水平井压裂段簇优选方法及设备与流程

本发明实施例涉及石油勘探技术领域，尤其涉及一种水平井压裂段簇优选方法及设备。

背景技术：

随着常规油气勘探程度的不断提高，勘探难度日益增大、勘探成本与日俱增，寻找新的接替领域成为当今油气勘探的重要方向。页岩油气、致密油气等非常规油气具有油气资源丰富、勘探潜力大、勘探程度低的特征，随着勘探技术的不断进步及认识程度的不断加深，页岩油气等非常规油气已成为重要的油气接替领域之一。当前全球页岩油技术可采储量为469亿吨，其中中国达到44.8亿吨。由于中国陆相湖盆的大部分非常规油气呈大面积、低丰度、弥散式分布在半深湖-深湖细粒沉积区的泥页岩层系中，局部富集形成甜点，且甜点具有极低孔、极低渗的典型特征，因此针对甜点分布区实施水平井体积压裂改造，是实现页岩油气效益勘探开发的关键。相关开发经验也表明，水平井分段体积压裂技术是大幅度提高单井产量、减少钻井数量、节约土地资源、保护生态环境的最有效技术，是实现低品位、非常规资源有效利用的关键。但是，针对水平段采用均匀设计簇点的方法，或者尽可能多的设计簇点的方法，效果均不理想。因此，开发一种水平井压裂段簇优选方法，可以对水平井压裂进行段簇优选，规避簇点均匀布设或过密布设带来的资源浪费及压裂产油效果欠佳的不良现状，就成为业界亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种水平井压裂段簇优选方法及设备。

第一方面，本发明的实施例提供了一种水平井压裂段簇优选方法，包括：获取待压裂水平井的数据信息和关键取芯井的数据信息；根据所述待压裂水平井的数据信息和关键取芯井的数据信息，构建水平井压裂簇点评价指数，结合水平井簇点差异构造原则，确定压裂簇点及射孔段簇点分布。

进一步地，在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的水平井压裂段簇优选方法，所述获取待压裂水平井的数据信息，包括：获取待压裂水平井电阻率、声波时差、补偿密度和气测全烃。

进一步地，在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的水平井压裂段簇优选方法，所述获取关键取芯井的数据信息，包括：获取关键取芯井的有机碳含量、游离烃含量、孔隙度和脆性指数。

进一步地，在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的水平井压裂段簇优选方法，所述根据所述待压裂水平井的数据信息和关键取芯井的数据信息，构建水平井压裂簇点评价指数，包括：

sei＝0.15×tocai+0.30×slai+0.20×φai+0.10×gasai+0.25×biai

其中，i＝1,2,…,m；m为水平井中m个待选簇点位；sei为水平井压裂簇点评价指数；tocai为归一化后有机碳含量；slai为归一化后游离烃含量；φai为归一化后孔隙度；gasai为归一化后气测全烃；biai为归一化后脆性指数；tocbi为归一化前有机碳含量；tocmin为水平井页岩段有机碳含量最小值；tocmax为水平井页岩段有机碳含量最大值；slbi为归一化前游离烃含量；slmin为水平井页岩段游离烃含量最小值；slmax为水平井页岩段游离烃含量最大值；φbi为归一化前孔隙度；φmin为水平井页岩段孔隙度最小值；φmax为水平井页岩段孔隙度最大值；gasbi为归一化前气测全烃；gasmin为水平井页岩段气测全烃最小值；gasmax为水平井页岩段气测全烃最大值；bibi为归一化前脆性指数；bimin为水平井页岩段脆性指数最小值；bimax为水平井页岩段脆性指数最大值。

进一步地，在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的水平井压裂段簇优选方法，所述水平井簇点差异构造原则，确定压裂簇点及射孔段簇点分布，包括：在所述sei大于等于预设阈值的位置，按照预设距离布设簇点，对布设的簇点进行分组，每组簇点构成一射孔段。

进一步地，在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的水平井压裂段簇优选方法，所述预设阈值，包括：大于等于0.4，小于等于0.6范围内的任一数值。

进一步地，在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的水平井压裂段簇优选方法，所述预设距离，包括：大于等于10米，小于等于20米范围内的任一米值。

