CN112502701A - 一种低渗透储层综合地质-工程的分类评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低渗透储层综合地质‑工程分类评价方法,包括构建储层地质分类评价指标:利用灰色关联法获取低渗透储层影响压裂效果的储层地质的主控因素;基于储层地质的主控因素,利用主成分分析法构建低渗透储层地质分类评价指标;构建储层工程分类评价指标:利用灰色关联法获取低渗透储层影响压裂效果的地质力学的主控因素;基于地质力学的主控因素,利用层次分析法构建低渗透储层工程分类评价指标;根据储层地质分类评价指标和储层工程分类评价指标的分类界限值,划分储层类别。本发明从地质与工程两个方面进行综合评价,可更加科学、合理地预判、评价低渗透储层压裂效果,为压裂选井及压裂施工参数的选取提供更加科学、准确的依据。
Description
技术领域
本发明涉及开采井增产改造技术领域,尤其涉及一种低渗透储层综合地质-工程分类评价方法。
背景技术
低渗透率储层开采过程中,压裂改造是一个重要的增产手段。水力压裂作为一项重要增产措施,具有高风险、高成本的特点。为提高储层改造效率,需合理分析主控因素、提前预判压裂效果,为压裂选井及压裂施工参数的选取提供设计依据,这说明了对压裂效果的评价尤为重要。
压裂效果的影响因素较多,涉及有储层地质因素、地质力学因素以及压裂施工因素等。目前对储层压裂效果的主控因素的研究较多,但对储层压裂的效果如何分类,尚未有合理的评价方法。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题提供一种低渗透储层综合地质-工程分类评价方法。
本发明通过下述技术方案实现:
一种低渗透储层综合地质-工程分类评价方法,包括:
构建储层地质分类评价指标:利用灰色关联法获取低渗透储层影响压裂效果的储层地质的主控因素;基于储层地质的主控因素,利用主成分分析法构建低渗透储层地质分类评价指标;
构建储层工程分类评价指标:利用灰色关联法获取低渗透储层影响压裂效果的地质力学的主控因素;基于地质力学的主控因素,利用层次分析法构建低渗透储层工程分类评价指标;
根据储层地质分类评价指标和储层工程分类评价指标的分类界限值,实现低渗透储层综合地质-工程的储层类别的划分。进一步的,储层地质分类评价指标的构建包括以下步骤;
S1,应用灰色关联分析法计算储层地质因素与米采液指数的关联程度,获取储层地质的主控因素;
S2,利用主成分分析法构建低渗透储层地质分类评价指标。
进一步的,所述储层地质因素包括渗透率、孔隙结构指数、孔隙度、电阻率、声波时差、泥质含量、地层孔隙压力及密度。
进一步的,采用公式(2)计算孔隙结构指数;
PIS=1.075×(AC+CNL)/DEN-0.45×VSH-27.745 (2)
式(2)中,PIS为孔隙结构指数,AC为声波时差、VSH为泥质含量、CNL为中子、DEN为密度。
采用公式(4)计算地层孔隙压力;
σe=0.00556DEPTH+0.09717AC+11.2367ln(GR)-64.7978 (3)
PP=σV-σe (4)
式中,AC为声波时差,GR自然伽马,σv为上覆岩层压力,σe为有效应力。
进一步的,储层工程分类评价指标的构建包括以下步骤:
S1,应用灰色关联分析法计算地质力学因素与米采液指数的关联程度,获取地质力学的主控因素;
S2,利用层次分析法构建低渗透储层工程分类评价指标。
优选地,所述地质力学因素包括水平应力差、脆性指数、弹性模量、抗张强度、单轴抗压强度、水平最大主应力、水平最小主应力、泊松比。
进一步的,采用公式(6)计算水平最大主应力σH和水平最小主应力σh,采用公式(8)计算水平地应力差Δσ;
△σ=σH-σh (8)
