确定地质力学完井质量的制作方法_4

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[0094] 所述方法700还可包括基于所述单元的破裂压力和所述单元的实际垂直深度确定 破裂压力梯度,如718所示。例如,所述单元的破裂压力可W除W所述单元的实际垂直深度, W便在718提供所述破裂压力梯度。所述方法700还可W或替代地在719计算净压力和/或净 压力梯度。所述净压力可W是所述破裂压力加上一个压力值,该压力可W被用于扩展所述 裂缝至一个预定长度和/或被用于将支撑剂推送到所述裂缝中。
[00M] 所述方法700可W,在至少一些实施例中,包括显示至少一些网格单元的起始压 力、破裂压力、裂缝起始压力和/或破裂压力梯度的表示,如720所示。例如,所述压力和/或 梯度可W在所述地质单元网格的视觉显示中颜色编码。在另一个实施例中,所述压力和/或 梯度可W绘制为例如垂直深度的函数。
[0096]图8A示出了根据一个实施例的用于计算向上和/或向下应力屏障的方法800的流 程图。所述方法800可W包括接收=维地质单元网格作为输入,如802所示。所述地质单元网 格可W包括表示力学地球模型中的地下体积区的离散区域的多个单元。所述单元可WW任 何适合的方式排列,例如W柱状网格的形式。此外,所述单元可W界定地层,例如,根据地下 体积区的地层学特性。所述地层可W在一定的深度区间界定,尽管对于一个地层来说所述 深度区间可能不同,例如,根据所述地层的地形特征。因此,所述地层可W至少部分地叠加 或位于另一个下面。
[0097] 所述方法800可W包括选择网格层,如804所示。所述方法800还可W包括选择所述 层的一个单元,如806所示。所选择的单元可W包括表示最小水平应力的幅度和/或最小压 缩主应力的幅度的数据,如808所示。
[0098]在一个实施例中,所述方法800然后可W进行到计算所选择的单元与相邻层的垂 直对齐单元的最小水平应力的幅度之间的差,如810所示。该差可被认为是应力屏障。此外, 如果所述垂直对齐的单元是位于所选择的单元的垂直上方,所述应力屏障可W是向下应力 屏障。类似地,如果所述垂直对齐的单元是位于所选择的单元的垂直下方,所述应力屏障可 W是向上应力屏障。
[0099]另外或替代地,所述方法800可W包括计算所选择的单元与相邻层中垂直对齐的 单元之间的最小压缩主应力的幅度的差,如812所示。该差同样可被认为是应力屏障,并且 根据垂直邻接的方向,可W是向上或向下应力屏障,如上面所解释的。
[0100]所述方法800然后可W确定是否考虑当前所选择的层的任意另外单元,如814所 示。所述方法800可W包括考虑所选择的层的一个、一些或所有的单元。如果要考虑另外的 层,所述方法800可W返回到选择所述层的一个单元,并为新选择的单元执行810和812处的 计算。
[0101]如果在814处的确定是不考虑所述层中另外的单元,则方法800可W进行到确定是 否选择另外的层,如816所示。如果要选择另外的层,所述方法800可W返回到814选择一个 层。所述方法800可W包括选择所述地质单元网格中的一个、一些或所有的地层。
[0102]否则,所述方法800可W进行到基于应力差计算向上和/或向下应力屏障,如817所 示。所述方法800可W然后识别超过阔值的应力屏障,如818所示。在一些实施例中,所述阔 值可W是用户定义的、预定义的、基于力学和/或地质学因素计算的、或W任意其它方式确 立的。此外,上应力屏障的阔值可W与下应力屏障的阔值相同或不同。所述方法800然后可 W包括计算其中向上或向下应力屏障超过阔值或其厚度超过阔值的两个层之间的距离,如 820所示。
