基于地质工程一体化思想的立体缝网建模数模一体化方法技术

本发明专利技术提供一种基于地质工程一体化思想的立体缝网建模数模一体化方法，包括：根据储层地质特征和水力压裂微地震观测数据确定不同压裂段的裂缝发育状况；根据不同段的微地震解释结果确定相应压裂段的主裂缝形态和改造区域规模；建立包含立体缝网的地质模型；对地质模型的区域行进网格化离散；建立复杂缝网匹配模式；构建三维立体缝网渗流模型；对渗流模型进行网格剖分，并建立相应的求解方法；对影响渗流的关键参数进行分析，分析不同参数对井产能的影响规律。该基于地质工程一体化思想的立体缝网建模数模一体化方法可构建具有真实形态的三维裂缝渗流有效模拟，对复杂立体裂缝形态能精确表征和对体积压裂设计具有良好的指导意义。指导意义。指导意义。

【技术实现步骤摘要】
基于地质工程一体化思想的立体缝网建模数模一体化方法


[0001]本专利技术涉及油气开发
，特别是涉及到一种基于地质工程一体化思想的立体缝网建模数模一体化方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着低渗透油气勘探开发的逐渐深入，面对开发过程中油气产量低、稳产难度大等现实问题，石油公司对水力压裂技术在非常规油气藏勘探开发中的应用需求逐步加大，压裂工程借鉴地质领域成果势在必行。围绕低渗透油气勘探开发技术需求，积极践行地质工程一体化理念，突破低渗透油藏压裂设计关键技术瓶颈是实现油藏高效开发的关键。实践表明，对多层低渗透油藏进行纵向上的分段压裂能够有效提高单井产量，纵向上通过多段压裂，段内组合缝网压裂，增大裂缝对储层控制程度，能够提高产能，延缓递减，针对不同储层条件，需要匹配不同形态的裂缝。通过裂缝监测结果和产液剖面测试结果表明，纵向上受压力、物性等影响，相同的裂缝属性合采存在供液干扰的问题。
[0003]同时，储层中伴生的天然裂缝和体积压裂产生的人工网络裂缝共同构成了极为复杂的多尺度网络系统，体积压裂后储层中存在基质、天然裂缝和网络裂缝多种孔隙系统，各系统在储层中具有不同的受力情况及内部流体渗流规律，共同影响着油井的开发效果。因此，必须综合考虑流体在多重孔隙介质中的流动的影响，明确低渗透油藏开发过程中渗流场的变化规律。缝网压裂是目前提高低渗透油藏开发效果的主要技术，通过在厚层油藏中建立立体的主缝+分支缝的组合裂缝网络，提高改造体积，从而提高改造效果。
[0004]目前，水力裂缝的建模方法多集中在二维缝网，缺少三维立体缝网建模方法，形成大体积的复杂分支缝+主裂缝后，渗流特征会出现什么变化，规律尚不明确。
[0005]与本专利技术相关的现有技术情况：
[0006](1)基于微地震观测的水力裂缝建模方法
[0007]低渗透油藏由于储层渗透率低，需要经过水力压裂技术才能经济开发。水力压裂后，可以通过微地震观测确定裂缝的走向、长度等信息，进而实现水力裂缝的表征。这种方法一般只能确定裂缝的近似形态，无法获得裂缝的导流能力等信息，因此，在实际应用中需要结合生产数据对裂缝信息进行反演，进而预测井生产动态。
[0008](2)基于裂缝扩展的非常规油气裂缝建模方法
[0009]低渗储层的天然裂缝发育状况、脆性、非均质等地质条件与施工过程中的压裂控制参数共同决定了裂缝的扩展形态。通过引入裂缝延伸与破裂准则，构建裂缝动态扩展的扩展有限元或离散元模型，能够对流体
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力学耦合性质进行较为精确的表征，从而预测压裂裂缝形态。基于该类技术，斯伦贝谢公司开发了相应的软件UFM。该类建模方法需要获得相应的地质参数，而地质参数往往具有非确定性，影响了该类模型的裂缝预测精度。
[0010](3)基于等效思想的裂缝建模方法
[0011]基于等效思想的裂缝建模方法主要针对压裂后具有改造体积的情况提出。在裂缝建模过程中，不再关注裂缝的具体信息，而是将压裂区域等效为一个具有相同渗透性质的