式中:μ为泊松比;E为岩石弹性模量,MPa;εH为水平最大主应力构造应变系数;εh为水平最小主应力构造应变系数;H0为测井起始点深度,m;ρ0(h)为测井段深度为h点的密度,g/cm3;ρ(h)为深度为h点的测井密度,g/cm3;g为重力加速度,kg.m/s2。
进一步的,根据单井多层合采的产量劈分系数对压裂段的采液量进行劈分,计算各单层的米采液指数。
进一步的,根据对应的评价指标,并结合米采液指数,获取储层地质分类评价指标的储层分类界限值。
进一步的,根据储层地质分类评价指标划分储层类别,获取低渗透储层压裂后的储层类别,同时根据储层工程分类指标划分储层类别,获取低渗透储层压裂后的储层类别,进一步综合两类储层类别从而获取低渗透储层压裂后的综合地质-工程的优质储层。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明从地质与工程两个方面进行综合评价,可更加科学、合理地预判、评价低渗透储层压裂效果,为压裂选井及压裂施工参数的选取提供更加科学、准确的依据。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。
图1是本发明的流程图;
图2是A井某井段的优质储层段分类结果。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
如图1所示,本发明公开的低渗透储层综合地质-工程分类评价方法,包括:
构建储层地质分类评价指标:利用灰色关联法获取低渗透储层影响压裂效果的储层地质的主控因素;基于储层地质的主控因素,利用主成分分析法构建低渗透储层地质分类评价指标;
构建储层工程分类评价指标:利用灰色关联法获取低渗透储层影响压裂效果的地质力学的主控因素;基于地质力学的主控因素,利用层次分析法构建低渗透储层工程分类评价指标;
根据储层地质分类评价指标和储层工程分类评价指标的分类界限值,实现低渗透储层综合地质-工程的储层类别的划分。
基于上述方法,本发明公开一实施例。
实施例一
本实施例基于西部某盆地的低渗透乌尔禾组储层进行研究,步骤如下:
第一步:准备实验岩心资料、地质资料、压裂资料、地质录井报告、试油资料、测井资料;
第二步:根据压裂资料确定单井的射孔压裂段,根据试油资料确定单井的试油井段和试油井段的产液量,根据单井的测井资料获取试油井段的渗透率。根据单井多层合采的产量劈分系数对压裂段的采液量可进行劈分,将单井采液量劈分到每个小层上,由此计算得到各单层的米采液指数。产量劈分系数Mi采用公式(1)计算:
式(1)中,Ki—第i小层有效渗透率(mD);hi—第i小层厚度(m)。
第三步:根据研究工区单井的常规测井资料获取声波时差AC、泥质含量VSH、中子CNL、密度DEN,构建研究工区的孔隙结构指数PIS的计算模型,孔隙结构指数PIS的计算模型见公式(2)。
PIS=1.075×(AC+CNL)/DEN-0.45×VSH-27.745 (2)
第四步:根据工区地质录井报告,获取地层某深度点的实测地层孔隙压力,结合常规测井资料,获取该深度点的声波时差AC、自然伽马GR、密度DEN,根据有效应力理论,构建研究工区地层孔隙压力的计算模型,地层孔隙压力的计算模型见式(4):
σe=0.00556DEPTH+0.09717AC+11.2367ln(GR)-64.7978 (3)
PP=σV-σe (4)
式中:AC为声波时差,GR自然伽马,DEN为密度,σv为上覆岩层压力,σe为有效应力。
第五步:根据常规测井资料获取各单层的渗透率PERM、孔隙度POR、深侧向电阻率RT、声波时差AC、泥质含量VSH、地层孔隙压力PP及密度DEN。基于此,以米采液指数为母序列,以渗透率、孔隙结构指数、孔隙度、电阻率、声波时差、泥质含量、地层孔隙压力及密度等为子序列,应用灰色关联分析法计算得到各因素的关联度分别为0.80、0.72、0.67、0.64、0.69、0.57、0.54、0.51,则该储层地质因素与米采液指数关联程度由大到小依次为渗透率>孔隙结构指数>声波时差>孔隙度>电阻率>泥质含量>地层孔隙压力>密度。
