地质工程经济一体化页岩气水平井水平段长度的优选方法技术

本发明专利技术公开了地质工程经济一体化页岩气水平井水平段长度的优选方法，主要通过建立页岩气水平井水平段经济长度评价模型进行确定；所述页岩气水平井水平段经济长度评价模型的建立分为三个步骤，包括：水力裂缝形态与产能预测、投入分析计算、产出分析计算、基于投入和产出分析构建页岩气水平井水平段经济长度评价模型；投入分析计算具体包括：钻井投资、水力压裂投资、其它投资；通过投入产出分析，明确了压裂水平井的现金流入和流出，现金流入与现金流出之差得到水平井生产净现值；本发明专利技术提供的方法适用性好，有较高的推广价值和经济效益。有较高的推广价值和经济效益。有较高的推广价值和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
地质工程经济一体化页岩气水平井水平段长度的优选方法


[0001]本专利技术属于页岩气勘探开发
，具体涉及地质工程经济一体化页岩气水平井水平段长度的优选方法。

技术介绍

[0002]水平井是实现页岩气商业开发的核心技术，其水平段长度决定了与页岩气藏的接触面积及水力压裂有效长度，是决定水平井产能的重要技术参数。现有研究多是从钻井角度考虑井壁稳定性、泵压力等因素或从采油角度考虑井筒摩擦等研究页岩气水平井的水平段极限技术长度。但水平段长度不是越长越好，因为随着水平段长度的增加，钻井及水力压裂投资都会增大，产量增长则会放缓，因此有必要考虑钻井和水力压裂投资对页岩气水平井水平段长度进行优化。
[0003]从技术经济学角度，现有技术一般是用数值模拟法对页岩气水平井产能进行预测，综合考虑钻井、水力压裂投资及操作成本等，测算一定年限内不同水平段长度水平井生产净现值(NPV)，得到水平井水平段最佳经济长度，忽略了水力压裂施工规模与水力裂缝形态及水力压裂投资的内在关系，未给出明确的钻井投资与水平段长度的关系函数。
[0004]在双碳战略背景下，作为低碳的化石能源，天然气的消费量必然大幅跃升，油田企业必须加快建立“地质
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工程
‑
经济”一体化的页岩气开发优化方法，以实现企业降本增效，确保能源安全稳定供应和平稳过渡。本专利技术旨在提供地质
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工程
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经济一体化的页岩气水平井水平段长度优选方法，首先进行水力裂缝形态模拟，然后将水力压裂模拟得到的水力裂缝半长及导流能力输入产能模拟软件得到气井产能，接着依据钻井投资、水力压裂投资及操作成本等建立技术经济耦合的评价模型，从经济效益角度优选水平段钻井长度。在高质量发展的内涵要求及油气工业转型升级关键时期，本专利技术能统筹考虑水力压裂和钻井技术及经济效益因素为页岩气水平井水平段钻井长度提供一种切实可行的优选方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种地质
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工程
‑
经济一体化页岩气水平井水平段长度优选方法。首先，基于目标工区的储层地质和力学参数，采用NIS公司研制的Stimplan软件结合实际压裂工艺参数进行水力裂缝展布模拟，获取一定压裂施工参数条件下的水力裂缝半长及导流能力；在此基础上，采用加拿大计算机模拟软件集团的CMG软件进行页岩气水平井动态产能预测；第三，进行页岩气水平井投入产出分析，构建技术经济耦合的页岩气水平井水平段经济长度评价模型，计算特定储层地质参数、特定水力裂缝半长和导流能力及经济参数条件下的不同水平段长度水平井的生产净现值(NPV)，获取水平井生产净现值与水平段长度的关系曲线，以NPV最大值确定最佳经济水平段长度。在计算得到最佳经济水平段长度的基础上，还可以进一步分析储层地质参数、技术参数及经济参数对水平井水平段经济长度的影响并给出相应的优化策略。
[0006]为了达到上述技术目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0007]地质工程经济一体化页岩气水平井水平段长度优选方法，主要通过建立页岩气水平井水平段经济长度评价模型进行确定；
[0008]所述页岩气水平井水平段经济长度评价模型的建立分为四个步骤，包括：水力裂缝形态与产能预测、投入分析、产出分析、基于投入和产出分析构建页岩气水平井水平段经济长度评价模型；
[0009]所述水力裂缝形态预测与产能预测，通过以下步骤实现：
[0010]通过单井X的测井曲线解释得到的储层地质参数和储层物性参数，通过常用的水力裂缝扩展数值模拟商业软件Stimplan建立水力裂缝三维地质扩展模型，得到某压裂液用量和支撑剂用量下对应的水力裂缝半长及导流能力；
[0011]将上一步得到的水力裂缝条数、半长及导流能力输入产能模拟软件CMG中，预测得到10年内的年产量；
[0012]所述投入分析计算具体包括：钻井投资、水力压裂投资、其它投资；
