确定地质力学完井质量的制作方法_5

文档序号:9692791阅读:来源:国知局
114所示。所述 方法1100然后可W,在至少一个实施例中,进行到显示表示例如沿井轨迹或覆盖于地下体 积区之上的网格中的裂缝再定向角度的数据,如1116所示。
[0119] 图12示出了根据一个实施例的用于确定诸如高度和宽度的裂缝几何特征的方法 1200的流程图。所述方法1200可W包括接收=维地质单元网格作为输入,如1202所示,W及 接收水力压裂控制参数作为输入,如1204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。此外,所述单元可包括或关联于(例如,通过数据结构或表)最 小水平应力和/或最小压缩主应力的幅度,W及由所述单元表示的地下模型区域的断裂初 性、杨氏模量及泊松比。
[0120] 在1204接收的所述水力压裂控制参数可W包括感兴趣的深度区间(例如诸如油气 层的储层)的上部和底部边界。该参数还可W包括被穿孔的深度区间,其可W由用户作为输 入提供。该参数还可W包括最大允许井底压力,其可W由实际设备和/或管件性能所限制。 该参数还可W包括最大向上和向下裂缝高度生长,其可W作为加到所述储层深度区间之上 或之下的储层厚度的倍数被接收。该参数还可W包括一个选定的裂缝高度生长模型,例如 平衡层或模量层。该参数也可包括净压力的阔值。
[0121] 所述网格单元可W竖向柱状或水平层状排列,其中所述层可W多于一个单元厚 度。因此,所述方法1200可W包括选择被穿孔的层(例如接收为输入),如1206所示,并然后 选择一柱单元,如1208所示。所选择的柱可W覆盖所述深度区间,并且还可W跨越最大向上 和向下裂缝高度生长。所述方法1200然后可W包括确定沿所述被穿孔的层中的柱的单元的 应力和弹性特性,如1210所示,W便覆盖从所述被穿孔的层的最大向上和向下裂缝高度生 长。所述数据然后可W输入到水力压裂模型应用中,例如一维压裂模型应用。运样的水力压 裂模型应用的一个例子是FRAOnTE?。
[0122] 所述水力压裂应用可W执行一个水力压裂模拟。所述模拟的结果可被加载到所述 =维地质单元模型中,如1212所示。运样的结果可W包括在所述被穿孔的层处的井底或净 压力、裂缝上及底部位置、平均裂缝宽度、在井处沿所述裂缝的平均应力等,并且可W作为 裂缝高度的函数。还可W计算沿所述裂缝的裂缝宽度的变化特征。
[0123] 所述方法1200然后可确定将要突破的第一边界,和在该突破点处的井底或净压 力,如1214所示。所述方法1200还可W包括至少部分地基于所述突破点和/或其它压裂特性 确定一个或多个压裂属性,如1216所示。例如,所述方法1200可W包括确定所述突破点处的 净压力,和/或例如在用户定义的净压力值并在所述突破点处的平均水力裂缝高度和储层 厚度与裂缝高度的比值。此外,所述方法1200可W包括确定例如在用户定义的净压力值和 所述突破点处的所述被穿孔的层之上的平均水力裂缝高度和所述高度与储层在所述被穿 孔的层之上的厚度之间的比值。所述方法1200还可W包括确定例如在用户定义的净压力值 和所述突破点处的所述被穿孔的层之下的平均水力裂缝高度和该高度与储层在所述被穿 孔的层之下的厚度之间的比值,和/或例如在用户定义的净压力值和所述突破点处的平均 水力裂缝宽度。所述方法1200还可W包括确定所述突破点处的压力-高度导数、和/或达到 的最大井底或净压力。
[0124] 此外,在一些实施例中,所述方法1200还可W包括确定所述模拟的状态(例如,在 高应力层中,在裂缝起始后成功地扩展或提前终止、W及完全的裂缝闭合)。
[0125]图13A-D示出了根据一个或多个实施例的用于处理地质力学数据的方法1300的流 程图。所述方法1300可包括接收包括储层的地下体积区的=维模型,如1302所示(例如,图2 中的202;接收=维力学地球模型)。在一个实施例中,所述=维模型包括具有多个单元的地 质单元网格,如1304所示(例如,图3中的304;网格包括多个单元)。在一个实施例中,所述= 维模型包括具有多个层的地质单元网格,如1306所示(例如,图8A中的804,所述网格包括可 W被选择的多个层)。
[01%] 在一个实施例中,所述方法1300还可W包括接收地下体积区中的一个或多个位置 的通用井数据,如1308所示(例如,图IOA中的1004;接收井数据,所述井数据可W是通用 的)。在一个实施例中,所述通用井数据可W至少部分地基于满足一个或多个单元的物理标 准的一个或多个井轨迹来计算,如1309所示。
[0127]在一个实施例中,所述方法1300可W包括使用一个处理器至少部分地基于所述模 型确定地下体积区的一个或多个水力压裂性能属性,如1310所示。在一个实施例中,所述一 个或多个水力性能属性至少部分地基于所述通用井数据被确定,如1312所示(例如,图2中 的204;确定一个或多个水力压裂性能属性,其可W基于井数据来确定)。
[0128] 现在参考图13B,所述方法1300还可包括至少部分地基于所述一个或多个水力压 裂性能属性确定地下体积区中的一个或多个位置处的完井质量,如1314所示(例如图2中的 210;基于所述水力压裂性能属性确定所述完井质量)。在一个实施例中,所述一个或多个位 置包括用于定位井的一个或多个位置、或者沿井的一个或多个位置、或者地下体积区的一 个或多个子体积区、或它们的组合,1316。在一个实施例中,在1314的确定可包括,为一个或 多个单元,确定最接近于层理的垂直方向或法向的主应力方向,如1320所示(例如,图3中的 310,选择与垂直方向形成最小夹角的应力方向)。在一个实施例中,在1314的确定可W包括 确定一个或多个单元的应力体制和应力楠圆率系数(例如图4中的415;至少部分地基于所 述Q系数确定应力体制和应力楠圆率),如1322所示。在一个实施例中,在1314的确定可W包 括确定一个或多个单元的应力各向异性,如1324所示(例如图5中的512;确定应力各向异性 属性值)。在一个实施例中,在1314的确定可W包括,为一个或多个单元,确定裂缝起始压 力、破裂压力、裂缝起始压力梯度、破裂压力梯度、净压力、净压力梯度或它们的组合,如 1326所示(例如,图7中的712、716、718和719;确定所述裂缝起始压力、破裂压力、裂缝起始 压力梯度、破裂压力梯度、和净压力梯度)。
