压裂选段方法与系统与流程

本发明属于油气田开发领域，尤其涉及一种压裂选段方法与系统。

背景技术：

目前，我国水平井压裂井的数量正逐年增加，1000多米水平井段压裂段数已经突破20段，而且段间还采取蔟射孔的方式来增加裂缝条数，以最大限度的提高产量。但蔟射孔的施工成本非常高，并且根据国内已有产出剖面测试结果和国外提供的资料来看，并非所有压裂段都对产能有贡献，因此很有必要探究形成压裂选段方法。

目前现有的对水平井进行压裂选段的方法在应用过程中存在一些问题。大多数方法仍停留在定性分析预测的阶段，没有针对不同类型井层提出定量的选段方法。同时，对于少数的可以对水平井压裂井段效果进行提前预测并定量评价的方法，也仅采用单井的测、录井资料来获取参数，不能反映井筒周围情况。因为压裂所形成的裂缝高度一般在30m以上，半缝长在100m以上，如果通过上述方法计算出井筒附近为无效段而放弃对该段压裂，那么井筒周边裂缝能沟通的范围内如果有油气的话就会漏掉。

综上，亟需一种能够提高水平井压裂的有效段数的选段方法以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种能够提高水平井压裂的有效段数的选段方法。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种压裂选段方法，包括分别获取位于区块内的各直井的评价系数；根据所述评价系数在所述区块的三维空间内建立三维数据模型，所述三维数据模型能够用于读取所述区块的三维空间内各点的评价系数；在所述区块内标定预压裂水平井的位置；对所述预压裂水 平井设定范围内的评价系数进行比较来选择压裂的井段。

优选地，在分别获取位于区块内的各直井的评价系数的步骤中包括，对于每个直井，选定影响该直井压裂效果的多个参数；针对所述多个参数与效果参数进行相关性分析；根据相关性分析的结果，选取对应于该直井的多个主要参数及权值；基于所述主要参数及权值建立该直井的评价系数。

优选地，对于每个直井，针对该直井的压裂层、上下隔层以及邻层依次选定影响该直井压裂效果的多个参数，并分别对应于每个层建立该直井的评价系数。

优选地，在根据所述评价系数在所述区块的三维空间内建立三维数据模型的步骤中包括：在所述区块的三维空间内确定每个直井的坐标；标定与各直井对应的评价系数；基于所述评价系数，利用三维插值的方法建立三维数据模型。

优选地，在对所述预压裂水平井设定范围内的评价系数进行比较来选择压裂的井段的步骤中包括：根据所述三维数据模型分别读取所述预压裂水平井设定范围内各点的评价系数；当所述评价系数大于等于设定的选段界限值时，选择对该井段进行压裂；当所述评价系数小于设定的选段界限值时，不对该井段进行压裂。

本申请的实施例还提供了一种压裂选段系统，包括系数获取模块，其分别获取位于区块内的各直井的评价系数；三维建模模块，其根据所述评价系数在所述区块的三维空间内建立三维数据模型，所述三维数据模型能够用于读取所述区块的三维空间内各点的评价系数；标定模块，其在所述区块内标定预压裂水平井的位置；选段模块，其对所述预压裂水平井设定范围内的评价系数进行比较来选择压裂的井段。

优选地，所述系数获取模块根据以下步骤分别获取位于区块内的各直井的评价系数，对于每个直井，选定影响该直井压裂效果的多个参数；针对所述多个参数与效果参数进行相关性分析；根据相关性分析的结果，选取对应于该直井的多个主要参数及权值；基于所述主要参数及权值建立该直井的评价系数。

优选地，对于每个直井，所述系数获取模块针对该直井的压裂层、上下隔层以及邻层依次选定影响该直井压裂效果的多个参数，并分别对应于每个层建立该直井的评价系数。

优选地，所述三维建模模块根据以下步骤在所述区块的三维空间内建立三维数据模型：在所述区块的三维空间内确定每个直井的坐标；标定与各直井对应的评价系数；基于所述评价系数，利用三维插值的方法建立三维数据模型。

优选地，所述选段模块根据以下步骤选择压裂的井段：根据所述三维数据模型分别读取所述预压裂水平井设定范围内各点的评价系数；当所述评价系数大于等于设定的选段界限值时，选择对该井段进行压裂；当所述评价系数小于设定的选段界限值时，不对该井段进行压裂。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

