非常规油气藏非均匀地质参数的获取方法及装置

摘要

本公开提供一种非常规油气藏非均匀地质参数的获取方法和获取装置，模拟方法包括：获取第一数据，第一数据包括基质孔隙度、基质渗透率、微裂缝孔隙度和微裂缝渗透率；获取第二数据，第二数据包括压裂裂缝渗透率和压裂裂缝孔隙度；获取第三数据，第三数据包括段间距、方位角、总长度、总宽度、总高度、射孔宽度、微地震活动总数、有效压裂体积和井筒半径；对第三数据进行处理得到压裂裂缝控制范围半径和天然裂缝控制范围半径；对以上数据进行处理得到非常规油气藏地质参数。该参数获取方法既能保持基质区与压裂裂缝区孔渗数据的稳定，又能体现天然裂缝区非均匀孔渗数据的过渡。该获取方法可以方便渗流场解析解的推导，提高数值模拟计算速度。

说明书

技术领域

本公开涉及非常规天然气开发技术领域，尤其涉及一种非常规油气藏非均匀地质参数的获取方法及装置。

背景技术

非常规油气藏是指油气藏特征、成藏机理及开采技术有别于常规油气藏的石油天然气矿藏。其中，非常规天然气主要包括致密气、页岩气、煤层气等。由于非常规油气藏具有明显的低孔隙度、低渗透率等特征，因此在非常规天然气开发过程中，需要进行大规模体积压裂才能有效进行开发。通常采用对储层进行大规模体积压裂的方式来形成裂缝网络，以获得更好的油气流动通道，从而得到更大的油气产量。非常规油气藏经过压裂施工后，压裂改造后的非常规储层相较于常规储层，具有明显的复杂裂缝系统，既包括水力压裂形成的大尺度压裂裂缝，也包括压裂裂缝扩展所产生的微尺度诱导裂缝以及非常规储层发育形成的天然裂缝。

目前，在描述非常规油气藏的基质/天然裂缝/压裂裂缝方面，存在三种数值模拟方法，包括双重介质模型、等效连续介质模型、离散裂缝网络模型。其中，双重介质模型与等效连续介质模型都是均质模型，针对基质区、天然裂缝区以及压裂裂缝区的地质参数会分别给出固定的渗透率以及孔隙度值来进行模拟。实际上基质区与压裂裂缝区的渗透率与孔隙度值确实比较固定。但是，在压裂裂缝区与基质区之间的天然裂缝区的渗透率和孔隙度值是非均匀变化的，现有的均质模型不能反映天然裂缝区中从压裂裂缝区到基质区方向的渗透率和孔隙度值从大到小的非均匀变化，因此无法描述非常规油气藏地质参数在空间分布上的非均匀性。而离散裂缝网络模型无法精确描述非常规油气藏复杂的裂缝系统，模拟出的裂缝系统与真实的裂缝系统之间具有过大差异。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开的一些方面提供了一种非常规油气藏非均匀地质参数的获取方法及装置，既保持基质区与压裂裂缝区孔渗(孔隙度和渗透率)数据的稳定，又体现天然裂缝区孔渗数据的非均匀过渡。

一方面，提供一种非常规油气藏非均匀地质参数的获取方法，所述非常规油气藏包括井筒、压裂裂缝、诱导裂缝、天然裂缝以及基质；所述获取方法包括：

获取第一数据，所述第一数据包括基质孔隙度、基质渗透率、微裂缝孔隙度和微裂缝渗透率；所述第一数据用于反映所述基质、诱导裂缝、天然裂缝的渗透性；

获取第二数据，所述第二数据包括压裂裂缝渗透率和压裂裂缝孔隙度；所述第二数据用于反映所述压裂裂缝的渗透性；

获取第三数据，所述第三数据包括段间距、压裂裂缝的方位角、压裂裂缝的总长度、压裂裂缝的总宽度、压裂裂缝的总高度、射孔宽度、微地震活动总数、有效压裂体积和井筒半径；所述第三数据用于反映裂缝开启程度；