[0103]所述方法800还可W,在一些实施例中,包括显示超过所述阔值的向上和/或向下 应力屏障,如822所示。此外,运些应力屏障的位置可W被用作水力压裂性能属性并用于计 算完井质量。
[0104]图8B示出了根据一个实施例的表示S维地下体积区中的应力屏障的数据的显示 850的概念视图。所述地下体积区可包括多个层,除了在显示850中凸显的地方外,其可能不 能独立地分辨,但在其他实施例中,所述层可W是分离的、分段的等。此外,所述层一般沿大 体垂直方向堆叠,一个在另一个上面。应该理解,所述层可W尖灭、停止、融合和/或因断层 而偏移等。
[0105] 显示850可W凸显一个或多个应力屏障852,其可W表示为层或其一部分,在此处 所计算的应力屏障(如图8A中在817所示)超过一个阔值。
[0106] 图9示出了根据一个实施例的用于确定虚拟裂缝帘的方法900的流程图。方法900 可W包括接收=维地质单元网格作为输入,如902所示。所述地质单元网格可W包括表示地 下体积区的离散区域的多个单元。所述单元可W还包括表示所述地下体积区中所述单元位 置处的主应力的数据,或W其他方式与该数据相关联(例如,在数据库或表中)。特别地,所 述网格单元可W包括表示所述最小水平应力的方向和/或其它力学特性的数据,或者与该 数据相关联。
[0107] 所述方法900还可W包括为一个操作符获取参数,例如中屯、点位置及其尺寸,如 904所示。所述操作符可W是方形、矩形、圆形、楠圆形或任意其它形状。此外,所述操作符可 W具有中屯、点,且依赖所述形状可W具有一个或多个尺寸(例如,半径、长/短径、长度、宽度 等)。所述操作符的形状、尺寸和/或位置可W是用户定义的,但在其他实施例中,可W根据 力学、地质学或其它因素预定和/或设置。
[0108] 所述操作符可W在所述网格中从起始点定义,使得所述操作符正交于与其相交叉 的网格单元的最小水平应力方向,如906所示。因此,在一些实施例中,所述操作符可W拉 伸、扭转等,W便符合该正交条件。
[0109] 所述方法900还可W包括识别与所述操作符相交叉的网格的单元的子集,如908所 示。一旦定义了所述操作符并且识别了由所述操作符所切割的单元子集,可W确定所述子 集的某些网格单元特性。因此,所述方法900可W包括确定与所述操作负相交叉的单元子集 的一个或多个水力压裂性能属性,如910所示。在一些实施例中,可W显示表示所述子集的 水力压裂性能属性的数据,如912所示。使用所述操作符并显示所述子集的属性可W有助于 可视化和筛选水力裂缝期望经历的条件,例如远离所述井。特别地,可W评估运些条件的横 向均匀性程度。还可W评估该虚拟表面其本身的某些属性,例如其曲折度。运还可W被用于 从所识别的子集中提取数据,并约束该数据,W便在约束应力中形成适应横向不均匀性的 水力压裂模型的输入,并且从而模拟不对称裂缝。
[0110] 图IOA示出了根据一个实施例的用于确定关于(例如代表)水力裂缝弯折度的属性 的方法1000的流程图,在该实例中,是在井眼壁处的应力错位。所述方法1000可W包括接收 S维地质单元网格作为输入,如1002所示,W及接收井数据作为输入,如1004所示。所述地 质单元网格可W包括表示地下体积区的离散区域的多个单元;具体地,在一个实施例中,所 述网格的单元可W包括(例如,通过在数据库、表等之中的关联)表示包含在由网格中的所 述单元所表示的地下体积区的区域中的介质的力学特性的数据。所述井数据可W包括位 置、轨迹角度(例如倾角和方位角)、和/或关于地下体积区中的井(无论是计划的或是实际 的)的其他信息。
[0111] 所述方法1000还可W包括计算近井应力场,如1006所示。近井应力场可被定义为 受到井的附近影响的应力场,如上所解释的。