通过根据目标区块内的周边井的资料信息建立地质与工程三维数据模型，利用地质与工程一体化三维数据模型对水平井的井段进行压裂选段，能够显著提高水平井压裂的有效段数以及选段的准确性。该方法操作简单，录取的资料容易获取，且判断准确，能解决水平井定量化的选段问题，便于应用。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为根据本发明一实施例的压裂选段方法的流程示意图；

图2为根据本发明实施例的区块内的直井与水平井的分布示意图；

图3为根据本发明实施例所建立的三维数据模型示意图；

图4为根据本发明实施例的对位于预压裂水平井设定范围内的井段进行选段的示意图；

图5为根据本发明另一实施例的压裂选段系统的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达到相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结 合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1为根据本发明实施例的压裂选段方法的流程示意图，如图所示，该方法包括：

步骤s110、分别获取位于区块内的各直井的评价系数。

步骤s120、根据获取的评价系数在上述区块的三维空间内建立三维数据模型，三维数据模型能够用于读取区块的三维空间内各点的评价系数。

步骤s130、在区块内标定预压裂水平井的位置。

步骤s140、对预压裂水平井设定范围内的评价系数进行比较来选择压裂的井段。

下面结合图2、图3、图4详细说明。

图2为根据本发明实施例的区块内的直井与水平井的分布示意图，首先统计区块内的直井数目，如图2所示，在欲布设水平井的区块内存在四个直井。然后在步骤s110中，分别获取各直井的评价系数。直井的评价系数是能够用于评价该直井内不同层段压裂效果的参数指标，在本发明的实施例中，根据以下步骤获取各直井的评价系数，对于每个直井，

步骤s1101、选定影响该直井压裂效果的多个参数。

步骤s1102、针对选定的多个参数与效果参数进行相关性分析。

步骤s1103、根据相关性分析的结果，选取对应于该直井的多个主要参数及权值。

步骤s1104、基于主要参数及权值建立该直井的评价系数。

具体的，影响该直井压裂效果的地质工程参数主要是指测井参数和录井参数，包括地层电阻率、地层密度、自然电位、声波时差、自然伽马、中子孔隙度、气测全烃含量、甲烷含量以及钻时等。

采集直井中不同层段处的井样品，通过对上述各参数与效果参数(比如无阻流量)进行相关性分析筛选出对应于各直井的多个主要参数。

需要注意的是，在本发明实施例中，需要针对直井的压裂层、上下隔层以及邻层依次选定多个参数，并分别计算对应于每个层段的评价系数。因为在水平井 段进行压裂时，可能压窜上下相邻层，这些层的评价系数好坏也对该水平井效果有较大影响。也就是说，对于每一个直井，首先需要在压裂层、上下隔层以及邻层的每个层段上采集到井样品，然后针对每个层段选定对应于该层段的影响压裂效果的多个参数以及进行相关性分析。

在针对多个参数与效果参数进行相关性分析时可以采用多种相关性分析的方法，在本发明的一个实施例中，利用各参数与效果参数的相关系数的大小来确定影响压裂效果的主要参数，其中，相关系数可以根据表达式(1)进行计算：

式中，r表示相关系数，x为选定的各参数，y为效果参数，n为样本数据的个数。上述实施例不构成对本发明的限定，在其他的实施例中，还可以采用其他的相关性分析的方法，例如用excel作图显示相关系数。

在根据上述相关性分析的结果来确定主要参数时，选取相关系数的绝对值较大的参数作为主要参数，绝对值越大说明该参数与效果参数的相关性越大，即影响越大。而对于相关系数的绝对值较小的参数，在之后的分析中便不予考虑。

接下来，根据相关性分析的结果确定选取的每个主要参数的权值，并通过实际的测试数据对权值进行修正，各主要参数的权值之和为1。仍如上例，当气测全烃含量相关系数为0.77、地层密度的相关系数为0.73、声波时差的相关系数为0.58、钻时的相关系数为0.4、自然伽马的相关系数为0.05时，初步确定各主要参数的权值分别为：气测全烃含量的权值为0.3、地层密度的权值为0.25、声波时差、钻时、自然伽马的权值均为0.15，通过实际的测试数据对权值进行修正后的各主要参数的权值分别为：气测全烃含量0.25、地层密度0.25、声波时差0.2、钻时0.2、自然伽马0.1。

