针对微震事件对裂缝几何形状进行校准的方法技术

提供了一种用于在井场执行压裂操作的方法，所述井场在具有含天然裂缝的裂缝网络的地下地层附近。通过将流体注入到所述裂缝网络中而使所述井场增产。所述方法包括生成包括天然裂缝参数的井场数据并且获得微震事件的测量，基于所述井场数据对所述裂缝网络的水力压裂进行建模并且定义所述水力压裂的水力压裂几何形状，使用地质力学模型生成所述水力压裂的应力场，确定包括在所述裂缝网络附近的断裂包络线和应力状态的剪切断裂参数，根据所述断裂包络线和所述应力状态确定所述裂缝网络的剪切断裂的位置，以及通过对于所测量的微震事件而将所述建模的水力压裂和剪切断裂的所述位置相比较来校准所述水力压裂几何形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】
技术介绍
本公开内容总体涉及用于执行井场操作的方法和系统。更具体地，本公开内容针 对用于执行压裂操作的方法和系统，例如勘测地下地层和表征地下地层中的水力压裂网 络。 为了促进从油井和气井中回收碳氢化合物，可对包围这些井的地下地层进行水力 压裂。水力压裂可以用于在地下地层中产生裂缝以允许油或气朝向井移动。通过将高压力 和高流速的特别设计的流体（在这里被称作"压裂流体"或"压裂浆体"）通过一个或多个 井眼引入到地层中来使地层压裂。根据地层内部的固有应力，水力压裂可以远离井眼沿两 个相反的方向延伸几百英尺。在特定环境下，其可以形成复杂的裂缝网络。复杂的裂缝网 络可以包括诱发的水力压裂和天然裂缝，其沿着多个方位角在多个平面和方向、以及多个 区域中可以或可以不交叉。 当前的水力压裂监控方法和系统可以绘制出压裂在哪里发生和压裂的程度。微震 监控的一些方法和系统可以通过使用模型化的到达时间和/或射线路径将地震到达时间 和偏振信息绘制到三维空间中来处理地震活动位置。这些方法和系统可以用于推断随着时 间变化的水力压裂扩展。 通过压裂增产所产生的水力压裂的模式可以是复杂的并且可以形成如通过相关 的微震事件的分布表示的裂缝网络。复杂的水力压裂网络已经发展成可以表示所产生的 水力压裂。在美国专利 / 申请号 No. 6101447、No. 7363162、No. 7788074、No. 20080133186、 No. 20100138196和No. 20100250215中提供了压裂技术的例子。
技术实现思路
在至少一个方面中，本公开内容涉及在井场执行压裂操作的方法。井场位于地下 地层附近，地下地层具有贯穿其的井眼和在其中的裂缝网络。裂缝网络具有在其中的天然 裂缝。可以通过将具有支撑剂的注射流体注入到裂缝网络中而使井场增产。该方法包括获 得包括天然裂缝的天然裂缝参数的井场数据并且获得地下地层的地质力学模型并且生成 裂缝网络的随着时间变化的水力压裂发展模式。该生成包括从井眼延伸水力压裂并且使其 进入地下地层的裂缝网络中以形成包括天然裂缝和水力压裂的水力压裂网络，在延伸之后 确定水力压裂的水力压裂参数，确定支撑剂通过水力压裂网络的传输参数，以及根据所确 定的水力压裂参数、所确定的传输参数和地质力学模型确定水力压裂的裂缝尺寸。该方法 还包括在水力压裂上执行应力投影以确定水力压裂之间的应力干涉并且基于所确定的应 力干涉重复上述生成。 如果水力压裂遇到天然裂缝，该方法还可包括基于所确定的应力干涉来确定水力 压裂与遇到的裂缝之间的交叉特性，并且该重复可以基于所确定的应力干涉和交叉特性来 重复该生成。该方法还可包括通过将具有支撑剂的注射流体注入到裂缝网络中而使井场增 产。 该方法还可以包括，如果水力压裂遇到天然裂缝，则确定在遇到的天然裂缝处的 交叉特性，并且其中，所述重复包括基于所确定的应力干涉和所述交叉特性来重复所述生 成。裂缝发展模式可以由交叉特性改变或不改变。水力压裂网络的压裂压力可以大于作用 在遇到的裂缝上的应力，并且裂缝发展模式可以沿着遇到的裂缝扩展。裂缝发展模式可以 沿着遇到的裂缝继续发展直到到达天然裂缝的端部。裂缝发展模式可以在天然裂缝的端部 改变方向，并且裂缝发展模式可以在天然裂缝的端部处沿垂直于最小应力的方向上延伸。 裂缝发展模式可根据应力投影垂直于局部主应力扩展。 应力投影可包括对水力压裂中的每一个执行位移不连续法。应力投影包括在井场 的多个井眼附近执行应力投影并且使用在多个井眼上执行的应力投影来重复该生成。应力 投影可包括在井眼中的多个增产阶段执行应力投影。 该方法还可包括验证裂缝发展模式。该验证可包括将裂缝发展模式与裂缝网络的 增产的至少一个模拟结果相比较。 该延伸可包括基于天然裂缝参数和地下地层上的最小应力和最大应力沿着裂缝 发展模式延伸水力压裂。