第二方面，本发明的实施例提供了一种水平井压裂段簇优选装置，包括：

数据信息获取模块，用于获取待压裂水平井的数据信息和关键取芯井的数据信息；

簇点及射孔段确定模块，用于根据所述待压裂水平井的数据信息和关键取芯井的数据信息，构建水平井压裂簇点评价指数，结合水平井簇点差异构造原则，确定压裂簇点及射孔段簇点分布。

第三方面，本发明的实施例提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与处理器通信连接的至少一个存储器，其中：

存储器存储有可被处理器执行的程序指令，处理器调用程序指令能够执行第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的水平井压裂段簇优选方法。

第四方面，本发明的实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机执行第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的水平井压裂段簇优选方法。

本发明实施例提供的水平井压裂段簇优选方法及设备，通过待压裂水平井的数据信息和关键取芯井的数据信息，构建水平井压裂簇点评价指数，进而确定压裂簇点及射孔段簇点分布，可以对水平井压裂进行段簇优选，解决了簇点均匀布设或过密布设带来的资源浪费及压裂产油效果欠佳的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的水平井压裂段簇优选方法流程图；

图2为本发明实施例提供的gd1701h水平井ek2¹sq⑨5000m-5150m深度段压裂簇点及射孔段优选示意图；

图3为本发明实施例提供的水平井压裂段簇优选装置结构示意图；

图4为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外，本发明提供的各个实施例或单个实施例中的技术特征可以相互任意结合，以形成可行的技术方案，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

近年来，在沧东凹陷孔二段斜坡低部位—古湖盆中部细粒沉积区多口直井，经压裂改造后获得工业性油流，成为未来油气勘探重要的接替战场，为进一步提高该区页岩油的有效利用程度，采用水平井并进行分段体积压裂改造是必由之路。以沧东凹陷水平井gd1701h井ek21sq⑨5000m-5150m深度段的簇点及射孔段的优选操作流程作为示例，本发明实施例提供了一种水平井压裂段簇优选方法，参见图1，该方法包括：

101、获取待压裂水平井的数据信息和关键取芯井的数据信息；

102、根据所述待压裂水平井的数据信息和关键取芯井的数据信息，构建水平井压裂簇点评价指数，结合水平井簇点差异构造原则，确定压裂簇点及射孔段簇点分布。

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的水平井压裂段簇优选方法，所述获取待压裂水平井的数据信息，包括：获取待压裂水平井电阻率、声波时差、补偿密度和气测全烃。

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的水平井压裂段簇优选方法，所述获取关键取芯井的数据信息，包括：获取关键取芯井的有机碳含量、游离烃含量、孔隙度和脆性指数。

具体地，以水平井gd1701h为例，该水平井位于沧东凹陷南皮斜坡低部位，完钻井深5465.49m，水平段长达1474m，水平段目的层位主要为ek21sq⑨(孔二段自下而上可划分ek24sq①、ek24sq②等10个五级层序，其中ek21sq⑨综合评价最为有利)。首先，收集该水平井的电阻率、声波时差、补偿密度等常规测井资料和气测全烃录井资料等；其次，收集研究区关键取心井的有机碳解释模型、游离烃解释模型、孔隙度解释模型、脆性指数解释模型等相关数据信息，关键取芯井g108-8井位于沧东凹陷孔西斜坡低部位，该取芯井孔二段连续取芯近500m，该取芯段具有丰富翔实的分析化验资料，设计全岩x射线衍射矿物组分及toc、s1等多种测试样品均在1000块次以上，利用该井分析化验资料建立研究区的有机碳解释模型、游离烃解释模型、孔隙度解释模型、脆性指数解释模型；最后，利用关键取心井g108-8井建立的测井解释模型，应用到待压裂水平井gd1701h，获取该井的有机碳(toc)、游离烃(s1)、孔隙度(φ)、脆性指数(bi)等关键数据

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的水平井压裂段簇优选方法，所述根据所述待压裂水平井的数据信息和关键取芯井的数据信息，构建水平井压裂簇点评价指数，包括：

sei＝0.15×tocai+0.30×slai+0.20×φai+0.10×gasai+0.25×biai(1)