高导流渗流区域，该区域和未改造区域具有较大的性质差异。基于这种建模方法目前有三线性流动模型、五线性流动模型、复合模型等。该类方法一般将缝网等效为二维模型，即水力裂缝和改造区域均穿过整个储层。无法对复杂的立体缝网进行建模。
[0012](4)解析/半解析解
[0013]体积压裂水平井解析模型(Analyt i cal Model)较为常见的是线性流模型，即根据等效渗流理论，假设裂缝形状，把裂缝中的流动简化为线性流或者径向流，将缝网等效为一个高渗透带，用高渗透带的数量、体积和渗透率表征缝网特征，模型注重把握体积压裂水平井整体的缝网特征及流动形态。半解析模型(Semi
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Analyt i cal Model)就是将体积压裂复杂裂缝网看成是由很多小段裂缝组成的系统)，通过定义每个小段裂缝的长度、方位及导流能力等参数来描述复杂缝网结构，对每一小段进行基质渗流和裂缝内部流动的耦合，然后经过迭代求得这一小段裂缝的压力和流量分布，得到单条裂缝的产能贡献，从而预测整个压裂水平井的产能。半解析渗流模型包括基质渗流模型、裂缝内部流动模型以及基质渗流和裂缝内部流动的耦合，也可考虑井筒内的流动及耦合问题。半解析方法前期处理较复杂，模型输入参数多，且只能解决单井单相问题，具有一定的局限性。
[0014](5)数值模拟方法
[0015]解析/半解析方法相比，数值方法较为灵活，能够处理更为复杂的缝网形态。DFN模型目前应用较为广泛，该方法是将缝网系统简化为多裂缝或交错分布的形态，包括三维的线网模型、二维的离散模型以及随机分布的多裂缝模型，明确定义了模拟区域内每一条裂缝的位置、产状、几何形态、尺寸、宽度以及孔渗性质等。DFN模型虽然可以较精确的模拟近井位置的裂缝分布，但对远离井位的裂缝描述精度较差，只能使用地质与地震属性的二维分布图来制约裂缝模型的生成。因此，这种模拟方法只适合有大量成像井的区域，而不适合井数较少的区域。
[0016]目前关于三维立体缝网建模技术和立体缝网渗流模型仍然缺乏，导致开发规律和渗流规律不清，无法满足现场的压裂设计要求。主要的问题在于以下几个方面：1.建模方面：缺少针对性的立体缝网建模方法，目前的方法多为二维模型或者在裂缝表征方面较为复杂；2.物理模型方面：目前尚未建立多段压裂裂缝+分支裂缝+主裂缝+油藏的全耦合渗流模型；3.裂缝空间结构方面：目前，研究多集中在二维模型，立体缝网对渗流的影响报道较少；4.求解方法方面：半解析方法无法应用到复杂裂缝模型中，数值方法需要兼顾速度与精度；5.参数优化方面：由于缺少合适的缝网分析工具，无法定量分析参数对井产能的影响，参数无法优化。
[0017]在申请号：CN202011144919.X的中国专利申请中，涉及到一种非常规油气藏井网部署优化方法和装置。该方法包括：针对研究区，构建含天然裂缝的地质模型；其中，所述含天然裂缝的地质模型带有地应力参数；基于构建的含天然裂缝的地质模型，结合研究区已进行的压裂施工参数进行研究区地质
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工程一体化压裂模拟，获得基础裂缝网络模型；对研究区已投产井进行微地震解释，获得研究区已投产井的微地震解释结果；基于研究区试井测试数据及日常生产数据，利用不稳定流分析方法，通过曲线拟合与反演确定研究区已投产井的不稳定流分析结果；基于所述微地震解释结果和所述不稳定流分析结果，对所述基础裂缝网络模型进行校准，得到研究区的裂缝网络模型。
[0018]在申请号：CN201811146295.8的中国专利申请中，涉及到一种致密油水平井立体
缝网簇网压裂优化方法，属于致密油勘探开发
