一种干热岩储层水力压裂改造体积预测方法技术

本发明专利技术公开了一种干热岩储层水力压裂改造体积预测方法，包括以下步骤：步骤S1、在干热岩储层压裂监测前，进行可控源三维电磁方法采集参数试验与优化设计；步骤S2、获得干热岩储层改造前的三维可控源电磁数据，获取干热岩储层改造后的三维可控源电磁数据；步骤S3、基于正则化反演和共轭梯度反演技术，构建新的反演目标函数，并利用共轭梯度法优化目标函数，结合正则化反演和共轭梯度反演的优点，对干热岩储层改造前和改造后的三维可控源电磁数据进行三维反演，获取压裂前、压裂后的干热岩储层监测区中压裂区深度及电阻率数据体。本发明专利技术接近于干热岩储层压裂改造的真实体积，可控源电磁技术提高了干热岩储层压裂改造后产能预测的精度。的精度。的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种干热岩储层水力压裂改造体积预测方法


[0001]本专利技术涉及地球物理勘探
，具体涉及一种干热岩储层水力压裂改造体积预测方法。

技术介绍

[0002]干热岩是一种清洁的新能源，赋存潜力大，勘探开发过程中需要对储层进行水力压裂改造达到增产目的，储层改造体积大小是压裂效果评价、产能预测的主要因素。
[0003]当前主要通过定位后的微地震事件点生成微地震体积（SRV）来判断改造的储层体积大小和评价压裂效果。但是微地震监测也存在以下几方面不足：微地震监测易受到压裂作业、周围噪声及背景地震事件的影响，难以采集到高质量的数据，微地震事件检测和定位受到较大影响；微震事件发生之处不一定表示产生了裂缝，也不意味着支撑剂或液体到达只有支撑剂或液体到达的地方才是有效的储层改造体积。因此微地震事件点生成的微地震体积（SRV）大于压裂液波及体积，因此基于微地震预测的产能和压裂井的实际产能符合率存在较大差异。
[0004]水力压裂作业会导致干热岩储层的裂缝被低电阻率的压裂液充填，从而引起高电阻的干热岩储层电性结构发生改变，为电法监测提供了地球物理基础。但是常规电法在监测方面存在较大难度，主要表现在：压裂监测区存在压裂作业、工业用电等人文噪声强干扰，大地电磁测深存在抗干扰能力差、储层改造分辨能力弱的问题；电位法可以研究水力压裂裂缝方位，但不能确定裂缝的空间展布特征；一般的主动源电磁法探测深度浅，无法探测到埋藏较深的储层体。常规的电磁法资料采集处理技术已不能完全满足压裂监测要求，需要抗干扰能力强、分辨率高、探测深度大的监测方法和反演处理技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种干热岩储层水力压裂改造体积预测方法，以解决现有技术中难以采集到高质量的数据，预测的产能和压裂井的实际产能符合率存在较大差异的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术具体提供下述技术方案：一种干热岩储层水力压裂改造体积预测方法，包括以下步骤：步骤S1、在干热岩储层压裂监测前，进行可控源三维电磁方法采集参数试验与优化设计，以提高观测精度和资料采集质量；步骤S2、在干热岩储层监测区内的压裂射孔上方布设三维可控源电磁测点，使用人工源激发，在压裂前在三维可控源电磁测点处进行数据采集，获得干热岩储层改造前的三维可控源电磁数据，压裂后再在三维可控源电磁测点处进行数据采集，获取干热岩储层改造后的三维可控源电磁数据，保持压裂前后激发和接收条件一致，以及发射源位置不变，以降低激发、接收条件变化带来的误差来实现横向探测精度的提高；步骤S3、基于正则化反演和共轭梯度反演技术，构建新的反演目标函数，并利用共
轭梯度法优化目标函数，结合正则化反演和共轭梯度反演的优点，对干热岩储层改造前和改造后的三维可控源电磁数据进行三维反演，获取压裂前、压裂后的干热岩储层监测区中压裂区深度及电阻率数据体；步骤S4、对获取所述压裂区深度及电阻率数据体进行处理，计算相对电阻率异常，获取相对电阻率异常数据体，以使干热岩储层的改造范围得到清晰反映；步骤S5、对相对电阻率异常数据体进行坐标转换，获取三维空间直角坐标系下散点数据体，采用反距离加权法或克里金法对散点数据体进行插值处理，并进行三维空间成像，再基于三维空间成像计算相对电阻率异常体积以作为所述干热岩储层的压裂改造体积，所述相对电阻率异常体积反映为压裂液体到达范围的量化指标。
[0007]作为本专利技术的一种优选方案，所述开展可控源三维电磁方法采集参数试验与优化，包括：根据干热岩储层监测区实际噪声情况，利用干热岩储层监测区的监测井电测井数据建立地电模型，开展正演模拟确定出目标层探测的最佳激发周期，针对干热岩储层增加激发频率，以提高对干热岩储层的纵向分辨率；在模拟论证的基础上，结合工区的地电条件、噪音水平开展收发距试验、激发周期试验及电偶极距试验对采集参数进行优化；在干热岩储层监测区开展干扰源调查试验得到干热岩储层监测区的干扰源类型，通过在干热岩储层监测区进行现场试验确定干扰源影响资料品质的距离和程度，并以干扰源影响资料品质的距离和程度来指导三维可控源电磁测点的选点以及确定发射电流大小，以实现对资料采集品质和观测精度的保障。
[0008]作为本专利技术的一种优选方案，所述保持压裂前后激发和接收条件一致，以及发射源位置不变，包括：定期检查人工源的发射端、接收端接地电阻变化状态，并采取定期浇盐水降低接地电阻、及时更换损坏的电极的措施来保持压裂前后接地条件不变，以实现保持压裂前后激发和接收条件一致、发射源位置不变，降低激发、接收条件变化带来的误差。
