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利用測井資料優(yōu)選頁巖氣井壓裂改造井段的方法

文檔序號:9667597閱讀:998來源:國知局
利用測井資料優(yōu)選頁巖氣井壓裂改造井段的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種頁巖氣井壓裂改造井段優(yōu)選技術(shù),尤其涉及一種利用測井資料優(yōu) 選頁巖氣井壓裂改造井段的方法,屬于測井資料評價(jià)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 頁巖氣井為了獲得工業(yè)油氣流,需要進(jìn)行大規(guī)模體積壓裂改造。目前壓裂改造井 段的選擇是針對碎肩巖和碳酸鹽巖地層,根據(jù)鉆井顯示和測井解釋的儲層及其"四性"關(guān)系 (巖性、物性、電性、含油氣性及其相互關(guān)系)和儲層厚度確定或者利用鄰井壓裂、測試、開發(fā) 資料通過數(shù)值方法確定。例如,1992年石油工業(yè)出版社出版的《試采地質(zhì)》一書公開的新探 區(qū)壓裂選井、層原則是:油氣層滲透性和含油性不太好的地區(qū),應(yīng)優(yōu)先選擇含油氣顯示較 好,孔隙度、滲透率較高的井、層進(jìn)行壓裂,碳酸鹽巖地區(qū)在裂縫發(fā)育的部位選井選層。再 如,2013年03期《物探化探計(jì)算技術(shù)》公開的利用模糊數(shù)學(xué)、灰色關(guān)聯(lián)相結(jié)合的水力壓裂選 井選層評判方法,對滲透率、有效孔隙度、表皮因數(shù)、采出程度、產(chǎn)層厚度、可采儲量、含水飽 和度、流動系數(shù)、油氣層壓力、產(chǎn)量、生產(chǎn)壓差等因素利用模糊數(shù)學(xué)、灰色理論等數(shù)學(xué)方法進(jìn) 行壓裂選層。
[0003]但在實(shí)際應(yīng)用中,上述現(xiàn)有技術(shù)主要存在如下缺點(diǎn): (1) 針對碎肩巖和碳酸鹽巖等常規(guī),未針對頁巖氣藏; (2) 只考慮鉆井顯示和儲層"四性"關(guān)系,未考慮巖石脆性、地應(yīng)力等因素; (3) 由測井、壓裂、測試、開發(fā)資料利用復(fù)雜的數(shù)學(xué)方法進(jìn)行選擇,使用的資料種類繁 多,現(xiàn)場實(shí)施難度大,適用于開采中后期,不適用于探井和評價(jià)井。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題,提供一種利用測井資料優(yōu)選頁 巖氣井壓裂改造井段的方法。本發(fā)明利用測井資料計(jì)算頁巖氣地層儲層品質(zhì)、完井品質(zhì)和 綜合品質(zhì),建立了頁巖氣分級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了優(yōu)選壓裂改造井段。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下: 一種利用測井資料優(yōu)選頁巖氣井壓裂改造井段的方法,其特征在于,包括如下步驟: a、 利用測井資料計(jì)算頁巖氣儲層品質(zhì)關(guān)鍵參數(shù),計(jì)算出頁巖氣儲層品質(zhì); b、 利用測井資料計(jì)算頁巖氣完井品質(zhì)關(guān)鍵參數(shù),計(jì)算出頁巖氣儲層完井品質(zhì); c、 根據(jù)頁巖氣儲層品質(zhì)和完井品質(zhì)計(jì)算出儲層綜合品質(zhì); d、 根據(jù)頁巖氣儲層綜合品質(zhì)建立分級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),從而優(yōu)選出壓裂改造井段。
[0006]所述步驟a中,分析和計(jì)算頁巖氣地層復(fù)雜礦物組分、總有機(jī)碳含量、吸附氣含量、 游離氣含量、孔隙度等儲層品質(zhì)關(guān)鍵參數(shù)。
[0007]所述步驟a中,利用測井曲線建立求取頁巖地層復(fù)雜礦物組分的響應(yīng)方程組,用最 優(yōu)化方法求解得到孔隙度和各礦物組分體積含量。
[0008] 所述步驟a中,在有元素測井資料的情況下,結(jié)合自然伽馬能譜測井資料計(jì)算出黃 鐵礦、總有機(jī)碳和干酪根的含量,對響應(yīng)方程組重新整理和求解,得到更加準(zhǔn)確的復(fù)雜礦物 組分體積含量。
[0009]所述步驟a中,計(jì)算頁巖儲層品質(zhì)RQ的方法是:
式中,toe為總有機(jī)碳含量,%;gas為含氣量,m3/t;Vsh為粘土含量,%;hd為儲層厚度,m;ms為埋藏深度,m;ppg為地層壓力系數(shù),MPa/m;W1、W2、W3、W4、W5、W6分別為權(quán)系數(shù),小數(shù);, ;1^2,;^3,€4,€5,€6分別為以1:0(3,838,'\^11,11(1,1118,口口8為自變量的函數(shù)。
[0010] 所述步驟b中,利用測井資料和巖心地應(yīng)力測試數(shù)據(jù)分析和計(jì)算脆性指數(shù)、最大水 平應(yīng)力、最小水平應(yīng)力、地層破裂壓力、裂縫發(fā)育程度、固井質(zhì)量等完井品質(zhì)參數(shù)。
[0011] 所述步驟b中,計(jì)算頁巖氣儲層完井品質(zhì)CQ的方法是:
式中,brit為脆性指數(shù),%;shmax為最大水平應(yīng)力,MPa;shmin為最小水平應(yīng)力,MPa;ffp為地層破裂壓力,MPa;fgd為裂縫發(fā)育程度,小數(shù);ce為固井質(zhì)量,小數(shù);WT1、WT2、WT3、WT4、 WT5、WT6分別為權(quán)系數(shù),小數(shù);gi,g2,g3,g4,g5,g6分別為以brit,shmax,shmin,ffp,fgd,ce 為自變量的函數(shù)。
[0012] 所述步驟c中,根據(jù)頁巖氣儲層品質(zhì)和完井品質(zhì)計(jì)算儲層綜合品質(zhì)WQ的方法是: WQ=hl(RQ)+h2(CQ) 式中,匕上分別為以RQ,CQ為自變量的函數(shù)。
[0013] 所述步驟d中,根據(jù)儲層綜合品質(zhì)WQ計(jì)算結(jié)果,劃分出優(yōu)質(zhì)(WQ2 0.8)、較好(0.65 <購<0.8)、一般(0.45<10<0.65)、較差(10<0.45)四個(gè)級別的頁巖氣地層,從而建立頁 巖氣儲層綜合品質(zhì)分級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
[0014] 所述步驟d中,根據(jù)頁巖氣儲層綜合品質(zhì)優(yōu)選壓裂改造井段的方法是:WQ2 0.65, 即選擇儲層綜合品質(zhì)較好的井段進(jìn)行壓裂。
[0015]采用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于: 一、采用本發(fā)明解決了以下技術(shù)問題:1、解決頁巖氣儲層品質(zhì)計(jì)算問題;2、解決頁巖氣 完井品質(zhì)計(jì)算問題;3、解決頁巖氣綜合品質(zhì)計(jì)算問題;4、解決頁巖氣分級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)建立和 壓裂改造井段優(yōu)選的問題。
[0016] 二、采用本發(fā)明可以解決生產(chǎn)技術(shù)難題,拓展了測井采集、解釋市場,指導(dǎo)壓裂施 工,滿足生產(chǎn)需要,取得顯著經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0017]圖1本發(fā)明測井解釋處理成果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 實(shí)施例1 一種利用測井資料優(yōu)選頁巖氣井壓裂改造井段的方法,包括如下步驟: a、 利用測井資料計(jì)算頁巖氣儲層品質(zhì)關(guān)鍵參數(shù),計(jì)算出頁巖氣儲層品質(zhì); b、 利用測井資料計(jì)算頁巖氣儲層完井品質(zhì)關(guān)鍵參數(shù),計(jì)算出頁巖氣儲層完井品質(zhì); c、 根據(jù)頁巖氣儲層品質(zhì)和完井品質(zhì)計(jì)算出儲層綜合品質(zhì); d、 根據(jù)頁巖氣儲層綜合品質(zhì)建立分級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),從而優(yōu)選出壓裂改造井段。
[0019] 所述步驟a中,分析和計(jì)算頁巖氣地層復(fù)雜礦物組分、總有機(jī)碳含量、吸附氣含量、 游離氣含量、孔隙度等儲層品質(zhì)關(guān)鍵參數(shù)。