其中，i＝1,2,…,m；m为水平井中m个待选簇点位；sei为水平井压裂簇点评价指数，无量纲，数值范围大于等于0，小于等于1；tocai为归一化后有机碳含量，无量纲，数值范围大于等于0，小于等于1；slai为归一化后游离烃含量，无量纲，数值范围大于等于0，小于等于1；φai为归一化后孔隙度，无量纲，数值范围大于等于0，小于等于1；gasai为归一化后气测全烃，无量纲，数值范围大于等于0，小于等于1；biai为归一化后脆性指数，无量纲，数值范围大于等于0，小于等于1；tocbi为归一化前有机碳含量，单位％；tocmin为水平井页岩段有机碳含量最小值，单位％；tocmax为水平井页岩段有机碳含量最大值，单位％；slbi为归一化前游离烃含量，单位mg/g；slmin为水平井页岩段游离烃含量最小值，单位mg/g；slmax为水平井页岩段游离烃含量最大值，单位mg/g；φbi为归一化前孔隙度，单位％；φmin为水平井页岩段孔隙度最小值，单位％；φmax为水平井页岩段孔隙度最大值，单位％；gasbi为归一化前气测全烃，单位％；gasmin为水平井页岩段气测全烃最小值，单位％；gasmax为水平井页岩段气测全烃最大值，单位％；bibi为归一化前脆性指数，无量纲，数值范围大于等于0，小于等于100；bimin为水平井页岩段脆性指数最小值，无量纲；bimax为水平井页岩段脆性指数最大值，无量纲。

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的水平井压裂段簇优选方法，所述水平井簇点差异构造原则，确定压裂簇点及射孔段簇点分布，包括：在所述sei大于等于预设阈值的位置，按照预设距离布设簇点，对布设的簇点进行分组，每组簇点构成一射孔段。

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的水平井压裂段簇优选方法，所述预设阈值，包括：大于等于0.4，小于等于0.6范围内的任一数值。该值具体可以为0.5。

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的水平井压裂段簇优选方法，所述预设距离，包括：大于等于10米，小于等于20米范围内的任一米值。该值具体可以为15米。

具体地，采用已经获取的有机碳、游离烃、孔隙度、气测全烃录井资料(gas)、脆性指数5项关键地质资料和工程资料，按照(1)式，构建水平井有利压裂簇点综合评价指数sei，以归一化后的有机碳含量、游离烃含量、孔隙度、气测全烃值、脆性指数分别乘以相应的权重并求和，形成sei数据。具体可以参见图2，图2中选取了gd1701h井水平段中5000m-5150m深度段作为选簇定段的详细分析对象(测井岩性解释可以参见图2下部各个模块的相应解释，不再赘述)，将有机碳(toc)、游离烃(sl)、孔隙度(φ)、气测全烃(gas)、脆性指数(bi)、综合评价指数(sei)等关键数据导入地质工作软件，有机碳、游离烃、孔隙度、气测全烃、脆性指数数据均为g108-8井测井解释模型计算后数据，sei为(1)式计算后数值，可以综合反映页岩地层的含油富集程度及可进行压裂改造的优劣程度，其值越高，反映地层压裂改造后获得的油气越多，勘探实践证实sei大于0.5(基准值，即sei项中间虚线部分)可作为簇点优选位置。由于水平井任意两簇点之间的距离保持在10m-20m之间可达到较好的压裂效果，因此结合sei的大小及簇点之间距离进行簇点的差异化设计与优选，sei整体较高的井段可适当加密设计簇点数量，sei整体较低的水平段可适当减少簇点数量，即“五高选点、差异设计”的基本原则，遵循该原则gd1701h井5000m-5150m深度段共优选出10个簇点，比如簇点①，岩性以泥质白云岩为主，有机碳含量为2.1％，游离烃含量高，约为5mg/g，孔隙度也相对较高，为8％，气测全烃为2％，脆性指数高，达到85，符合“五高”特征，计算sei值为0.55，高于基准值0.5，因此①位置点是良好的簇点位置。最后按照3～4个簇点为一组射孔段的原则，形成1、2、3射孔段，其中1射孔段包含①、②、③3个簇点，2射孔段包含④、⑤、⑥3个簇点，3射孔段包含⑦、⑧、⑨、⑩4个簇点，属于簇点加密设计，这样就形成完整的水平井压裂簇点及射孔段方案。

