可压性指数剖面；(B)基于孔隙度、渗透率、含油饱和度及天然裂缝发育情况计算水平段的物性指数剖面；(C)通过概率统计方法确定水平段的可压性和物性评价标准，将各综合评分优良的段确定为“工程甜点”段；(D)去除各“工程甜点”段内的固井质量差的段，将剩余的段确定为各压裂分段位置；(E)在各段内，基于裂缝诱导应力场的分析和计算，优选出利于压后改造体积最大化、能形成复杂缝网的射孔簇间距范围；(F)在各段内，结合综合评分结果和射孔簇间距范围，避开套管接箍位置，最终确定各段内的分簇射孔位置。

A new method for optimizing the location of multi section cluster perforating in tight oil reservoir horizontal wells

The invention discloses a dense oil horizontal well section design method of cluster optimization perforation location, comprises the following steps: (A) the compressibility index profile of horizontal section calculation based on logging data; (B) index of porosity, permeability and oil saturation and natural fracture development calculation of horizontal section based on the section; (C) by the method of probability and statistics to determine the compressibility and the evaluation standards of horizontal section, the comprehensive score of excellent section is determined as \engineering dessert\; (D) the removal of the cementing quality engineering dessert \period difference, the remaining period to determine the segment position the fracturing; (E) in each section, the analysis and calculation of fracture induced stress field based on the selected to press after the transformation of the maximization of the volume and formation of complex fracture network cluster perforation interval; (F) in each section, combined with the comprehensive evaluation results And the spacing range of the perforating cluster, avoiding the location of the casing coupling, and finally determining the location of the cluster perforation in each section.

【技术实现步骤摘要】
一种致密油储层水平井多段分簇射孔位置优化设计的新方法
本专利技术涉及石油天然气开发
尤其涉及一种致密油水平井多段分簇射孔位置优化设计的新方法。
技术介绍