[0112] 所述方法1000然后可W进行到确定在裂缝起始压力下井的井眼壁处的裂缝方向, 如1008所示。所述裂缝方向可W限定一个裂缝平面,并且所述井眼可W在其中屯、限定一个 井轴线,井轴线与井眼平行地延伸。因此,所述方法1000可W进行到确定裂缝平面与所述井 轴线之间的错位夹角,如1010所示。所述裂缝起始压力可W被接收为输入,例如,作为所述 =维地质单元模型的一部分,或者可使用地层压力测试、水力压裂处理分析进行测量,或者 可W根据任意合适的技术进行计算。
[0113]所确定的角度可W是主切向应力方向相对于所述井轴线转动的角度。更具体地, 例如,所述角度可W是在裸眼井结构中可预期形成雁列式裂缝的角度。所述角度从而可相 对于所述井轴线被限定,其值为从纵向裂缝的0度至横向裂缝的约90度。可W假设所述井眼 壁是不渗透或可渗透的而计算裂缝起始,并且如果是可渗透的,从具有0至1的泥浆支持系 数的泥饼获得支撑。
[0114]图IOB和IOC示出了根据一个实施例的部分井眼1050的概念视图,其具有两个切向 主应力,一个最大OT,一个最小ot。在1010确定的角度,即裂缝平面与井轴线之间的角度(井 轴线示为1051),可W是所述主应力方向相对于所述井轴线1051转动的角度,是图IOB中示 出的角度《。如图所示,当所述井轴线1051不与任意远场主应力方向对准时,所述最大主切 向应力方向OT被相对于所述井轴线1051转动了角度CO。起始时,拉伸断裂起始的方位角位 置可W位于角度6。分别依赖于例如所述井斜度是否小于或大于45度,可W从北方或井眼上 方确定所述角度6。运样近井转动的应力可W导致倾斜、雁列式拉伸断裂裂缝1052。
[0115]再次参考图10A,所述方法1000可W进行到确定所述两个切向主应力幅度(例如, 两个应力OT和Ot的幅度,如图IOB所示)之间的差,如1012所示。当在所述井眼壁处的两个主 切向应力的幅度相等时,所述裂缝的方向可能是不确定的。因此,所述幅度之间的差可W被 用于检查是否定义了所述裂缝方向(进而的错位和再定向角度),较大的差暗示了良好定义 的裂缝方向。因此,所述方法1000可W包括确定所述错位和再定向角度是否是非确定的,如 1014所示。所述方法1000然后可W,在至少一个实施例中,进行到显示所述裂缝计划和井轴 线之间的角度和/或沿井眼轨迹或在=维中的两个切向主应力幅度之间的差的表示,如 1016所示。在其他实施例中,可W不显示一个或多个运些属性。在任一个实例中,该定量数 据可W被用于计算所述完井质量。
[0116]图11示出了根据一个实施例的用于确定裂缝再定向的方法1100的流程图。所述裂 缝再定向可W是一个水力压裂属性,并且可W被用于确定完井质量。所述方法1100可W包 括接收S维地质单元网格作为输入,如1102所示,W及接收井数据作为输入,如1104所示。 所述地质单元网格可W包括表示地下体积区的离散区域的多个单元;具体地,在一个实施 例中,所述网格的单元可W包括(例如,通过在数据库、表等之中的关联)表示包含在由网格 中的所述单元所表示的地下体积区的区域中的介质的力学特性的数据。所述井数据可W包 括位置、轨迹角度(例如倾角和方位角)、和/或关于地下体积区中的井(无论是计划的或是 实际的)的其他信息。
[0117] 所述方法1100还可W包括计算近井应力场,如1106所示,如上所定义的。计算所述 近井应力场后,所述方法1100可W包括识别在所述井眼壁处的裂缝方向,如1108所示。所述 方法1100可W包括计算在所述井眼壁处的裂缝平面的法向与不存在井诱导的应力扰动时 的最小压缩主应力的方向之间的转动角度,如1110所示。
[0118]所述方法1100还可W包括计算远井应力场,如1112所示。所述方法1110然后可W 进行到使用所述转动角度确定近井和远井区域之间的裂缝再定向角度,如1
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