该方法首先根据裂缝不同形态进行分类；然后根据裂缝分布及发育特征进行参数表征；推导不同缝网形态等效渗透率表达式；再建立不同渗流缝网产能的理论模型；计算不同缝网形态对产能的影响；最后根据产能影响因素分析选择最佳压裂形式。
[0019]在申请号：CN201710689827.1的中国专利申请中，涉及到一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于地质工程一体化思想的立体缝网建模数模一体化方法，其特征在于，该基于地质工程一体化思想的立体缝网建模数模一体化方法包括：步骤1：根据储层地质特征和水力压裂微地震观测数据确定不同压裂段的裂缝发育状况；步骤2：根据不同段的微地震解释结果确定相应压裂段的主裂缝形态和改造区域规模；步骤3：建立包含立体缝网的地质模型；步骤4：对地质模型的区域行进网格化离散；步骤5:建立复杂缝网匹配模式；步骤6:构建三维立体缝网渗流模型；步骤7:对渗流模型进行网格剖分，并建立相应的求解方法；步骤8:对影响渗流的关键参数进行分析，分析不同参数对井产能的影响规律。2.根据权利要求1所述的基于地质工程一体化思想的立体缝网建模数模一体化方法，其特征在于，在步骤1中，根据储层地质特征和水力压裂微地震观测数据确定不同压裂段的裂缝发育状况；分析靶区油藏特征、开发特征、流体特征、压裂改造特征，提取地质模型参数；分析压裂后不同段的缝网发育状况。3.根据权利要求1所述的基于地质工程一体化思想的立体缝网建模数模一体化方法，其特征在于，在步骤2中，主裂缝信息包含裂缝长度、走向、导流能力；改造体积信息包含改造体积规模、导流能力。4.根据权利要求3所述的基于地质工程一体化思想的立体缝网建模数模一体化方法，其特征在于，在步骤2中，通过微地震分析确定主裂缝的走向，通过压裂施工模拟确定主裂缝的长度和导流能力这些参数；通过微地震观测和压裂施工模拟确定改造区域的规模和导流能力这些参数。5.根据权利要求1所述的基于地质工程一体化思想的立体缝网建模数模一体化方法，其特征在于，在步骤3中，地质模型包含基质、主裂缝和改造区域三个区域；基质系统的渗透率最低，改造区域次之，主裂缝最大。6.根据权利要求1所述的基于地质工程一体化思想的立体缝网建模数模一体化方法，其特征在于，在步骤3中，在改造区域不发育的情况下，地质模型包含基质和主裂缝两个区域。7.根据权利要求1所述的基于地质工程一体化思想的立体缝网建模数模一体化方法，其特征在于，在步骤4中，对地质模型的区域行进网格化离散；离散过程中主裂缝附近网格进行加密处理；最终构建具有真实形态的三维裂缝。8.根据权利要求7所述的基于地质工程一体化思想的立体缝网建模数模一体化方法，其特征在于，在步骤4中，基质区域采用均匀的网格系统，而主裂缝附近采用网格加密技术，即依据主裂缝的实际宽度进行网格的剖分，网格在远离主裂缝时，采用较大的网格。9.根据权利要求1所述的基于地质工程一体化思想的立体缝网建模数模一体化方法，其特征在于，在步骤5中，建立复杂缝网匹配模式，主要建立水力主裂缝
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次级裂缝
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油藏系统的耦合模式；在耦合过程中，应考虑不同介质的渗透能力，流体的流动方向为从基质
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次级裂缝
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【专利技术属性】
技术研发人员：孟勇，钱钦，张潦源，张子麟，程军，赵丽，王丽萍，张雪松，刘伟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：