我国致密油资源丰富，勘探开发前景广阔。致密油储层由于其特殊性，大多需采用水平井大规模体积压裂，沟通天然裂缝，从而形成复杂的网状裂缝形态，增大与储层的接触面积，提高储层动用程度和单井产量。其中水平井多段分簇射孔技术是配合致密油水平井进行体积压裂的核心技术之一，而分簇射孔位置的选取对体积压裂效果有着重要的影响。目前存在较多致密油水平井多段分簇射孔后压裂效果不理想的情况。通过大量油气田现场资料研究发现，多簇射孔还存在着以下一些问题：第一，多簇射孔压裂后，许多射孔簇不生产；第二，水平井的产出剖面不均衡，整个水平的井产量受影响；第三，在射孔后压裂井筒附近，微地震监测表明未形成复杂缝网。而这些问题很大程度上是由于分簇射孔簇位置设计缺乏科学性指导造成的。当前针对致密油水平井的分簇射孔位置设计，主要存在以下几种方法：1)参照常规水平井的设计，采取裂缝条数优化方法，得到优化裂缝条数后，采取对水平段几何分段的方法进行分簇射孔位置的确定。2)参照页岩气水平井的设计，仅以力学可压性确定压裂段位置，再根据诱导应力场计算簇间距来确定分簇射孔位置。3)参照页岩气水平井的设计，仅考虑完井质量和储层质量的综合指标进行压裂段分级，并将射孔簇位置置于综合指标高且最小水平主应力相差不大的位置。4)部分致密油水平井采用模糊模式识别或分段参数优化正交设计的方法优选水平井射孔簇位置。然而由于致密油储层与页岩气储层和常规储层均存在差异，现有致密油水平井分簇射孔位置优选的方法中没有考虑储层物性的影响，没有形成适于表征致密油水平井的可压性和物性的评价指标，没有形成划分致密油水平井可压性和物性好坏的评价体系。且尚未形成一种能综合考虑致密油储层质量、完井质量、固井质量、天然裂缝发育、水平段可压性、套管接箍位置、诱导应力场对压裂改造体积的影响的分簇射孔位置优化设计方法。鉴于此，本专利技术综合考虑致密油储层物性和完井质量、固井质量、可压性、诱导应力场对射孔簇间距影响及套管接箍位置的影响，提出了一种适于致密油水平井多段分簇射孔位置优化设计的新方法。本专利技术基于统计学方法建立的可压性和物性指数的评价体系，可对致密油水平井的可压性和物性进行有效的评级和评分。本专利技术能较好避免无效射孔簇产生，使射孔簇有效开启，利于致密油水平井压后形成复杂缝网和压裂改造体积最大化，是一种精细化的分簇射孔位置优化设计方法，可为致密油水平井多段分簇射孔方案的制定提供科学指导。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供了一种致密油储层水平井多段分簇射孔位置优化设计的新方法。具体包含以下步骤：(A)基于测井资料计算水平段的可压性指数剖面。(B)基于孔隙度、渗透率、含油饱和度及天然裂缝发育情况计算水平段的物性指数剖面。(C)通过概率统计方法确定水平段的可压性和物性评价标准，将各综合评分优良的段确定为“工程甜点”段。(D)去除各“工程甜点”段内的固井质量差的段，将剩余的段确定为各压裂分段位置。(E)在各段内，基于裂缝诱导应力场的分析和计算，优选出利于压后改造体积最大化、能形成复杂缝网的射孔簇间距范围。(F)在各段内，结合综合评分结果和射孔簇间距范围，避开套管接箍位置，最终确定各段内的分簇射孔位置。所述步骤(A)中，可压性指数用于表征致密油储层能否被有效压裂改造和分簇射孔压裂后形成复杂裂缝网络的能力。本专利技术建立了新的可压性指数模型，综合考虑了岩石的总脆性指数、综合断裂韧性值、内摩擦角，水平应力差异系数对可压性的影响。致密油水平井段内可压性指数的值越大，说明该处可压性条件越好。可压性指数表示为：式中：FRAC为储层可压性指数，无量纲；Brit为层段总脆性指数；Hδ为水平差应力系数；KIC为I型断裂韧性值，MPa·m1/2；II型裂缝断裂韧性值，MPa·m1/2；为层段内摩擦角，°。其中致密油储层岩石的总脆性指数与矿物脆性指数和力学脆性指数有关，水平差应力系数与储层的最大水平主应力和最小水平主应力有关。总脆性指数、水平差应力系数、分别表示为：Brit＝(αB1+βB2)/2Hδ＝(δH-δh)/δh式中：a为矿物脆性指数系数，，无量纲；β为力学脆性指数系数，无量纲；δH为最大水平主应力，MPa；δh为最小水平主应力，MPa。所述步骤(B)中，物性指数用于表征致密油储层物性好坏和压后获得致密油产量的潜力。本专利技术建立了物性指数模型，该物性指数综合了考虑孔隙度、渗透率、饱和度及天然裂缝的发育程度。水平段内物性指数值越大，说明该处物性越好，物性指数表示为：式中：Pindex为储层物性指数，无量纲；Ki为渗透率，mD；Kmax为水平段内最大渗透率，mD；Kmin为水平段内最小渗透率，mD；φi为孔隙度，％；φmax为水平段内最大孔隙度，％；φmin为水平段内最大孔隙度，％；So为含烃饱和度，％；Smax为水平段最大含烃饱和度，％；Smin为水平段最小含烃饱和度，％；Ni为天然裂缝发育程度指数值，无量纲；Nmax为水平段最大天然裂缝发育程度指数值，无量纲、Nmin为水平段最小天然裂缝发育程度指数值，无量纲。所述步骤(C)中，国内外针对致密油水平井的可压性和物性的评价，目前都还无具体的评价体系，不同井的可压性和物性的好坏对应的可压性指数值和物性指数值的范围尚无界定方法。因此引入统计学的方法，将沿水平井筒剖面的可压性指数值和物性指数值分别进行统计分析，从而将可压性和物性均划分为好(G)、中(M)、差(B)三个等级，并进行相应评分，具体包含以下子步骤：(C1)将沿水平井筒剖面的可压性指数值和物性指数值分别进行统计分析，作出其频率直方图和累积分布图。方法是将步骤(A)和(B)计算得到的沿水平段可压性指数值和物性指数值分别带入如下的次序样本进行处理，次序样本均可表示为x(1)≤x(2)...≤x(n)，按从大到小的次序排列，这里x(1)为最小值，x(n)为最大值，极差值为x(n)-x(1)。然后对样本进行分组，分组数与样本容量有关，确定分组数方法参H.A.Sturges所提出的分组公式c表示，c值取整数值。组距用l表示，根据组数、组距确定各组区间的端点，统计得出各组区间的频数。在某指定值以下的数据频数称为累积频数，相应的分布为累积频率分布。x的累积频率曲线上的值记为Fn(x)。分组公式c，组距l，累积频率Fn(x)由如下公式表示：(温天舜，周大强，刘一勋.《随机数据分析与处理》[M].开封：河南大学出版社，1993：27-32)：c＝1+3.3221g(n)式中：n为样本总个数；；Fn(x)为累积频率值。(C2)由以上步骤(C1)所述方法，分别画出可压性指数、物性指数的频率直方图和累积分布图，统计分析水平段内的可压性指数值和物性指数值在各个范围内出现的频数及其累计频率百分数。可压性指数值、物性指数值均以累积百分数为33％和67％所对应的点为分界点。均以累积分布率大于67％时，该范围对应的值评级为G；均以累积分布率在33％～67％之间时，该范围对应的值评级为M；均以累积分布率小于33％时，该范围对应的值评级为B。(C4)在评分过程中采取5分制，对可压性指数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种致密油水平井多段分簇射孔位置优化设计的新方法，其主要包含以下步骤：(A)基于测井资料计算水平段的可压性指数剖面；(B)基于孔隙度、渗透率、含油饱和度及天然裂缝发育情况计算水平段的物性指数剖面；(C)通过概率统计方法确定水平段的可压性和物性评价标准，将各综合评分优良的段确定为“工程甜点”段；(D)去除各“工程甜点”段内的固井质量差的段，将剩余的段确定为各压裂分段位置；(E)在各段内，基于裂缝诱导应力场的分析和计算，优选出利于压后改造体积最大化、能形成复杂缝网的射孔簇间距范围；(F)在各段内，结合综合评分结果和射孔簇间距范围，避开套管接箍位置，最终确定各段内的分簇射孔位置。

【技术特征摘要】
1.一种致密油水平井多段分簇射孔位置优化设计的新方法，其主要包含以下步骤：(A)基于测井资料计算水平段的可压性指数剖面；(B)基于孔隙度、渗透率、含油饱和度及天然裂缝发育情况计算水平段的物性指数剖面；(C)通过概率统计方法确定水平段的可压性和物性评价标准，将各综合评分优良的段确定为“工程甜点”段；(D)去除各“工程甜点”段内的固井质量差的段，将剩余的段确定为各压裂分段位置；(E)在各段内，基于裂缝诱导应力场的分析和计算，优选出利于压后改造体积最大化、能形成复杂缝网的射孔簇间距范围；(F)在各段内，结合综合评分结果和射孔簇间距范围，避开套管接箍位置，最终确定各段内的分簇射孔位置。2.根据权利要求1所述的一种致密油水平井多段分簇射孔位置优化设计的新方法，其中所述步骤(A)中，本发明建立的可压性指数模型表示为：式中：FRAC为储层可压性指数，无量纲；Brit为层段总脆性指数；Hδ为水平差应力系数；KIC为I型断裂韧性值，MPa·m1/2；II型裂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海涛，卢宇，卢聪，刘畅，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51