基于邻井压力监测的压裂裂缝参数实时解释方法

摘要

本发明公开了一种基于邻井压力监测的压裂裂缝参数实时解释方法，包括如下步骤：a、采集邻井、压裂井井口压力实时数据；b、根据采集的邻井井口实时数据，获得邻井井底压力；c、根据采集的压裂井井口压力实时数据计算压裂裂缝内净压力；d、建立解释模型；e、根据解释模型计算压裂裂缝延伸方向与裂缝长度，获得相应的压裂裂缝延伸方向和压裂裂缝长度。本发明能够低成本、实时监测压裂裂缝延伸方位及裂缝长度等关键压裂裂缝参数，以指导非常规储层压裂施工实时决策，提高压裂改造效果。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于邻井压力监测的压裂裂缝参数实时解释方法，属于非常规油气藏增产改造技术领域。

背景技术

国内致密砂岩、页岩储层等非常规油气藏的成功开发有效的缓解了日益增长的能源需求，然而非常规储层为低孔、低渗储层，需使用大型体积压裂才可以实现其经济开发，大型体积压裂形成的复杂裂缝为油气提供必要的流通通道，识别与认清压裂裂缝扩展参数，对于提高压裂设计针对性，实现非常规储层经济高效开发有重要的意义。但是，受限于压裂裂缝监测技术原理、经济成本、环保要求等因素影响，当前针对压裂裂缝参数识别与诊断手段，单一的监测技术较难获取系统的压裂裂缝参数解释（裂缝延伸方向、裂缝长度、高度、宽度、液体波及裂缝长度、高度、支撑裂缝面积等）。因此，利用井口压力监测数据，开发一种低成本、新型压裂裂缝实时监测技术，提高压裂裂缝识别，降低压裂裂缝监测成本，对于非常规储层压裂裂缝识别有重要的意义。

目前对于压裂裂缝参数识别与诊断手段，明显存在以下的不足与缺点：

（1）当前普遍使用基于微地震的压裂裂缝参数解释技术，但微地震不能进行压裂液体波及裂缝、支撑剂支撑裂缝参数的识别与诊断。

（2）示踪剂裂缝监测手段的环保要求较高，井温测井仅能实现裂缝高度的监测，监测参数单一。

（3）光纤分布式声波及井温测井，可以实现水平井压裂裂缝启裂位置、分段效果监测，但是经济成本较高。

（4）基于电磁支撑剂的压裂裂缝参数监测与解释技术，可以实现支撑裂缝参数解释，但是属新兴技术，监测精度较低、监测成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种基于邻井压力监测的压裂裂缝参数实时解释方法。本发明能够低成本、实时监测压裂裂缝延伸方位及裂缝长度等关键压裂裂缝参数，以指导非常规储层压裂施工实时决策，提高压裂改造效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于邻井压力监测的压裂裂缝参数实时解释方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、采集邻井、压裂井井口压力实时数据；

b、根据采集的邻井井口实时数据，获得邻井井底压力；

c、根据采集的压裂井井口压力实时数据计算压裂裂缝内净压力；

d、建立函数的解释模型：

(3)

式中，为第i口邻井井口压力实时监测压力；为压裂井施工压力；为缝内净压力；为井口压力；为静液柱压力；通过现场测试压裂获得，为储层泊松比，该值通过测井解释或者室内岩心实验测试获得；为压裂裂缝延伸方向，为待解释裂缝参数变量1；为压裂裂缝长度，为待解释裂缝参数变量2，为关系数学模型；

e、计算压裂裂缝延伸方向与裂缝长度：借助2口井及以上邻井压力监测结果、压裂井施工泵压监测结果，应用式（3）解释模型，进行参数变量1、2的求解，获得相应的压裂裂缝延伸方向和压裂裂缝长度。

所述步骤a中，通过无线传输实时采集邻井、压裂井井口压力，压力采集数据为每秒监测数据。

所述步骤b中，获得邻井井底压力的方法为：有周围邻井压裂/生产影响时，压裂井周围射孔后未压裂井的井底压力P_b1为采集的井口压力P_h1与静液柱压力P_w1二者之和，根据实时数据，获取实时的井底压力值P_b1(t)。