[0020] 其中,各種參數(shù)的計(jì)算過程為現(xiàn)有方法。如,總有機(jī)碳含量用三孔隙度曲線法計(jì) 算;吸附氣含量根據(jù)蘭格繆爾公式計(jì)算;游離氣含量的計(jì)算較為簡單,主要與有效孔隙度、 含氣飽和度、地層壓力、溫度有關(guān),與常規(guī)儲層的評價(jià)相似,總含氣量等于吸附氣含量和游 離氣含量之和。地層壓力系數(shù)根據(jù)鄰井試油結(jié)果或區(qū)域地層壓力資料得到。
[0021] 所述步驟a中,利用測井曲線建立求取頁巖地層復(fù)雜礦物組分的響應(yīng)方程組,用最 優(yōu)化方法求解得到孔隙度和各礦物組分體積含量。
[0022] 所述步驟a中,在有元素測井資料的情況下,結(jié)合自然伽馬能譜測井資料計(jì)算出黃 鐵礦、總有機(jī)碳和干酪根的含量,對響應(yīng)方程組重新整理和求解,得到更加準(zhǔn)確的復(fù)雜礦物 組分體積含量。
[0023] 所述步驟a中,計(jì)算頁巖儲層品質(zhì)RQ的方法是:
式中,toe為總有機(jī)碳含量,%;gas為含氣量,m3/t;Vsh為粘土含量,%;hd為儲層厚度,m;ms為埋藏深度,m;ppg為地層壓力系數(shù),MPa/m;W1、W2、W3、W4、W5、W6分別為權(quán)系數(shù),小數(shù);, ;1^2,;^3,€4,€5,€6分別為以1:0(3,838,'\^11,11(1,1118,口口8為自變量的函數(shù)。
[0024] 所述步驟b中,利用測井資料和巖心地應(yīng)力測試數(shù)據(jù)分析和計(jì)算脆性指數(shù)、最大水 平應(yīng)力、最小水平應(yīng)力、地層破裂壓力、裂縫發(fā)育程度、固井質(zhì)量等完井品質(zhì)參數(shù)。
[0025] 其中,各種參數(shù)的計(jì)算過程為現(xiàn)有方法。如脆性指數(shù)有兩種計(jì)算方法,一種是用陣 列聲波測井資料和密度測井資料計(jì)算出的楊氏模量和泊松比進(jìn)行計(jì)算;另一種是用礦物含 量法計(jì)算脆性指數(shù)。
[0026]利用測井資料和巖心地應(yīng)力測試數(shù)據(jù)計(jì)算最大水平應(yīng)力、最小水平應(yīng)力和地層破 裂壓力。
[0027] 利用測井資料識別裂縫和分析計(jì)算裂縫的長度、密度、寬度、平均水動力寬度、視 孔隙度,從而計(jì)算出裂縫發(fā)育程度。由水泥膠結(jié)成測井評價(jià)固井質(zhì)量。
[0028] 所述步驟b中,計(jì)算頁巖氣儲層完井品質(zhì)CQ的方法是:
式中,brit為脆性指數(shù),%;shmax為最大水平應(yīng)力,MPa;shmin為最小水平應(yīng)力,MPa;ffp為地層破裂壓力,MPa;fgd為裂縫發(fā)育程度,小數(shù);ce為固井質(zhì)量,小數(shù);WT1、WT2、WT3、WT4、 WT5、WT6分別為權(quán)系數(shù),小數(shù);gi,g2,g3,g4,g5,g6分別為以brit,shmax,shmin,ffp,fgd,ce 為自變量的函數(shù)。
[0029]所述步驟c中,根據(jù)頁巖氣儲層品質(zhì)和完井品質(zhì)計(jì)算儲層綜合品質(zhì)WQ的方法是: WQ=hl(RQ)+h2(CQ) 式中,匕上分別為以RQ,CQ為自變量的函數(shù)。
[0030] 所述步驟d中,根據(jù)儲層綜合品質(zhì)計(jì)算結(jié)果,劃分出優(yōu)質(zhì)(WQ2 0.8)、較好(0.65 < 購<0.8)、一般(0.45^0<0.65)、較差(10<0.45)四個(gè)級別的頁巖氣地層,從而建立頁巖 氣儲層綜合品質(zhì)分級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
[0031] 所述步驟d中,優(yōu)選壓裂改造井段的方法是:WQ2 0.65,即選擇儲層綜合品質(zhì)較好 的井段進(jìn)行壓裂。
[0032] 實(shí)施例2 一種利用測井資料優(yōu)選頁巖氣井壓裂改造井段的方法,包括如下步驟: 1、根據(jù)頁巖氣地層復(fù)雜礦物組分、總有機(jī)碳含量、吸附氣含量、游離氣含量、孔隙度等 儲層品質(zhì)關(guān)健參數(shù),計(jì)算頁巖氣儲層品質(zhì)。
[0033]頁巖氣儲層由于沉積于深水、半深水的海相,儲層一般為富含碳的黑色頁巖,礦物 組分除了粘土、石英、長石(斜長石、正長石)、有機(jī)質(zhì)外,
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