根据所述第三数据得到压裂裂缝控制范围半径和天然裂缝控制范围半径；

根据所述第一数据、所述第二数据、所述第三数据和所述压裂裂缝控制范围半径、所述天然裂缝控制范围半径得到非常规油气藏地质参数。

在本公开的至少一个实施例中，根据所述第三数据得到压裂裂缝控制范围半径和天然裂缝控制范围半径包括以下公式：

r

r

L为所述总长度，单位为m；

θ为所述方位角，单位为rad；

m为所述微地震活动总数；

V为所述有效压裂体积，单位为m

H为所述总高度，单位为m；

W为所述总宽度，单位为m。

在本公开的至少一个实施例中，根据所述第一数据、所述第二数据、所述第三数据和所述压裂裂缝控制范围半径、所述天然裂缝控制范围半径得到非常规油气藏地质参数包括以下公式：

r

a为所述射孔宽度，单位为m；

c为所述段间距，单位为m；

r

x,y为相对于射孔点的坐标值。

在本公开的至少一个实施例中，所述第一数据通过地质测井及岩心分析得到。

在本公开的至少一个实施例中，所述第二数据通过裂缝导流能力测试得到。

在本公开的至少一个实施例中，所述第三数据从微地震解释数据及压裂基础数据中获取。

在本公开的至少一个实施例中，所述裂缝导流能力测试采用与现场施工所用的相同的支撑剂配比进行测试。

另一方面，还提供一种非常规油气藏非均匀地质参数的获取装置，装置包括处理器和存储器，存储器中存储有适于处理器执行的计算机程序指令，计算机程序指令被处理器运行时执行如上述任一实施例所述的非常规油气藏非均匀地质参数的获取方法中的步骤。

本公开的获取方法与现有技术的均质模型相比，通过将反映基质、诱导裂缝、天然裂缝渗透性的第一数据和反映压裂裂缝渗透性的第二数据作为边界条件，使非常规油气藏地质参数限定在符合实验值的范围内。通过对反映裂缝开启程度的第三数据的处理得到压裂裂缝控制范围半径和天然裂缝控制范围半径，从而限定不同渗透性区域的距离范围。最后根据获取的相关边界条件数据和不同渗透性区域的距离范围数据来描述非常规油气藏地质参数，既保持了基质区与压裂裂缝区孔渗(孔隙度和渗透率)数据的稳定性，又体现了天然裂缝区孔渗数据的非均匀过渡性。通过数值计算表明，在相同计算精度下，本公开采用的非均匀地质特征描述方法可以极大的减少计算时间，而且随着裂缝复杂度的提升，相较之下，起到了更好的计算效率的提升。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1为根据一些实施例的一种非常规油气藏开发结构的示意图；

图2为根据一些实施例的一种非均匀地质参数获取方法的流程示意图；

图3为以孔隙度作为地质参数实施例的一种孔隙度非均匀分布截面示意图；

图4为以孔隙度作为地质参数实施例的一种多级压裂孔隙度非均匀分布俯视图；

图5为根据一些实施例的一种非均匀地质参数获取装置的结构示意图。

图6为采用本公开非均匀地质参数获取方法与现有方法在计算效率上的比较示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。

需要说明的是，文中的步骤编号，仅为了方便具体实施例的解释，不作为限定步骤执行先后顺序的作用。

本公开一些实施例提供的方法可以由相关的处理器执行，且下文均以处理器作为执行主体为例进行说明。其中，执行主体可以根据具体案例进行调整，如服务器、电子设备、计算机等。

参见图1所示的非常规油气藏开发结构的示意图，实施体积压裂后的油气藏中，以井筒为基准朝着远离井筒的方向上，根据其中裂缝的渗透性不同可以分为三个区域，分别是外围(离井筒最远)的基质区、中间的天然裂缝区和离井筒最近的压裂裂缝区。压裂裂缝区主要是水力压裂所形成的压裂裂缝。天然裂缝区主要包括受水力压裂主裂缝的影响扩展所产生的诱导裂缝以及天然裂缝等微裂缝，基质区主要非常规储层发育形成的天然裂缝。现有的均质模型为了方便计算，针对基质区、天然裂缝区以及压裂裂缝区都会分别给出与其相应的固定的渗透率以及孔隙度值来模拟这三个区域的渗透性。真实的情况是基质区与压裂裂缝区的渗透率与孔隙度值确实趋于恒定，通过设置固定的渗透率以及孔隙度值来模拟能够达到较好的一致性。但是处于中间的天然裂缝区因为裂缝系统较为复杂，在空间上呈非均匀变化，以往的均质模型不能反映天然裂缝区中从压裂裂缝区到基质区方向上渗透率与孔隙度从大到小的变化过程。

