适用于页岩气储层水力压裂的压裂缝检测与评价方法技术

本发明专利技术公布了一种适用于页岩气储层水力压裂的压裂缝检测与评价方法，包括：页岩气储层中富集的放射性元素，在压裂液进入储层后重新发生迁移和富集，造成近井筒地带形成自然伽马放射性异常，在压裂结束后的页岩气排采过程中，采用时间推移测井方式，检测压裂井压裂液返排后近井筒地带自然伽马放射性变化，得到自然伽马检测数据，通过预处理后解释自然伽马检测数据，评价页岩气井近井筒地带压裂缝参数及开启程度、闭合情况。本发明专利技术具有检测精度高、适用性强、经济性好、检测工艺实施难度小、无环境风险、可重复性测量等优点。可重复性测量等优点。可重复性测量等优点。

【技术实现步骤摘要】
适用于页岩气储层水力压裂的压裂缝检测与评价方法


[0001]本专利技术属于非常规储层压裂改造地球物理测井评价
，具体涉及一种适用于页岩气储层水力压裂的压裂缝检测与评价方法。

技术介绍

[0002]水力压裂是页岩气开发的主要增产措施，压裂后形成的裂缝是页岩气的重要渗流通道。水力压裂缝检测(或监测)是指导压裂施工、评价压裂效果、优化压裂设计的重要手段。目前，页岩气水力压裂缝检测(或监测)已逐渐形成了直接远场裂缝检测(或监测)、直接近井筒裂缝检测(或监测)、以及间接裂缝检测(或监测)等三大类十余种裂缝检测(或监测)与评价方法，包括：以井下(或地面)微地震法、地面电磁法、测斜仪法等直接远场压裂期间裂缝检测(或监测)技术；以井温测井法、放射性示踪测井法、非放射性示踪测井法、化学示踪剂法、过套管交叉偶极横波测井等直接近井筒压裂后裂缝检测(或监测)技术；以及以Nolte理论的停泵闭合压力分析法、以Iverson理论为基础的裂缝净压力分析法、不稳定试井法等间接压裂后裂缝评价技术。虽然各种裂缝检测(或监测)方法都对压裂施工作业实时指导、压裂效果评价、压裂设计优化发挥着积极作用，但所检测(或监测)的裂缝参数精度以及表征裂缝的地质意义不尽相同，都有其局限性、适用性、经济性。
[0003]因此，针对现有储层水力压裂缝检测(或监测)存在的局限性、适用性、经济性等问题，需要形成更多的局限性小、适用性强、经济性好的水力压裂缝检测(或监测)方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种适用于页岩气储层的压裂缝检测与评价方法。本专利技术采用时间推移测井方式，检测压裂井压裂液返排后近井筒地带自然伽马放射性变化，通过处理解释自然伽马检测数据，可有效评价页岩气近井筒地带压裂缝参数及开启程度、闭合情况，丰富了页岩气水力压裂缝检测与评价手段。
[0005]为了实现上述目的，采用的技术方案如下：
[0006]一种适用于页岩气储层水力压裂的压裂缝检测与评价方法，其特征在于：页岩气储层中富集的放射性元素，在压裂液进入储层后重新发生迁移和富集，造成近井筒地带形成自然伽马放射性异常，在压裂结束后的页岩气排采过程中，采用时间推移测井方式，检测压裂井压裂液返排后近井筒地带自然伽马放射性变化，得到自然伽马检测数据，通过预处理后解释自然伽马检测数据，评价页岩气井近井筒地带压裂缝参数及开启程度、闭合情况。
[0007]在压裂结束后的页岩气排采过程中，选择适宜的自然伽马放射性异常检测时机，采用连续油管传输或电缆传输方式，将自然伽马放射性测井仪器组合下入井筒内压裂改造井段，检测近井筒地带自然伽马放射性变化，得到检测数据。
[0008]所述选择适宜的自然伽马放射性异常检测时机中，根据近井筒地带自然伽马放射性异常的时间推移测井时机选择图版，确定近井筒地带自然伽马放射性异常检测时机。
