一种低渗透油藏或气藏完井工程的设计方法技术

本发明专利技术提供了一种低渗透油藏或气藏完井工程的设计方法，涉及石油天然气工程技术领域，包括如下步骤：构建岩石强度剖面；构建临界生产压差模型；确定水平井完井方式。本发明专利技术提供了低渗透油藏完井工程的设计方法，该方法综合测井资料与室内实验，形成一种低渗透油藏或气藏水平井完井方式优选方法，有利于储层油气资源的高效开采。该方法形成了系统的水平井完井方式优化方法，使用该方法能提高水平井的产能和寿命。

A Design Method of Completion Engineering for Low Permeability Reservoir or Gas Reservoir

【技术实现步骤摘要】
一种低渗透油藏或气藏完井工程的设计方法
本专利技术涉及石油天然气工程
，具体而言，涉及一种低渗透油藏或气藏完井工程的设计方法。
技术介绍
低渗透油藏和气藏是我国今后勘探开发的主要阵地之一。低渗透油气藏在油气资源中所占比重越来越大，逐渐成为全球油气开发的重点领域。在低渗透油气藏中，我国低渗透砂岩气藏资源丰富，是当前天然气开采的一个重点领域。目前低渗透砂岩气藏的开发，多采用水平井配合酸化、压裂等增产措施开发，而水平井完井方法的优劣直接影响气井产能及寿命。低渗透油藏具有储层岩性非均质性强、微裂缝发育、油水关系复杂的特征，而使用传统的基于均质储层的水平井完井方式开采低渗透油藏具有开采效率低下的弊端，不利于低渗透油藏的开发利用。因此，选择合理的水平井完井方式显得尤为重要。完井方式与油气藏构造地质特征、储层岩石及流体物性、钻采工艺、增产需要、井壁稳定等诸多因素相关，现有技术难以兼顾各种影响因素，具有一定的单一性。此外，现有技术在选择完井方式时，片面或相似经验占主导作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低渗透油藏或气藏完井工程的设计方法，该方法综合测井资料与室内实验，形成一种低渗透油藏或气藏水平井完井方式优选方法。由于测井资料可体现出地层非均质、油水特性等深部储层的特征，从而能更为准确得对水平井完井方式进行优选，有利于储层油气资源的高效开采。本专利技术是这样实现的：一种低渗透油藏或气藏完井工程的设计方法，包括如下步骤：构建岩石强度剖面；构建临界生产压差模型；确定水平井完井方式。在本专利技术应用较佳的实施例中，上述岩石强度剖面是基于声波测井资料和室内岩心实验参数构建而成。在本专利技术应用较佳的实施例中，上述室内岩心实验参数包括岩石物理实验参数和岩石力学实验参数，岩石物理实验参数包括岩石的纵、横波时差，岩石力学实验参数包括对酸液处理前后的岩样进行岩样力学实验所得的岩石抗压强度、内聚力和内摩擦角。酸液处理的方式包括酸液浸泡、酸液循环驱替和酸液循环过岩心端面中的任意一种酸液处理方式。进一步地，对岩样进行实验前需要对工区的井下岩心进行采集，并对岩心按照相关行业标准进行制样。采用超声波透射法，获得岩石纵、横波时差；采用室内三轴压缩法，获得岩石抗压强度、内聚力和内摩擦角力学参数。进一步地，对岩样进行酸液处理后，采用室内三轴压缩法，分析酸化对岩石力学特征的影响，包括酸化后的岩石抗压强度、内聚力和内摩擦角力学参数，酸液作用方式包括酸液浸泡、酸液循环驱替等方式，酸液作用方式和酸液作用时间根据实际情况确定。在本专利技术应用较佳的实施例中，上述岩石强度参数的计算模型为：上式中：Sc为抗压强度，MPa；为内摩擦角，°；C为内聚力，MPa；AC为声波时差，us/m。进一步地，基于声波时差与岩石力学参数(抗压强度、内聚力和内摩擦角)的相关性，得到岩石强度剖面。在本专利技术应用较佳的实施例中，上述利用声波测井资料通过Eaton法获取地层孔隙压力分布，Eaton法的计算方程为：式中：Pp为孔隙压力梯度，g/cm3；Go为上覆岩层压力梯度，g/cm3；Gn为静水液柱压力梯度，g/cm3；ACn为正常压实趋势线上的声波时差，us/m；AC为测井声波时差，us/m；c为压实指数。在本专利技术应用较佳的实施例中，还包括基于已钻井的酸压施工曲线，计算获得构造应变系数，从而获取研究工区的地应力分布值。进一步地，计算地层应力的模型包括Matthews&Kelly模型、Eaton模型、Anderson模型、Newberry模型、组合弹簧模型和黄氏模型中的任意一种，优选为组合弹簧模型，如下式所示：式中：μ：泊松比；α：biots系数；E：岩石弹性模量，MPa；εH、εh：沿最大主应力方向与最小主应力方向构造应变系数，H0：测井结束点深度，m；ρ(H)：深度为H点的测井密度，g/cm3；g：重力加速度，kg.m/s2。Eaton法主要适用于砂泥岩层序地层。该方法的原理是压实观测参数的实际值和正常趋势值的比率与地层压力的关系是由上覆压力梯度的变化所决定的。进一步地，地层孔隙压力分布的计算方法还可以是等效深度法。等效深度法假设了不同深度具有相同岩石物理特性的同一类泥岩所受到的有效应力相等，在不考虑温度影响的情况下，若深度H2的异常压力点的声波时差与正常趋势线上H1点的声波时差相等，则反映这两点压实程度相同，两点具有等效性，称H1为H2的等效深度点(He)，不同深度段的目的层地层孔隙压力Pp可由下式计算：Pp＝G0H-(G0-Gn)He式中，G0、Gn、H、He分别为上覆岩层压力梯度、静水压力梯度、目标地层深度、等效深度。在本专利技术应用较佳的实施例中，上述构建临界生产压差模型是基于石力学强度参数内聚力和内摩擦角、孔隙压力分布、地应力分布，采用摩尔库伦准则，获得不同井眼轨迹下的坍塌压力，从而定量判断井壁稳定性。在本专利技术应用较佳的实施例中，上述坍塌压力的计算方法为：其中ζ0为破坏面与σ1的夹角，Co、为基体内聚力和内摩擦角，pw为临界破坏液柱压力，即为地层坍塌压力，MPa；σz为井壁垂向应力，MPa；σθ为井壁周向应力，MPa；τθz为井壁剪应力，MPa。进一步地，坍塌压力计算方法如式(3)所示。坍塌压力越高，表明井壁越易垮塌，即井壁稳定性较差。在本专利技术较佳的实施例中，上述获取岩石力学参数包括对采集的井下岩石进行岩石力学实验，岩石力学实验包括室内三轴压缩法、巴西劈裂法，获得岩石抗张强度、岩石抗压强度、内聚力和内摩擦角力学参数。岩石采集时选择工区的井下岩心，对岩心按照相关行业标准进行制样。在本专利技术较佳的实施例中，上述岩石力学实验是对井下岩石进行酸液处理后进行岩石力学实验。在本专利技术应用较佳的实施例中，由临界生产压差模型获得临界生产压差，计算方法为：ΔP＝pp-pw。在本专利技术应用较佳的实施例中，根据临界生产压差模型，得到压力衰竭作用下的临界生产压差，进一步分析酸化作用下的临界生产压差，综合压力衰竭与酸化作用下的临界生产压差，确定水平井完井方式。进一步地，本专利技术所提供的水平井完井方式优选方法也适用于不进行酸化处理的低渗透油藏或气藏。针对该类油藏或气藏，在利用该优选方法时，不考虑酸化作用即可。在本专利技术较佳的实施例中，上述低渗透油藏或气藏水平井完井方式的优化方法还包括水平井出砂预测，水平井出砂预测是通过地层孔隙压力、地层地应力和岩石力学参数进行分析的，且考虑压裂缝与酸化作用。依据岩石抗压强度与在生产压差下井壁岩石所承受的切向地应力之间的关系，来定量判断地层是否出砂。对于水平井，出砂判断依据如下所示：式中：σc为岩石抗压强度，MPa；Pwf为生产时井底流压，当地层发生出砂时的临界井底流压即是临界出砂压力，MPa。在本专利技术较佳的实施例中，上述产能预测模型考虑了不同完井方式下的表皮系数不同的影响，并基于此构建了产能预测模型。在本专利技术较佳的实施例中，上述产能预测模型包括如下预测模型：水平井裸眼完井:水平井割缝衬管完井:水平井砾石充填完井:水平井射孔完井:其中，上式中：Kh为储层水平向渗透率，10-3·um-2；T为储层温度，℃；Z为天然气偏差系数；h为储层厚度，m；L为水平井长度，m；β为储层各向异性系数；rw为井眼半径，m；δ为水平井眼偏心距，m。ug为气体粘度，cP；reh为供给半径，m.S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低渗透油藏或气藏完井工程的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：构建岩石强度剖面；构建临界生产压差模型；确定水平井完井方式。