所述步骤b中，获得邻井井底压力的方法为：未有周围邻井压裂/生产影响，P_b1(t)为定值；拉链压裂过程中压裂完部分段的配对井得井底压力P_b2为井口压力P_h2与静液柱压力P_w2二者之和，通过实时井口压力采集，获取实时的井底压力值P_b2(t)。

所述步骤c中，净压力预测方法为：

c1、压裂井底压力P_b3为施工泵压P_s，井筒液体模组P_f与静液柱压力P_w3三者之间的关系：

(1)

式中，P_s通过压裂现场井口采集；P_f通过现场测试压裂获得；

c2、缝内净压力为井底压力、孔眼摩阻、近井扭曲摩阻与裂缝闭合压力参数的关系：

(2)

式中，孔眼摩阻、近井扭曲摩阻与裂缝闭合压力3参数均可以通过现场测试压裂获得，实时采集压裂井施工压力P_s>。

所述步骤d中，为关系数学模型通过室内诱导应力模拟实验，测试不同净压力、泊松比，压裂裂缝延伸方向，测点距离裂缝的距离L下的诱导应力，借助室内实验回归获得函数：

(4)。

采用本发明的优点在于：

1、采用本发明，数据采集简单，仅需要简单的井口压力表，成本低。

2、可实现压裂裂缝延伸方向和压裂裂缝长度等关键压裂裂缝参数实时解释，为压裂决策提供数据支撑。

3、本发明解释的压裂裂缝长度，压裂初期解释数据为液体波及裂缝长度，裂缝闭合后为支撑裂缝长度，为评价有效储层改造体积提供支撑。

4、原理可靠，数据采集流程简单，成本较低，可实现关键压裂裂缝参数的实时解释，克服了微地震监测技术不能液体波及裂缝、支撑剂支撑裂缝的缺陷，为认识与评价有效储层改造体积提供支撑。

5、本发明能够实现油气储层平台井压裂过程中，压裂裂缝延伸方向、裂缝长度等2个关键参数的实时解释，为压裂裂缝参数诊断与评价提供经济、有效手段。

具体实施方式

实施例1

一种基于邻井压力监测的压裂裂缝参数实时解释方法，包括如下步骤：

a、采集邻井、压裂井井口压力实时数据；

b、根据采集的邻井井口实时数据，获得邻井井底压力；

c、根据采集的压裂井井口压力实时数据计算压裂裂缝内净压力；

d、建立函数的解释模型：

(3)

式中，为第i口邻井井口压力实时监测压力；为压裂井施工压力；为缝内净压力；为井口压力；为静液柱压力；通过现场测试压裂获得，为储层泊松比，该值通过测井解释或者室内岩心实验测试获得；为压裂裂缝延伸方向，为待解释裂缝参数变量1；为压裂裂缝长度，为待解释裂缝参数变量2，为关系数学模型；

e、计算压裂裂缝延伸方向与裂缝长度：借助2口井及以上邻井压力监测结果、压裂井施工泵压监测结果，应用式（3）解释模型，进行参数变量1、2的求解，获得相应的压裂裂缝延伸方向和压裂裂缝长度。

所述步骤a中，通过无线传输实时采集邻井、压裂井井口压力，压力采集数据为每秒监测数据。

所述步骤b中，获得邻井井底压力的方法为：有周围邻井压裂/生产影响时，压裂井周围射孔后未压裂井的井底压力P_b1为采集的井口压力P_h1与静液柱压力P_w1二者之和，根据实时数据，获取实时的井底压力值P_b1(t)。

所述步骤b中，获得邻井井底压力的方法为：未有周围邻井压裂/生产影响，P_b1(t)为定值；拉链压裂过程中压裂完部分段的配对井得井底压力P_b2为井口压力P_h2与静液柱压力P_w2二者之和，通过实时井口压力采集，获取实时的井底压力值P_b2(t)。