[0013]优选的，所述钻井投资具体计算方法为：
[0014]将钻井投资表达为钻井长度的关系式，分直井段、斜井段、水平段计算，则水平井钻井投资为：
[0015]C
d
＝C
vd
+C
sd
+C
hd
ꢀꢀ
(1)
[0016]其中，C
d
为水平井钻井投资，C
vd
为直井段钻井投资，C
sd
为斜井段钻井投资，C
hd
为水平段钻井投资；
[0017]优选的，所述直井段钻井投资C
vd
计算式为：
[0018]C
vd
＝C
v
L
v
ꢀꢀ
(2)
[0019]其中，C
v
为直井段单位长度钻井投资，L
v
为直井段长度；
[0020]优选的，所述斜井段钻井投资C
sd
计算式为：
[0021]C
sd
＝C
s
L
s
ꢀꢀ
(3)
[0022]其中，C
s
为斜井段单位长度钻井投资，L
s
为斜井段长度；
[0023]优选的，所述水平段钻井投资C
hd
计算式为：
[0024]C
hd
＝a0+a1L
h
+a2L
h2
ꢀꢀ
(4)
[0025]其中，a0、a1、a2为常系数，L
h
为水平段长度；
[0026]优选的，所述水力压裂投资具体计算方法为：
[0027]水平段长度的变化会引起水力压裂段数、用砂量及用液量的变化，同时不同的水力裂缝半长及导流能力下水平段经济长度是不一样，将水力压裂投资表示为用砂量、用液量等参数的关系式,具体如下：
[0028]C
f
＝C
w
V
L
+C
p
Q
sd
+C
cz
ꢀꢀ
(9)
[0029]其中，C
f
为压裂投资，C
w
为压裂液单价，V
L
为用液量，C
p
支撑剂单价，Q
sd
为用砂量，C
cz
为压裂车组、封隔器、射孔枪及人员费用。
[0030]优选的，所述其它投资具体计算方法为：
[0031]操作成本与产量直接相关，因此将操作成本表达为产量的关系式，考虑水平井单位产量经营成本随时间的变化以及基准贴现率，则压裂水平井的操作成本现值为：
[0032][0033]其中，C
p
(t)为第1年到第t年压裂水平井操作成本现值；t为水平井生产年限；j为水平井生产时间；Q
j
为水平井年产量；C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.地质工程经济一体化页岩气水平井水平段长度的优选方法，其特征在于，主要通过建立页岩气水平井水平段经济长度评价模型进行确定；所述页岩气水平井水平段经济长度评价模型的建立分为四个步骤，包括：水力裂缝形态与产能预测、投入分析、产出分析、基于投入和产出分析构建页岩气水平井水平段经济长度评价模型；所述水力裂缝形态预测与产能预测，通过以下步骤实现：通过单井X的测井曲线解释得到的储层地质参数和储层物性参数，通过常用的水力裂缝扩展数值模拟商业软件Stimplan建立水力裂缝三维地质扩展模型，得到某压裂液用量和支撑剂用量下对应的水力裂缝半长及导流能力；将上一步得到的水力裂缝条数、半长及导流能力输入产能模拟软件CMG中，预测得到10年内的年产量；所述投入分析计算具体包括：钻井投资、水力压裂投资、其它投资。2.根据权利要求1所述的地质工程经济一体化页岩气水平井水平段长度的优选方法，其特征在于，所述钻井投资具体计算方法为：将钻井投资表达为钻井长度的关系式，分直井段、斜井段、水平段计算，则水平井钻井投资为：C
d
＝C
vd
+C
sd
+C
hd
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，C
d
为水平井钻井投资，C
vd
为直井段钻井投资，C
sd
为斜井段钻井投资，C
hd
为水平段钻井投资。3.根据权利要求2所述的地质工程经济一体化页岩气水平井水平段长度的优选方法，其特征在于，所述直井段钻井投资C
vd
计算式为：C
vd
＝C
v
L
v
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，C
v
为直井段单位长度钻井投资，L
v
为直井段长度。4.根据权利要求2所述的地质工程经济一体化页岩气水平井水平段长度的优选方法，其特征在于，所述斜井段钻井投资C
sd
计算式为：C
sd
＝C
s
L
s
ꢀꢀꢀꢀ
(3)其中，C
s
为斜井段单位长度钻井投资，L
s
为斜井段长度。5.根据权利要求2所述的地质工程经济一体化页岩气水平井水平段长度的优选方法，其特征在于，所述水平段钻井投资C
hd
计算式为：C
hd
＝a0+a1L
h
+a2L
h2
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)其中，a0、a1、a2为常系数，L
h
为水平段长度。6.根据权利要求1所述的地质工程经济一体化页岩气水平井水平段长度的优选方法，其特征在于，所述水力压裂投资具体计算方法为：水平段长度的变化会引起水力压裂段数、用砂量及用液量的变化，同时不同的水力裂缝半长及导流能力下水平...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱家琳，何沙，林琳，张云钧，张杨，刘亚东，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：