第六步:基于储层地质的主控因素的认识,利用主成分分析法构建低渗透储层地质分类评价指标,本实施例中低渗透储层地质分类评价指标计算模型见公式(5)。根据该评价指标,与米采液指数结合,获得该储层地质分类评价指标的储层分类界限值,见表1。
XG=0.227×POR+0.917×PERM+0.906×PIS (5)
表1:储层地质分类指标标准
分类 | 储层地质分类评价指标 |
I类 | >35 |
II类 | 35~18 |
III类 | 18~10 |
IV类 | <10 |
第七步:基于岩石物理实验和岩石力学实验结果,构建工区地层单轴抗压强度、抗张强度、弹性模量、泊松比、脆性指数等岩石力学参数的测井计算模型:
地层单轴抗压强度:σc=135.1e-0.039(AC/DEN);
抗张强度:σt=9.8981e-0.045(AC/DEN);
弹性模量:E=72014e-0.05(AC/DEN);
泊松比:μ=0.9148ln(AC·DEN)-4.6872;
脆性指数:B=0.0013Es+7.8134。
第八步:基于水力压裂施工曲线,借助经典组合弹簧模型,如式(6)和式(7)所示,构建合理的地应力计算模型。基于多口井测试点的地应力数据,借助于数学和岩石力学理论进行数值模拟反演分析,获取工区的构造应变系数,如表2所示。
在计算的地应力单井剖面基础上,可获取层段的水平地应力差Δσ,即水平地应力差为水平最大主应力σH和水平最小主应力σh之差。σH,σh采用公式(6)计算,Δσ采用公式(8)计算。
△σ=σH-σh (8)
式中:μ为泊松比;E为岩石弹性模量,MPa;εH为水平最大主应力构造应变系数;εh为水平最小主应力构造应变系数;H0为测井起始点深度,m;ρ0(h)为测井段深度为h点的密度,g/cm3;ρ(h)为深度为h点的测井密度,g/cm3;g为重力加速度,kg.m/s2。
表2:工区的构造应变系数
井号 | ε<sub>H</sub>(×10<sup>-3</sup>) | ε<sub>h</sub>(×10<sup>-4</sup>) |
1# | 4.125 | 1.732 |
2# | 7.502 | 1.925 |
第九步:基于第五步、第六步的构建的岩石力学、地应力计算模型,结合常规测井资料,可获取工区地质力学参数单井剖面。在此基础上,根据常规测井资料获取各单层的水平应力差、脆性指数、弹性模量、抗张强度、单轴抗压强度、水平最大主应力、水平最小主应力及泊松比等地质力学参数。基于此,以米采液指数为母序列,以水平应力差、脆性指数、弹性模量、抗张强度、单轴抗压强度、水平最大主应力、水平最小主应力及泊松比等为子序列,应用灰色关联分析法计算得到各因素的关联度分别为0.73、0.72、0.68、0.65、0.63、0.57、0.55、0.52,则各地质力学因素与米采液指数关联程度由大到小依次为水平应力差>脆性指数>弹性模量>抗张强度>单轴抗压强度>水平最大主应力>水平最小主应力>泊松比。
第十步:基于影响压裂效果的地质力学的主控因素的认识,利用层次分析法得到低渗储层工程分类评价指标,本实施例中低渗储层工程分类评价指标计算模型见公式(9)。根据该评价指标,与米采液指数结合,获取储层工程分类评价指标的储层分类界限值,见表3。
XE=0.41△σg+0.29Bg+0.20σtg+0.10σcg (9)
表3:储层工程分类评价指标标准
分类 | 储层压裂储层工程分类评价指标 |
I类 | >0.6 |
II类 | 0.6~0.43 |
III类 | 0.43~0.3 |
IV类 | <0.3 |
第十一步:根据常规测井资料,利用上述的构建模型,公式(5)和公式(9),可获取储层地质分类指标和储层工程分类指标。
根据储层地质分类评价指标划分储层类别,获取低渗透储层压裂后的储层类别,同时根据储层工程分类指标划分储层类别,获取低渗透储层压裂后的储层类别,进一步综合两类储层类别从而获取低渗透储层压裂后的综合地质-工程的优质储层,如图2所示。
本实施方式将储层地质分类评价指标划分的储层类别与储层工程分类指标划分的储层类别进行交集来确定综合地质、工程的优质储层。
本发明从地质与工程两个方面进行综合评价,可更加科学、合理地预判、评价低渗透储层压裂效果,为压裂选井及压裂施工参数的选取提供更加科学、准确的依据。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低渗透储层综合地质-工程分类评价方法,其特征在于:包括:
构建储层地质分类评价指标:利用灰色关联法获取低渗透储层影响压裂效果的储层地质的主控因素;基于储层地质的主控因素,利用主成分分析法构建低渗透储层地质分类评价指标;
构建储层工程分类评价指标:利用灰色关联法获取低渗透储层影响压裂效果的地质力学的主控因素;基于地质力学的主控因素,利用层次分析法构建低渗透储层工程分类评价指标;
根据储层地质分类评价指标和储层工程分类评价指标的分类界限值,实现低渗透储层综合地质-工程的储层类别的划分。
2.根据权利要求1所述的低渗透储层综合地质-工程分类评价方法,其特征在于:储层地质分类评价指标的构建包括以下步骤;
S1,应用灰色关联分析法计算储层地质因素与米采液指数的关联程度,获取储层地质的主控因素;
S2,利用主成分分析法构建低渗透储层地质分类评价指标。
3.根据权利要求2所述的低渗透储层综合地质-工程分类评价方法,其特征在于:所述储层地质因素包括渗透率、孔隙结构指数、孔隙度、电阻率、声波时差、泥质含量、地层孔隙压力及密度。
4.根据权利要求3所述的低渗透储层综合地质-工程分类评价方法,其特征在于:采用公式(2)计算孔隙结构指数;
PIS=1.075×(AC+CNL)/DEN-0.45×VSH-27.745 (2)
式(2)中,PIS为孔隙结构指数,AC为声波时差、VSH为泥质含量、CNL为中子、DEN为密度。
采用公式(3)计算地层孔隙压力;
PP=σV-σe (3)
σe=0.00556DEPTH+0.09717AC+11.2367ln(GR)-64.7978 (4)
式中,AC为声波时差,GR自然伽马,σv为上覆岩层压力,σe为有效应力。
5.根据权利要求1所述的低渗透储层综合地质-工程分类评价方法,其特征在于:储层工程分类评价指标的构建包括以下步骤:
S1,应用灰色关联分析法计算地质力学因素与米采液指数的关联程度,获取地质力学的主控因素;
S2,利用层次分析法构建低渗透储层工程分类评价指标。
6.根据权利要求5所述的低渗透储层综合地质-工程分类评价方法,其特征在于:所述地质力学因素包括水平应力差、脆性指数、弹性模量、抗张强度、单轴抗压强度、水平最大主应力、水平最小主应力、泊松比。
8.根据权利要求2或5所述的低渗透储层综合地质-工程分类评价方法,其特征在于:根据单井多层合采的产量劈分系数对压裂段的采液量进行劈分,计算各单层的米采液指数。
9.根据权利要求1所述的低渗透储层综合地质-工程分类评价方法,其特征在于:根据评价指标,并结合米采液指数,获取储层地质分类评价指标的储层分类界限值。
10.根据权利要求1所述的低渗透储层综合地质-工程分类评价方法,其特征在于:根据储层地质分类评价指标划分储层类别,获取低渗透储层压裂后的储层类别,同时根据储层工程分类指标划分储层类别,获取低渗透储层压裂后的储层类别,进一步综合两类储层类别从而获取低渗透储层压裂后的综合地质-工程的优质储层。
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