最后，根据各主要参数的实际值的变化范围建立对应于每个主要参数的权评价系数，将各主要参数的权评价系数相加得到与该直井的特定层段相对应的评价系数。具体的，可以根据表达式(2)计算权评价系数：

式中，a为主要参数的权值，s1和s2分别为主要参数的数值的下限值与上限 值，s0为与效果参数的较小值相对应的s1或s2的值，x为主要参数的实际测量数据。

举例而言，气测全烃含量的权值为0.25，其实际值的变化范围为(0-50％)，且下限值0对应着效果参数的较小值，所以s0取0，所以根据表达式(2)计算得到的气测全烃含量的权评价系数的计算公式为，0.25×x1/50，其中x1为气测全烃含量的实际测量数据。

在步骤s120中，根据评价系数在区块的三维空间内建立三维数据模型进一步包括：

步骤s1201、在区块的三维空间内确定每个直井的坐标。

步骤s1202、标定与各直井对应的评价系数。

步骤s1203、基于各评价系数，利用三维插值的方法建立三维数据模型。

具体的，首先利用地质建模软件针对目标区块建立空间坐标系，然后分别将区块内四个直井的坐标在空间坐标系内进行标定。如图2所示，输入各直井的(x,y)坐标后，建模软件会自动标注好各直井的位置以及井深，坐标原点的位置可以根据需要进行调整。

接下来，分别标定与各直井的压裂层、上下隔层以及邻层相对应的评价系数。如图2所示，对应于直井1的评价系数为一条随深度变化的曲线。

最后基于标定的各评价系数，利用三维插值的方法建立三维数据模型，如图3所示。三维数据模型上的每个点都能够表示区块的三维空间内不同点的评价系数。图3通过不同的区域展示出地质与工程一体化的评价系数分布图，在实际的地质建模软件中，上述评价系数分布图可以通过不同的色块来区别评价系数的大小。

本发明实施例的方法通过呈现出区块评价系数三维空间展布，利用色差来区别评价系数大小，便于对压裂效果进行预测分析以及选段。

在步骤s130中，在目标区块内标定预压裂水平井的位置，如图3中白色的轨迹线所示。

在步骤s140中，根据三维数据模型分别读取位于预压裂水平井设定范围内的各点的评价系数，并根据评价系数来判断是否对井段实施压裂。

具体的，预压裂水平井的设定范围可以以水平井为中心，在其周围进行选定。举例而言，水平井穿越井筒及周边100-200m和纵向50m的范围为其设定的范围。

当评价系数大于等于设定的选段界限值时，选择对该井段进行压裂，当评价系数小于设定的选段界限值时，不对该井段进行压裂。

其中，设定的选段界限值可以根据实际的压裂效果进行选取。举例而言，在本发明的一个实施例中，选取选段界限值为0.5，当评价系数大于等于0.5时，可以对井段实施压裂，当评价系数小于0.5时，不实施压裂。

上述选段过程如图4所示，根据评价系数的数值，水平井周围评价系数大于等于0.5区分布在a、b、c、d四个区域，所以压裂选段时首选与这四个区域对应的段进行压裂，该四个区域包括在水平井筒及周边的100-200m和纵向50m的范围，是压裂能够有效沟通的区域。

本发明实施例是基于地质工程一体化三维数据模型的选段方法，是一种定量的选段方法，能够显著提高水平井压裂有效段数和有效率。该方法操作简单，录取的资料容易获取，且判断准确，能解决水平井定量化的选段问题，便于应用。

同时，本发明实施例的方法能够借助地质建模软件进行空间模拟，且提供良好的可视化效果，进一步简化了选段分析的过程。

图5为根据本发明另一实施例的压裂选段系统的结构示意图，下面参考图5来说明本实施例的各部分组成。

具体在图5中，本实施例的系数获取模块51执行步骤s110的操作，三维建模模块52执行步骤s120的操作，标定模块53执行步骤s130的操作，选定模块54执行步骤s140的操作。在此不再详细展开。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。