所述步骤c中，净压力预测方法为：

c1、压裂井底压力P_b3为施工泵压P_s，井筒液体模组P_f与静液柱压力P_w3三者之间的关系：

(1)

式中，P_s通过压裂现场井口采集；P_f通过现场测试压裂获得；

c2、缝内净压力为井底压力、孔眼摩阻、近井扭曲摩阻与裂缝闭合压力参数的关系：

(2)

式中，孔眼摩阻、近井扭曲摩阻与裂缝闭合压力3参数均可以通过现场测试压裂获得，实时采集压裂井施工压力P_s>。

所述步骤d中，为关系数学模型通过室内诱导应力模拟实验，测试不同净压力、泊松比，压裂裂缝延伸方向，测点距离裂缝的距离L下的诱导应力，借助室内实验回归获得函数：

(4)。

实施例2

一种基于邻井压力监测的压裂裂缝参数实时解释技术，包括：邻井井底压力预测方法、压裂井缝内净压力预测方法、压裂裂缝参数反演与解释技术等3个关键方法与技术组成。所述的邻井井底压力预测方法，包含压裂井周围射孔后未压裂井与“拉链压裂”过程中压裂完部分段的配对井等2类邻井的井底压力预测，配对井的井底压力预测考虑了动态递减影响；所述的压裂井缝内净压力预测方法，涉及压裂井井底压力、孔眼摩阻、近井扭曲摩阻计算；所述的压裂裂缝参数反演与解释技术包括邻井井口监测压力与压裂井施工泵压关系数学模型构建与压裂裂缝延伸方向、裂缝长度解释方法，主要包含以下几个实施步骤：

（1）邻井、压裂井井口压力采集，通过无线传输技术实时采集邻井（监测井）、压裂井井口压力，压力采集数据为每秒监测数据，以提高后期压裂裂缝参数解释精度；

（2）根据步骤（1）中邻井井口实时采集数据，根据以下方法，获得邻井井底压力预测，具体方法如下：①压裂井周围射孔后未压裂井的井底压力P_b1为采集的井口压力P_h1与静液柱压力P_w1二者之和，根据实时数据，获取实时的井底压力值P_b1(t)；②未有周围邻井压裂/生产影响，P_b1(t)>b2为井口压力P_h2与静液柱压力P_w2二者之和，通过实时井口压力采集，获取实时的井底压力值P_b2(t)，通常状态下P_b2(t)为对数递减函数。

（3）根据步骤（1）中压裂井井口压力实时采集数据进行压裂裂缝内净压力预测方法，其方法为：压裂井底压力P_b3为施工泵压P_s，井筒液体模组P_f与静液柱压力P_w3三者之间的关系：

(1)

式中，P_s通过压裂现场井口采集；P_f通过现场测试压裂获得。

缝内净压力为井底压力、孔眼摩阻、近井扭曲摩阻与裂缝闭合压力等参数的关系：

(2)

式中，孔眼摩阻、近井扭曲摩阻与裂缝闭合压力等3参数均可以通过现场测试压裂获得，实时采集压裂井施工压力P_s>。

（4）压裂裂缝参数反演与解释技术其具体方位为：邻井井口压力P_bⁱ(t)与压裂井施工压力P_s>：

(3)

式中，第i口邻井井口压力实时监测压力；为压裂井施工压力；为缝内净压力；为储层泊松比，该值可以通过测井解释或者室内岩心实验测试获得；为压裂裂缝延伸方向，为待解释裂缝参数变量1；为压裂裂缝长度，为待解释裂缝参数变量2。关系数学模型可以通过室内诱导应力评价实验回归获得，函数的构建可以通过室内诱导应力模拟实验，测试不同净压力、泊松比，压裂裂缝延伸方向，测点距离裂缝的距离L下的诱导应力，借助室内实验回归获得函数。

(4)

（5）压裂裂缝延伸方向与裂缝长度计算其具体方法为：借助2口井及以上邻井压力监测结果、压裂井施工泵压监测结果，应用上述（3）式数学模型，进行未知量1、2的求解，获得相应的压裂裂缝延伸方向和压裂裂缝长度。