针对目前模拟方法存在的不足，本公开一些实施例提供一种非常规油气藏非均匀地质参数的获取方法及装置，以期更加准确、更加合理的描述非常规油气藏地质参数，既保持基质区与压裂裂缝区孔渗数据的稳定，又体现天然裂缝区孔渗数据的非均匀过渡。本申请的方法可以应用于水平井和直井，主要针对的是单口井，以及不存在裂缝干扰的多井。

为便于本申请中相关参数的描述，建立相应的坐标系作为参照。坐标系的原点建立在井筒的射孔点处，沿井筒的径向水平向外的方向为x轴方向，沿井筒的径向竖直向上的方向为y轴方向，xy坐标平面垂直于井筒的轴线。

本公开获取方法适用的非常规油气藏包括井筒、压裂裂缝、诱导裂缝、天然裂缝以及基质；参见图2所示的非均匀地质参数获取方法的流程示意图，获取方法包括以下步骤：

S1，获取第一数据，所述第一数据包括基质孔隙度、基质渗透率、微裂缝孔隙度和微裂缝渗透率；所述第一数据用于反映所述基质、诱导裂缝、天然裂缝的渗透性。

S2，获取第二数据，所述第二数据包括压裂裂缝渗透率和压裂裂缝孔隙度；所述第二数据用于反映所述压裂裂缝的渗透性。

第一数据和第二数据反映的是不同区域中不同裂缝类型的基础渗透性能，获取第一数据和第二数据的作用是为了在获取非常规油气藏地质参数时作为边界条件，使非常规油气藏地质参数限定在符合实验值的范围内。

S3，获取第三数据，所述第三数据包括段间距、压裂裂缝的方位角、压裂裂缝的总长度、压裂裂缝的总宽度、压裂裂缝的总高度、射孔宽度、微地震活动总数、有效压裂体积和井筒半径；所述第三数据用于反映裂缝开启程度，也就是在一定程度上反应经过压裂后所形成裂缝的整体状态。

实际上三个区域中每个区域到底有多大的距离范围，仅通过实验室的实验是不能监测到的，需要结合微地震数据来判断。微地震监测技术通常利用压裂过程中地层压力升高而诱发的微地震，采用地面监测系统收集地震波数据，并进行数据的信号识别与处理，从而记录、定位各个微地震源，各个微地震源的分布可以反映地层中的裂缝轮廓，可以大致计算出裂缝的体积控制范围。压裂裂缝的方位角、压裂裂缝的总长度、压裂裂缝的总宽度和压裂裂缝的总高度这些参数都是微地震解释后得到的裂缝数据。

S4，对所述第三数据进行处理，得到压裂裂缝控制范围半径和天然裂缝控制范围半径。在该步骤中，通过对第三数据的处理得到压裂裂缝控制范围半径和天然裂缝控制范围半径，从而较为准确的限定不同渗透性区域的距离范围。

S5，对所述第一数据、所述第二数据、所述第三数据和所述压裂裂缝控制范围半径、所述天然裂缝控制范围半径进行处理，得到非常规油气藏地质参数。

该步骤根据获取的相关边界条件数据和不同渗透性区域的距离范围数据来描述非常规油气藏地质参数，既保持了基质区与压裂裂缝区孔渗数据的稳定性，又体现了天然裂缝区孔渗数据的非均匀过渡性，通过该非均匀地质参数模型的建立，有利于进一步的渗流场理论模型的推导，在相同计算精度下，本公开采用的非均匀地质特征描述方法可以极大的减少计算时间，而且随着裂缝复杂度的提升，相较之下，起到了更好的计算效率的提升。

在一些实施例中，步骤S4包括：

对所述第三数据进行处理所采用的公式为，

r

r

L为所述总长度，单位为m；

θ为所述方位角，单位为rad；

m为所述微地震活动总数；

V为所述有效压裂体积，单位为m

H为所述总高度，单位为m；

W为所述总宽度，单位为m。

其中的总长度L、总高度H和总宽度W是指整个压裂裂缝的分布区域分别在竖直平面和水平面上投影，沿井筒径向的水平方向为长度，沿井筒轴线方向为宽度，沿井筒径向的竖直方向为高度。方位角是指裂缝相对于水平面的倾斜方向角度。这些数据可以从微地震解释数据及压裂基础数据中得到，一般压裂和微地震时会进行相关数据的记录和存储，从存储有这些数据的存储载体中读取相应的数据。