[0129]在一个实施例中,在1314的确定可W包括识别所述模型的各个层之间的超过预定 阔值的一个或多个应力屏障,如1328所示(如图8A中的818 ;识别超过一个阔值的应力屏 障)。在一个实施例中,在1314的确定定义了与多个单元相交叉的一个操作符,使得所述操 作符正交于所述多个单元中的最小水平应力的方向,如1330所示(例如图9中的906;在所述 网格中从一个起始点定义所述操作符,使得所述操作符正交于所述网格单元的最小水平应 力的方向)。在1314的确定还可W包括确定与所述操作符相交叉的多个单元的一个或多个 水力压裂性能属性,如1332所示(例如图9中的910;确定与所述操作符相交叉的单元子集的 一个或多个水力压裂性能属性)。
[0130]现在参考图13C,在一个实施例中,在1314的确定可W包括确定一个或多个单元的 井眼壁处的水力裂缝与井轴线之间的错位夹角,如1334所示(例如图IOA中的1010;确定裂 缝平面与井轴线之间的错位夹角)。在一个实施例中,在1314的确定可W包括确定模型的近 井区域中的两个切向主应力幅度之间的差,如1336所示(例如图IOA中的1012;确定两个切 向主应力幅度之间的差)。在一个实施例中,在1314的确定还可W包括至少部分地基于所述 两个切向主应力幅度之间的差确定是否定义了所述错位夹角,如1338所示(例如图IOA中的 1014;至少部分地基于所述差确定是否定义了裂缝方向角)。
[0131] 在一个实施例中,在1314的确定可W包括确定近井应力场和远井应力场,如1340 所示(例如图11中的1106;计算近井应力场)。在一个实施例中,在1314的确定可W包括为一 个或多个单元计算井眼壁处的裂缝平面的法向与最小压缩主应力的方向之间的转动角度, 所述最小压缩主应力在不存在井诱导的应力扰动的情况下会存在,如1342所示(例如图11 的1110;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存在的最小 压缩主应力的方向之间的转动角度)。在1314的确定还可W包括使用所述转动角度确定近 井区域和远井区域之间的裂缝再定向角度,如1344所示(例如图11中的1114;使用所述转动 角度确定近井区域和远井区域之间的裂缝再定向角度)。
[0132] 在一个实施例中,在1314的确定可W包括确定沿所述单元的一个或多个柱的应力 特性和弹性特性,如1346所示(例如图12中的1210;从所述地质单元模型确定沿所述单元的 一个或多个柱的应力和弹性特性)。在1314的确定还可W包括至少部分地基于所述应力和 弹性特性执行水力压裂建模,如1348所示(例如图12中的1212;至少部分地基于所述应力和 弹性特性执行水力压裂建模)。在一个实施例中,在1314的确定可W包括确定将要突破的第 一边界和在突破点处的井底压力、或净压力或两者,如1350所示(例如图12中的1214;确定 将要突破的第一边界W及在该突破点处的井底或净压力)。
[0133] 在一个实施例中,在1314的确定可包括确定选自包括下面的组中的一个或多个属 性:主应力方向的垂直度(例如图3A中的300;用于确定主应力方向的垂直度的方法)、应力 体制(例如图4中的400;用于确定应力体制的方法)、应力各向异性(例如图5中的500;用于 确定应力各向异性的方法)、平面应变杨氏模量(例如图6中的600;用于确定平面杨氏模量 的方法)、裂缝起始压力、破裂压力和/或净压力(例如图7中的700;用于确定裂缝起始压力、 破裂压力和/或净压力的方法)、应力屏障(例如图8A中的800;用于确定应力屏障的方法)、 虚拟裂缝帘(例如图9中的900,用于确定虚拟裂缝帘的方法)、裂缝错位夹角(例如图10中的 1000;用于确定裂缝错位夹角的方法)、近井区域和远井区域之间的裂缝再定向(例如图11 中的1100;用于确定近井区域和远井区域之间的裂缝方向的方法)、裂缝高度、W及裂缝宽 度,如1351所示(例如图12中的1200;用于确定诸如高度和宽度的裂缝几何特征的方法)。
[0134] 继续进行到图13D,在一个实施例中,所述方法1300可W包括在所述模型中显示表 示所述一个或多个水力压裂性能属性的数据、或表示所述完井质量的数据、或两者,如1352 所示(例如图2中的212,显示所述完井质量;图3A中的316,显示表示所述角度和/或位置的 数据,其是本实例中的属性)。在一个实施例中,所述方法1300还可W包括至少部分地基于 各自的已确定的完井质量,比较所述一个或多个位置中的各个位置,如1354所示(如图1中 的108,基于其各自的完井质量比较各个位置)。在一个实施例中,所述方法1300可W接收水 力压裂模型的结果,如1356所示(例如图2中的202,水力压裂模型被输入)。在一个实施例 中,所述方法1300可W包括至少部分地基于所述水力压裂模型的
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