[0009]根据地层在外加压裂液后地球化学环境改变引起地层放射性元素随时间变化的
迁移和富集特征，通过测量实际压裂返排液不同时期自然伽马放射性异常幅度变化，建立近井筒地带自然伽马放射性异常的时间推移测井时机选择图版。
[0010]所述预处理包括深度校正、奇异值校正和测井环境校正；测井环境校正采用传统的测井环境校正方法，或采用数据回归方法，数据回归方法为：选取压裂层段以浅未压裂且固井质量胶结好的井段，分别读取对应井段近井筒地带自然伽马放射性异常检测数据、以及前期数据准备中收集到的早期固井质量检测测量的自然伽马或裸眼井测量的自然伽马数据，按数据回归分析方法进行回归分析，求得校正公式和校正系数。
[0011]所述数据回归方法对近井筒地带自然伽马放射性异常检测数据进行校正，利用回归分析求得的校正公式和校正系数，对近井筒地带自然伽马放射性异常检测数据进行校正，校正算法如下：
[0012]GRbj＝m*GRb+n
[0013]式中：GR
bj
—计算近井筒地带自然伽马放射性异常检测数据；
[0014]GR
b
—实测近井筒地带自然伽马放射性异常检测数据；
[0015]m，n为校正系数。
[0016]在压裂层段以浅较远的未压裂井段，压裂层段以浅较远的未压裂井段指至少距最上部压裂井段顶深1个压裂段长度，将进行过测井环境校正的近井筒地带自然伽马放射性异常检测数据，以相同的数据刻度，分别与前期数据准备收集到的固井质量检测测量的自然伽马或裸眼井测量的自然伽马曲线进行重叠，明显高出早期收集到的固井质量检测测量的自然伽马或裸眼井测量的自然伽马井段长度，即为压裂缝高度或宽度。
[0017]对于压裂改造的直井，经测井环境校正的近井筒地带自然伽马放射性异常检测数据，与前期数据准备收集到的固井质量检测测量的自然伽马或裸眼井测量的自然伽马曲线进行重叠，二者明显分离、且测井环境校正的近井筒地带自然伽马放射性异常检测数据高出早期收集到的固井质量检测测量的自然伽马或裸眼井测量的自然伽马井段长度，即为压裂缝高度。
[0018]对于压裂改造的斜井，经测井环境校正的近井筒地带自然伽马放射性异常检测数据，与前期数据准备收集到的固井质量检测测量的自然伽马或裸眼井测量的自然伽马曲线进行重叠，二者明显分离、且测井环境校正的近井筒地带自然伽马放射性异常检测数据高出早期收集到的固井质量检测测量的自然伽马或裸眼井测量的自然伽马井段长度，即为视压裂缝高度，对视压裂缝高度按传统的斜井垂深校正方法校正后，得到压裂缝高度。
[0019]对于压裂改造的水平井，经测井环境校正的近井筒地带自然伽马放射性异常检测数据，与前期数据准备收集到的固井质量检测测量的自然伽马或裸眼井测量的自然伽马曲线进行重叠，二者明显分离、且测井环境校正的近井筒地带自然伽马放射性异常检测数据高出早期收集到的固井质量检测测量的自然伽马或裸眼井测量的自然伽马井段长度，即为压裂缝宽度。
[0020]对自然伽马曲线重叠后二者明显分离的区域进行面积计算，得到评价近井筒地带压裂缝缝网复杂程度或压裂缝闭合程度的压裂缝指数。
[0021]所述压裂缝指数的计算如下：
[0022][0023]式中：A—压裂缝指数；
[0024]a—常数，测井深度采样间距，通常为0.125或0.1524或0.0762，根据实际测井深度采样间距确定；
[0025]GRH
i
—压裂后近井筒地带井筒自然伽马经测井环境校正后第i个深度点测井数据；
[0026]GRQ
i
—前期数据准备收集到的固井质量检测测量的自然伽马或裸眼井测量的自然伽马第i个深度点测井数据。