确定裂缝尺寸可包括评估地震测量、蚂蚁追踪、声波测量、地质测 量以及其组合中的一种。井场数据可包括地质学数据、岩石物理数据、地质力学数据、测井 测量数据、完井数据、历史数据以及其组合中的至少一种。天然裂缝参数可以通过观测井孔 成像记录、根据井眼测量估算裂缝尺寸、获得微震图像以及其组合中的一个来生成。 在另一个方面中，本公开内容涉及在井场执行压裂操作的方法，井场位于地下地 层附近，地下地层具有贯穿其的井眼和在其中的裂缝网络，裂缝网络包括天然裂缝，通过将 具有支撑剂的注射流体注入到裂缝网络中而使井场增产。该方法包括获得包括天然裂缝 的天然裂缝参数的井场数据并且获得地下地层的地质力学模型，生成裂缝网络的随时间变 化的水力压裂发展模式，在水力压裂上执行微震活动性解释以确定水力压裂之间的应力干 涉，以及基于所确定的应力干涉重复该生成。该生成包括从井眼延伸水力压裂并且使其进 入地下地层的裂缝网络中以形成包括天然裂缝和水力压裂的水力压裂网络，在延伸之后确 定水力压裂的水力压裂参数，确定支撑剂通过水力压裂网络的传输参数，以及根据所确定 的水力压裂参数、所确定的传输参数和地质力学模型确定水力压裂的裂缝尺寸。 在另一个方面中，提供了在井场执行压裂操作的方法，井场位于地下地层附近，地 下地层具有贯穿其的井眼和在其中的裂缝网络。裂缝网络包括天然裂缝，并且通过将具有 支撑剂的注射流体注入到裂缝网络中而使井场增产。该方法包括生成包括天然裂缝的天然 裂缝参数的井场数据并且获得地下地层的微震事件的测量，基于该井场数据对裂缝网络的 水力压裂进行建模并且定义该水力压裂的水力压裂几何形状，基于该井场数据使用地质力 学模型生成该水力压裂的应力场，确定包括在该裂缝网络附近的断裂包络线和应力状态的 剪切断裂参数，根据该断裂包络线和应力状态确定该裂缝网络的剪切断裂的位置，以及通 过对于所测量的微震事件而将该建模的水力压裂和剪切断裂的位置相比较来校准该水力 压裂几何形状。该方法还可以包括在井场测量井场数据和微震事件，基于该校准来调整天 然裂缝参数操作，执行增产操作（该增产操作包括通过将注射流体注入到裂缝网络中而使 井场增产），和/或基于该校准来调整增产操作。 提供本
技术实现思路
是为了引入一系列概念，其在下面的【具体实施方式】中进一步描 述。本
技术实现思路
不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于辅助限制 所要求保护的主题的范围。【附图说明】 参照附图描述用于表征井眼应力的系统和方法的实施例。遍及附图使用相同的数 字以标记相同的特征和部件。 图1. 1为示出压裂操作的水力压裂现场的示意图； 图1.2为在水力压裂现场上示出有微震活动的示意图； 图2为2D压裂的示意图； 图3为应力投影效应的示意图； 图4为将两个平行的直线裂缝的2D位移不连续法（DDM)和Flac3D进行比较的示 意图。 图5. 1-5. 3为示出延伸的裂缝在各个位置的应力的2D DDM和Flac3D曲线图； 图6. 1-6. 2为示出两个初始平行的裂缝分别在各向同性和各向异性的应力场中 的扩展路径的曲线图； 图7. 1-7. 2为示出两个初始偏移的裂缝分别在各向同性和各向异性的应力场中 的扩展路径的曲线图；图8为沿着水平井的横向平行裂缝的示意图； 图9为示出五个平行裂缝的长度的曲线图； 图10为示出图9的平行裂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在井场执行压裂操作的方法，所述井场位于地下地层附近，所述地下地层具有贯穿其的井眼和在其中的裂缝网络，所述裂缝网络包括天然裂缝，通过将具有支撑剂的注射流体注入到所述裂缝网络中使所述井场增产，所述方法包括：生成包括所述天然裂缝的天然裂缝参数的井场数据，并且获得所述地下地层的微震事件的测量；基于所述井场数据对所述裂缝网络的水力压裂进行建模，并且定义所述水力压裂的水力压裂几何形状；基于所述井场数据使用地质力学模型生成所述水力压裂的应力场；确定包括在所述裂缝网络附近的断裂包络线和应力状态的剪切断裂参数；根据所述断裂包络线和所述应力状态确定所述裂缝网络的剪切断裂的位置；以及通过对于所测量的微震事件而将所述建模的水力压裂和剪切断裂的所述位置相比较来校准所述水力压裂几何形状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：X·翁，M·麦克，C·齐波拉，U·甘古利，S·马克斯韦尔，
申请(专利权)人：普拉德研究及开发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB