CN114357766A - 一种长直井段井网整体体积压裂优化设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长直井段井网整体体积压裂优化设计方法，包括：优化压裂层位、井网类型及井距；根据压裂层位、井网类型及井距建立新井开采模型；根据新井开采模型实施单井施工优化，建立一套施工优化参数方案；对施工优化参数方案的施工参数进行优选后，进行产量预测，得到最优开发方案。本发明公开的长直井段井网整体体积压裂优化设计方法，可将在水平井开发中使用的大规模体积压裂技术应用在直井的储层改造上，适用于多层系储层中老井区直井的提采改造，有助于指导老井区改造。

Description

一种长直井段井网整体体积压裂优化设计方法

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，具体涉及一种长直井段井网整体体积压裂优化设计方法。

背景技术

大规模体积压裂技术一般被应用于页岩油藏水平井的开发，其可以在致密储层中形成相互交错的网络裂缝，从而大面积提高改造范围，其在直井区域使用较少。我国老井区块大多为多层系储层，采用直井将各层连通开采，其采收率较低，动用面积有限。当老井开发效果不佳，新井需要进行体积压裂时，如何使老直井区在现有井网条件下实现最大产能，如何将目前先进的水平井整体压裂技术应用于老旧直井区的改造，已经成为老旧井区增产改造的又一研究方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种长直井段井网整体体积压裂优化设计方法，当老井区开发效果不佳时，在多层系储层老旧直井区块应用水平井常用的大规模体积压裂技术，将直井当做水平井进行操作，改造直井井网并提升其开发效果，为老区直井段的改造提供了新的思路，有助于指导老井区改造。

本发明提供一种长直井段井网整体体积压裂优化设计方法，包括：

优化压裂层位、井网类型及井距；

根据所述压裂层位、所述井网类型及所述井距建立新井开采模型；

根据所述新井开采模型实施单井施工优化，建立一套施工优化参数方案；

对所述施工优化参数方案的施工参数进行优选后，进行产量预测，得到最优开发方案。

具体地，所述优化压裂层位、井网类型及井距包括以下步骤：

步骤A1：压裂层位选择及井网井距确定

若原先井区压裂层位及井网井距已经确定，则可以在原先层位及井网井距条件下进行优化；若压裂层位为老井区原先主力层位，则选择主力油层及邻近层进行压裂改造；结合试油、试井、测井及录井等具体确定压裂层位；

步骤A2：井网类型及井距尽量在原有基础上调整或无需变动，或者按照需求适当增加新井，缩小井距。

具体地，建立所述新井开采模型包括以下步骤：

步骤B1：建立三维地质工程一体化模型

根据压裂层位、井网类型及井距，以及井区地质特征和储层物性，结合地质资料，使用压裂软件petrel建立三维地质工程一体化模型，包括断裂分布、厚度、层系与网格精度，根据三维地质工程一体化模型获得孔隙度、含油饱和度、水平最小地应力、水平最大地应力、孔隙压力；

步骤B2：根据三维地质工程一体化模型建立天然裂缝模型

根据电阻率成像测井得到裂缝产状、倾角、密度及尺寸，并结合孔隙度、含油饱和度、水平最小地应力、水平最大地应力、孔隙压力，使用压裂软件petrel建立天然裂缝模型；

步骤B3：在天然裂缝模型上沿着裂缝沿伸方向布置新井，建立新井开采模型。

具体地，建立一套所述施工优化参数方案包括以下步骤：

步骤C1：应用控制变量法选取最优参数值

分别选取施工排量、簇间距、携砂量、压裂液用量、粘度及压裂顺序作为单一变量，应用控制变量法将单一变量代入新井开采模型中进行数值模拟，得到在单一变量改变条件下裂缝的扩展情况；

步骤C2：利用控制变量法，在油田常规的参数取值基础上，通过改变单一变量进行裂缝反演，通过对比裂缝的形态，选择形态最优的情况确定为最优参数，其中，所述裂缝的形态包括缝长、缝宽和缝高，；

步骤C3：分别根据各个最优参数建立一套施工优化参数方案，将施工优化参数方案代入至新井开采模型中，对新井开采模型进行施压，模拟新井开采的产量。

具体地，得到所述最优开发方案的步骤包括：

使用施工优化参数方案的施工参数，利用压裂软件petrel模拟不同施工参数下新井开采的产量变化，得到产量最高时的施工参数，对比此施工参数下裂缝扩展情况，如果产量最高时的施工参数与裂缝形态最优时的施工参数相同，则最优参数可靠，反之则继续进行优化确认最优参数可靠性，进而对参数进行优选并得到最优开发方案。

本发明还提供一种长直井段井网整体体积压裂优化设计装置，包括

第一处理单元，用于优化压裂层位、井网类型及井距；

第二处理单元，用于根据所述压裂层位、所述井网类型及所述井距建立新井开采模型；

第三处理单元，用于根据所述新井开采模型实施单井施工优化，建立一套施工优化参数方案；

第四处理单元，用于对所述施工优化参数方案的施工参数进行优选后，进行产量预测，得到最优开发方案。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。

本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行上述的方法的步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明公开了一种长直井段井网整体体积压裂优化设计方法，适用于多层系储层中老井区的提采改造及新老井体积压裂，在天然裂缝条件下，通过对层间距低、层厚、层多的多层系储层进行体积压裂，能对储层进行有利干扰，补充地层能量，形成复杂缝网。本发明公开的长直井段井网整体体积压裂优化设计方法，可将在水平井开发中使用的大规模体积压裂技术应用在直井的储层改造上，适用于多层系储层中老井区直井的提采改造，有助于指导老井区改造。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

实施例1提供一种长直井段井网整体体积压裂优化设计方法，包括以下步骤：

步骤A：优化压裂层位、井网类型及井距

步骤A1：压裂层位选择及井网井距确定

若原先井区压裂层位及井网井距已经确定，则可以在原先层位及井网井距条件下进行优化；若压裂层位为老井区原先主力层位，则选择主力油层及邻近层进行压裂改造；结合试油、试井、测井及录井等具体确定压裂层位；

由于老井区由于地层能量的衰竭，主力油层流动阻力增加，选择主力油层及邻近层进行压裂改造，可提高渗透率，增加出油效率。

步骤A2：井网类型及井距尽量在原有基础上调整或无需变动，或者按照需求适当增加新井，缩小井距；

由于井网井距在老旧井区井网布置大多已经成熟，大多都是采用几套井网进行开发，大规模调整井网不符合实际条件，因此井网类型及井距一般变化不大，可在原有基础上调整或无需变动，或者可以按照需求适当增加新井，缩小井距，方便进行整体体积压裂并提升改造效果。

步骤B：根据压裂层位、井网类型及井距建立新井开采模型

步骤B1：建立三维地质工程一体化模型

根据压裂层位、井网类型及井距，以及井区地质特征和储层物性，结合钻井测井录井等地质资料，使用压裂软件petrel建立三维地质工程一体化模型，包括断裂分布、厚度、层系与网格精度，根据三维地质工程一体化模型获得孔隙度、含油饱和度、水平最小地应力、水平最大地应力、孔隙压力等参数值。其中，压裂软件petrel的开发始于1997年，是由程序员、地球物理学家、地质学家和油藏工程师组成的团队实现的，petrel软件是一个共享地球模型工具，通过一个公用的数据模型发现油藏规律，在一项应用中，地球物理学、地质学、岩石物理学和生产数据均能被导入、产生可视化，易于所有工作组成员存取。petrel软件是由Schlumberger公司开发出品，以三维地质模型为中心的勘探开发一体化平台，属于地球物理专业软件，已开发到2018版本。

步骤B2：根据三维地质工程一体化模型建立天然裂缝模型

根据电阻率成像测井得到裂缝产状、倾角、密度及尺寸，并结合孔隙度、含油饱和度、水平最小地应力、水平最大地应力、孔隙压力等参数值，使用压裂软件petrel建立天然裂缝模型。

步骤B3：在天然裂缝模型上沿着裂缝沿伸方向布置新井，建立新井开采模型。

步骤C：根据新井开采模型实施单井施工优化，建立一套施工优化参数方案；

步骤C1：应用控制变量法选取最优参数值

分别选取施工排量、簇间距、携砂量、压裂液用量、粘度及压裂顺序等因素作为单一变量，应用控制变量法将单一变量代入新井开采模型中进行数值模拟，得到在单一变量改变条件下裂缝的扩展情况；

下面分别以排量、簇间距、砂量三个参数为例，具体说明设计方法，其他参数设计可参照如下控制变量法设计思路。

a、施工排量设计

老井一般采用小液量，一般不超过6m³/min，新井使用大排量，一般大于10过6m³/min。设置多组不同排量，其他相同的参数，进行裂缝扩展模拟，并对比裂缝扩展情况。

b、簇间距设计

根据目标层段需改造厚度，设置不同簇间距但其他参数相同的方案进行模拟，并对比裂缝扩展情况。

c、携砂量设计

老井采用低砂量，设置不同砂量但其他参数相同的方案进行模拟，并对比裂缝扩展情况。

步骤C2：利用控制变量法，在油田常规的参数取值基础上，通过改变单一变量进行裂缝反演，通过对比裂缝的形态，选择形态最优的情况确定为最优参数，其中裂缝的形态包括缝长、缝宽和缝高；

步骤C3：分别根据各个最优参数建立一套施工优化参数方案，将施工优化参数方案代入至新井开采模型中，对新井开采模型进行施压，模拟新井开采的产量。

步骤D：对施工优化参数方案的施工参数进行优选后，进行产量预测，得到最优开发方案

使用施工优化参数方案的施工参数，利用压裂软件petrel模拟不同施工参数下新井开采的产量变化，得到产量最高时的施工参数，对比此施工参数下裂缝扩展情况，如果产量最高时的施工参数与裂缝形态最优时的施工参数相同，则最优参数可靠，反之则继续进行优化确认最优参数可靠性，进而对参数进行优选并得到最优开发方案。

为更直观观察优化效果，利用压裂软件petrel对最优开发方案进行模拟，模拟天数建议大于180天。模拟效果可与之前生产数据进行对比，预测提产程度。

该方法使用原则：

老井改造时需要遵循小排量、高砂比的现场原则；

实现最佳改造体积原则：体积压裂是以整体区块的最佳最大的改造的体积为研究目标；

合理充分利用能量原则：充分合理最大化利用单层或多层系能量；

原有设置为主原则：及压裂层位井网类型基本不变或改动较少；

控制变量原则：各参数优化采用控制变量法进行优选。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种长直井段井网整体体积压裂优化设计方法，其特征在于，包括：

优化压裂层位、井网类型及井距；

根据所述压裂层位、所述井网类型及所述井距建立新井开采模型；

根据所述新井开采模型实施单井施工优化，建立一套施工优化参数方案；

对所述施工优化参数方案的施工参数进行优选后，进行产量预测，得到最优开发方案。

2.根据权利要求1所述的长直井段井网整体体积压裂优化设计方法，其特征在于，所述优化压裂层位、井网类型及井距包括以下步骤：

步骤A1：压裂层位选择及井网井距确定

若原先井区压裂层位及井网井距已经确定，则可以在原先层位及井网井距条件下进行优化；若压裂层位为老井区原先主力层位，则选择主力油层及邻近层进行压裂改造；结合试油、试井、测井及录井等具体确定压裂层位；

步骤A2：井网类型及井距尽量在原有基础上调整或无需变动，或者按照需求适当增加新井，缩小井距。

3.根据权利要求1所述的长直井段井网整体体积压裂优化设计方法，其特征在于，建立所述新井开采模型包括以下步骤：

步骤B1：建立三维地质工程一体化模型

根据压裂层位、井网类型及井距，以及井区地质特征和储层物性，结合地质资料，使用压裂软件petrel建立三维地质工程一体化模型，包括断裂分布、厚度、层系与网格精度，根据三维地质工程一体化模型获得孔隙度、含油饱和度、水平最小地应力、水平最大地应力、孔隙压力；

步骤B2：根据三维地质工程一体化模型建立天然裂缝模型

根据电阻率成像测井得到裂缝产状、倾角、密度及尺寸，并结合孔隙度、含油饱和度、水平最小地应力、水平最大地应力、孔隙压力，使用压裂软件petrel建立天然裂缝模型；

步骤B3：在天然裂缝模型上沿着裂缝沿伸方向布置新井，建立新井开采模型。

4.根据权利要求1所述的长直井段井网整体体积压裂优化设计方法，其特征在于，建立一套所述施工优化参数方案包括以下步骤：

步骤C1：应用控制变量法选取最优参数值

分别选取施工排量、簇间距、携砂量、压裂液用量、粘度及压裂顺序作为单一变量，应用控制变量法将单一变量代入新井开采模型中进行数值模拟，得到在单一变量改变条件下裂缝的扩展情况；

步骤C2：利用控制变量法，在油田常规的参数取值基础上，通过改变单一变量进行裂缝反演，通过对比裂缝的形态，选择形态最优的情况确定为最优参数，其中，所述裂缝的形态包括缝长、缝宽和缝高，；

步骤C3：分别根据各个最优参数建立一套施工优化参数方案，将施工优化参数方案代入至新井开采模型中，对新井开采模型进行施压，模拟新井开采的产量。

5.根据权利要求1所述的长直井段井网整体体积压裂优化设计方法，其特征在于，得到所述最优开发方案的步骤包括：

使用施工优化参数方案的施工参数，利用压裂软件petrel模拟不同施工参数下新井开采的产量变化，得到产量最高时的施工参数，对比此施工参数下裂缝扩展情况，如果产量最高时的施工参数与裂缝形态最优时的施工参数相同，则最优参数可靠，反之则继续进行优化确认最优参数可靠性，进而对参数进行优选并得到最优开发方案。

6.一种长直井段井网整体体积压裂优化设计装置，其特征在于，包括

第一处理单元，用于优化压裂层位、井网类型及井距；

第二处理单元，用于根据所述压裂层位、所述井网类型及所述井距建立新井开采模型；

第三处理单元，用于根据所述新井开采模型实施单井施工优化，建立一套施工优化参数方案；

第四处理单元，用于对所述施工优化参数方案的施工参数进行优选后，进行产量预测，得到最优开发方案。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述的方法的步骤。

8.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-5任一所述的方法的步骤。