[0009]作为本专利技术的一种优选方案，所述人工源采用大功率激发，以增强抗干扰能力、提高资料采集的信噪比以及增大监测深度至干热岩储层。
[0010]作为本专利技术的一种优选方案，所述三维可控源电磁数据在每次采集完成后进行信噪比分析，以实现对三维可控源电磁数据的质量评价来对三维可控源电磁数据进行采集筛选，在三维可控源电磁数据中选取相对稳定的长周期信号，根据不过零方波特有的正负半轴叠加技术分离噪音和信号，计算所有三维可控源电磁测点的信噪比，基于所述信噪比对三维可控源电磁数据进行评价；所述信噪比计算公式：；式中，SNR为信噪比，T为周期长度，N为半周期总样点数，A
z
(T,t
i
)为t
i
时刻采集到的信号强度，i为计量常数。
[0011]作为本专利技术的一种优选方案，所述基于所述信噪比对三维可控源电磁数据进行评
价，包括：若信噪比在技术规范要求的置信区间内，则三维可控源电磁数据符合技术规范要求；若信噪比在技术规范要求的置信区间外，则三维可控源电磁数据不符合技术规范要求。
[0012]作为本专利技术的一种优选方案，所述新的反演目标函数的构建方法包括：构建正则化反演目标函数，并利用共轭梯度法对正则化反演目标函数进行极小化求解得到新的反演目标函数，以融合正则化反演和共轭梯度反演的优点来实现反演精度的提高，以及获得揭示储层改造前后的变化特征的干热岩储层的三维反演剖面。
[0013]作为本专利技术的一种优选方案，所述相对电阻率异常的计算公式为：；式中，为相对电阻率异常，为压裂后的干热岩储层电阻率，为压裂前的干热岩储层电阻率。
[0014]作为本专利技术的一种优选方案，所述三维可控源电磁法开展面积观测，提高横向观测精度。
[0015]作为本专利技术的一种优选方案，所述相对电阻率异常体积的计算方法包括：将相对电阻率异常体积等效为长方体，按照长方体计算体积大小的方式近似计算相对电阻率异常体积。
[0016]本专利技术与现有技术相比较具有如下有益效果：本专利技术可控源电磁法对地下电阻率变化敏感，采用人工源供电，抗干扰能力强，利用可控源电磁方法采集压裂前、压裂后地表电磁场数据，反演处理得到储层压裂前、压裂后深度及电阻率数据体，计算相对电阻率异常体积，得到干热岩储层压裂改造体积，相对电阻率异常体积直接反映压裂液分布及运移趋势，更接近于干热岩储层压裂改造的真实体积，可控源电磁技术提高了干热岩储层压裂改造后产能预测的精度。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种干热岩储层水力压裂改造体积预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、在干热岩储层压裂监测前，进行可控源三维电磁方法采集参数试验与优化设计，以提高观测精度和资料采集质量；步骤S2、在干热岩储层监测区内的压裂射孔上方布设三维可控源电磁测点，使用人工源激发，在压裂前在三维可控源电磁测点处进行数据采集，获得干热岩储层改造前的三维可控源电磁数据，压裂后再在三维可控源电磁测点处进行数据采集，获取干热岩储层改造后的三维可控源电磁数据，保持压裂前后激发和接收条件一致，以及发射源位置不变，以降低激发、接收条件变化带来的误差来实现横向探测精度的提高；步骤S3、基于正则化反演和共轭梯度反演技术，构建新的反演目标函数，并利用共轭梯度法优化目标函数，结合正则化反演和共轭梯度反演的优点，对干热岩储层改造前和改造后的三维可控源电磁数据进行三维反演，获取压裂前、压裂后的干热岩储层监测区中压裂区深度及电阻率数据体；步骤S4、对获取所述压裂区深度及电阻率数据体进行处理，计算相对电阻率异常，获取相对电阻率异常数据体，以使干热岩储层的改造范围得到清晰反映；步骤S5、对相对电阻率异常数据体进行坐标转换，获取三维空间直角坐标系下散点数据体，采用反距离加权法或克里金法对散点数据体进行插值处理，并进行三维空间成像，再基于三维空间成像计算相对电阻率异常体积以作为所述干热岩储层的压裂改造体积，所述相对电阻率异常体积反映为压裂液体到达范围的量化指标。2.根据权利要求1所述的一种干热岩储层水力压裂改造体积预测方法，其特征在于：所述开展可控源三维电磁方法采集参数试验与优化，包括：根据干热岩储层监测区实际噪声情况，利用干热岩储层监测区的监测井电测井数据建立地电模型，开展正演模拟确定出目标层探测的最佳激发周期，针对干热岩储层增加激发频率，以提高对干热岩储层的纵向分辨率；在模拟论证的基础上，结合工区的地电条件、噪音水平开展收发距试验、激发周期试验及电偶极距试验对采集参数进行优化；在干热岩储层监测区开展干扰源调查试验得到干热岩储层监测区的干扰源类型，通过在干热岩储层监测区进行现场试验确定干扰源影响资料品质的距离和程度，并以干扰源影响资料品质的距离和程度来指导三维可控源电磁测点的选点以及确定发射电流大小，以实现对资料采集品质和观测精度的保障。3.根据权利要求2所述的一种干热岩储层水力压裂改造体积预测方法，其特征在于：所述保持压裂前后激发和接收条件一致，以及发射源位置不变，包括：定期检查人工源的发射端、接收端接地电阻变化状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗卫锋，孔丽云，张云枭，康海霞，周惠，马彦彦，李娟，刘海浩，
申请(专利权)人：中国地质调查局油气资源调查中心，
类型：发明
国别省市：