【技术特征摘要】
1.一种低渗透油藏或气藏完井工程的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：构建岩石强度剖面；构建临界生产压差模型；确定水平井完井方式。2.根据权利要求1所述的低渗透油藏或气藏完井工程的设计方法，其特征在于，所述岩石强度剖面是基于声波测井资料和室内岩心实验参数构建而成。3.根据权利要求2所述的低渗透油藏或气藏完井工程的设计方法，其特征在于，所述室内岩心实验参数包括岩石物理实验参数和岩石力学实验参数，所述岩石物理实验参数包括岩石的纵、横波时差，所述岩石力学实验参数包括对酸液处理前后岩样进行岩样力学实验所得的岩石抗压强度、内聚力和内摩擦角。4.根据权利要求2所述的低渗透油藏或气藏完井工程的设计方法，其特征在于，所述岩石强度参数计算模型包括：上式中：Sc为抗压强度，MPa；为内摩擦角，°；C为内聚力，MPa；AC为声波时差，us/m。5.根据权利要求2所述的低渗透油藏或气藏完井工程的设计方法，其特征在于，利用所述声波测井资料通过Eaton法获取地层孔隙压力分布，所述Eaton法的计算方程为：式中：Pp为孔隙压力梯度，g/cm3；Go为上覆岩层压力梯度，g/cm3；Gn为静水液柱压力梯度，g/cm3；ACn为正常压实趋势线上的声波时差，us/m；AC为测井声波时差，us/m；c为压实...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁利喜，熊健，刘向君，范志利，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51