本发明实施例提供的水平井压裂段簇优选方法，应用到gd1701h、gd1702h两口水平井簇点设计，其中gd1701h井水平段长1465m，共设计69簇点，根据该簇点设计方案，进一步设计出21个射孔段，经体积压裂改造后，gd1701h日产油最高达到75.9方，日产气5200立方米；系统放喷471天，累计产油7673.7立方米，累计产气415435立方米，返排率41.3％，目前基本稳定在13立方米/段；gd1702h井水平段长1317.83米，共设计71簇点，根据该簇点设计方案，进一步设计出21个射孔段，经体积压裂改造后，gd1702h日产油最高达到61方，日产气5200立方米；系统放喷488天，累计产油9650.7立方米，累计产气615435立方米，返排率34.32％，目前基本稳定在19立方米/段。进一步证实了这种水平井体积压裂簇点优选方法的实用性、可靠性和经济性，在目前经济技术条件下，该方法可以有效地指导水平井簇点和射孔段的优选，满足陆相页岩油勘探的需求。

本发明实施例提供的水平井压裂段簇优选方法，通过待压裂水平井的数据信息和关键取芯井的数据信息，构建水平井压裂簇点评价指数，进而确定压裂簇点及射孔段簇点分布，可以对水平井压裂进行段簇优选，解决了簇点均匀布设或过密布设带来的资源浪费及压裂产油效果欠佳的问题。

本发明各个实施例的实现基础是通过具有处理器功能的设备进行程序化的处理实现的。因此在工程实际中，可以将本发明各个实施例的技术方案及其功能封装成各种模块。基于这种现实情况，在上述各实施例的基础上，本发明的实施例提供了一种水平井压裂段簇优选装置，该装置用于执行上述方法实施例中的水平井压裂段簇优选方法。参见图3，该装置包括：

数据信息获取模块301，用于获取待压裂水平井的数据信息和关键取芯井的数据信息；

簇点及射孔段确定模块302，用于根据所述待压裂水平井的数据信息和关键取芯井的数据信息，构建水平井压裂簇点评价指数，结合水平井簇点差异构造原则，确定压裂簇点及射孔段簇点分布。

本发明实施例提供的水平井压裂段簇优选装置，采用数据信息获取模块和簇点及射孔段确定模块，通过待压裂水平井的数据信息和关键取芯井的数据信息，构建水平井压裂簇点评价指数，进而确定压裂簇点及射孔段簇点分布，可以对水平井压裂进行段簇优选，解决了簇点均匀布设或过密布设带来的资源浪费及压裂产油效果欠佳的问题。

需要说明的是，本发明提供的装置实施例中的装置，除了可以用于实现上述方法实施例中的方法外，还可以用于实现本发明提供的其他方法实施例中的方法，区别仅仅在于设置相应的功能模块，其原理与本发明提供的上述装置实施例的原理基本相同，只要本领域技术人员在上述装置实施例的基础上，参考其他方法实施例中的具体技术方案，通过组合技术特征获得相应的技术手段，以及由这些技术手段构成的技术方案，在保证技术方案具备实用性的前提下，就可以对上述装置实施例中的装置进行改进，从而得到相应的装置类实施例，用于实现其他方法类实施例中的方法。例如：

基于上述装置实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的水平井压裂段簇优选装置，还包括：待压裂水平井数据信息获取模块，用于获取待压裂水平井电阻率、声波时差、补偿密度和气测全烃。

基于上述装置实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的水平井压裂段簇优选装置，还包括：关键取芯井数据信息获取模块，用于获取关键取芯井的有机碳含量、游离烃含量、孔隙度和脆性指数。

本发明实施例的方法是依托电子设备实现的，因此对相关的电子设备有必要做一下介绍。基于此目的，本发明的实施例提供了一种电子设备，如图4所示，该电子设备包括：至少一个处理器(processor)401、通信接口(communicationsinterface)404、至少一个存储器(memory)402和通信总线403，其中，至少一个处理器401，通信接口404，至少一个存储器402通过通信总线403完成相互间的通信。至少一个处理器401可以调用至少一个存储器402中的逻辑指令，以执行如下方法：获取待压裂水平井的数据信息和关键取芯井的数据信息；根据所述待压裂水平井的数据信息和关键取芯井的数据信息，构建水平井压裂簇点评价指数，结合水平井簇点差异构造原则，确定压裂簇点及射孔段簇点分布。

此外，上述的至少一个存储器402中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。例如包括：获取待压裂水平井的数据信息和关键取芯井的数据信息；根据所述待压裂水平井的数据信息和关键取芯井的数据信息，构建水平井压裂簇点评价指数，结合水平井簇点差异构造原则，确定压裂簇点及射孔段簇点分布。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。基于这种认识，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

在本专利中，术语"包括"、"包含"或者其任何其它变体意在涵盖非排它性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括……"限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。