[0027]对比自然伽马曲线重叠确定压裂缝高度或裂缝宽度与压裂施工设计裂缝高度或裂缝宽度，差异越大，表明压裂施工设计需进一步优化；对比纵向各压裂段或横向各压裂段自然伽马曲线重叠确定压裂缝高度或裂缝宽度，在压裂施工参数相近的条件下，差异越大，表明地层非均质性越强。
[0028]压裂缝指数评价近井筒地带压裂缝缝网复杂程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于页岩气储层水力压裂的压裂缝检测与评价方法，其特征在于：页岩气储层中富集的放射性元素，在压裂液进入储层后重新发生迁移和富集，造成近井筒地带形成自然伽马放射性异常，在压裂结束后的页岩气排采过程中，采用时间推移测井方式，检测压裂井压裂液返排后近井筒地带自然伽马放射性变化，得到自然伽马检测数据，通过预处理后解释自然伽马检测数据，评价页岩气井近井筒地带压裂缝参数及开启程度、闭合情况。2.根据权利要求1所述的适用于页岩气储层水力压裂的压裂缝检测与评价方法，其特征在于：在压裂结束后的页岩气排采过程中，选择适宜的自然伽马放射性异常检测时机，采用连续油管传输或电缆传输方式，将自然伽马放射性测井仪器组合下入井筒内压裂改造井段，检测近井筒地带自然伽马放射性变化，得到检测数据。3.根据权利要求2所述的适用于页岩气储层水力压裂的压裂缝检测与评价方法，其特征在于：所述选择适宜的自然伽马放射性异常检测时机中，根据近井筒地带自然伽马放射性异常的时间推移测井时机选择图版，确定近井筒地带自然伽马放射性异常检测时机。4.根据权利要求3所述的适用于页岩气储层水力压裂的压裂缝检测与评价方法，其特征在于：根据地层在外加压裂液后地球化学环境改变引起地层放射性元素随时间变化的迁移和富集特征，通过测量实际压裂返排液不同时期自然伽马放射性异常幅度变化，建立近井筒地带自然伽马放射性异常的时间推移测井时机选择图版。5.根据权利要求4所述的适用于页岩气储层水力压裂的压裂缝检测与评价方法，其特征在于：所述预处理包括深度校正、奇异值校正和测井环境校正；测井环境校正采用传统的测井环境校正方法，或采用数据回归方法，数据回归方法为：选取压裂层段以浅未压裂且固井质量胶结好的井段，分别读取对应井段近井筒地带自然伽马放射性异常检测数据、以及前期数据准备中收集到的早期固井质量检测测量的自然伽马或裸眼井测量的自然伽马数据，按数据回归分析方法进行回归分析，求得校正公式和校正系数。6.根据权利要求5所述的适用于页岩气储层水力压裂的压裂缝检测与评价方法，其特征在于：所述数据回归方法对近井筒地带自然伽马放射性异常检测数据进行校正，利用回归分析求得的校正公式和校正系数，对近井筒地带自然伽马放射性异常检测数据进行校正，校正算法如下：GRbj＝m*GRb+n式中：GR
bj
—计算近井筒地带自然伽马放射性异常检测数据；GR
b
—实测近井筒地带自然伽马放射性异常检测数据；m，n为校正系数。7.根据权利要求6所述的适用于页岩气储层水力压裂的压裂缝检测与评价方法，其特征在于：在压裂层段以浅较远的未压裂井段，压裂层段以浅较远的未压裂井段指至少距最上部压裂井段顶深1个压裂段长度，将进行过测井环境校正的近井筒地带自然伽马放射性异常检测数据，以相同的数据刻度，分别与前期数据准备收集到的固井质量检测测量的自...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘子平，屈玲，王治平，张庆，张平，李彦超，常俊，蒋海，任晓海，张晓琳，徐赣川，刘琦，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：