在一些实施例中，步骤S5包括：

对所述第一数据、所述第二数据、所述第三数据和所述压裂裂缝控制范围半径、所述天然裂缝控制范围半径进行处理所采用的公式为，

r

r

r

a为所述射孔宽度，单位为m；

c为所述段间距，单位为m；

L为所述总长度，单位为m；

r

x,y为相对于射孔点的坐标值。

对于上述一组公式需要解释的是，其中的输出量非常规油气藏地质参数

在一些实施例中，第一数据可以通过地质测井及岩心分析得到。从记录有第一数据的存储载体中读取相应数据即可。

在一些实施例中，第二数据可以通过裂缝导流能力测试得到。压裂裂缝的数据来自实验室进行的实验，采用现有的裂缝导流能力测试方法。从存储有相应的实验数据的存储载体中读取相关数据。

可选的，裂缝导流能力测试采用与现场施工所用的相同的支撑剂配比进行测试，以最大程度的与实际情况相一致。现场施工所用的支撑剂配比可由现场施工数据得到，表示为支撑剂用量与携砂液量的比值。

在一些实施例中，第三数据可以从微地震解释数据及压裂基础数据中获取。微地震解释数据在进行微地震测试时进行记录和保存；压裂基础数据包括在确定压裂方案时制定的数据以及压裂施工过程中收录的数据。比如压裂级数、总入地液量等是预先制定的，平均施工压力是现场压力监测得到的。从存储有这些数据的存储载体中读取相应数据。

下面以某区块非常规油气藏的实际储层条件为例来说明本公开获取方法的模拟结果。

研究某区块储层条件，通过地质测井及岩心分析获取该区块油气藏基础数据，得到基质孔隙度φ

通过实验室裂缝导流能力测试获取压裂裂缝基础数据，得到与现场施工所用的相同的支撑剂比例下的压裂裂缝渗透率k

获取该区块基本压裂微地震解释数据及压裂基础数据，包括段间距c；方位角θ；总长度L；总宽度W；总高度H；射孔宽度a；微地震活动总数m；有效压裂体积V；井筒半径r

表1水力压裂基础数据

表2微地震解释基础数据

通过步骤S4中的一组公式对微地震解释数据进行处理，计算得到压裂裂缝控制范围半径为12.6米，微裂缝控制范围半径为51.9米。

通过步骤S5中的一组公式对前面获取的相应数据进行处理，计算得到非常规油气藏地质参数分布图。该实施例中地质参数采用的是孔隙度，参见图3所示的孔隙度非均匀分布截面示意图，以及图4所示的多级压裂孔隙度非均匀分布俯视图。需要说明的是，图3中的微裂缝区即是指的天然裂缝区，人工裂缝区即是指的压裂裂缝区。图4中不同曲线之间的间距大小代表了孔隙度的变化梯度，曲线越密集的地方代表孔隙度的变化越快。从图中可以明显的看出，压裂裂缝区的孔隙度稳定在21％，基质区的孔隙度稳定在5.8％，天然裂缝区的孔隙度从21％逐渐非均匀的过渡到5.8％，与非常规油气藏地质参数实际分布状况一致，能够很好的模拟出非常规油气藏地质参数在空间分布上的非均匀性。地质参数采用渗透率时的处理步骤与采用孔隙度时的处理步骤相同，处理后得到的渗透率的分布图与图3和图4类似。

参见图6所示，通过数值计算表明，在相同计算精度下，本申请采用的非均匀地质特征描述方法可以极大的减少计算时间，而且随着裂缝复杂度的提升，相较之下，起到了更好的计算效率的提升。

本公开的一些实施例还提供一种非常规油气藏非均匀地质参数的获取装置，参见图5所示的非均匀地质参数获取装置的结构示意图，获取装置包括通信接口1000、存储器2000和处理器3000。通信接口1000用于与外界设备进行通信，进行数据交互传输。存储器2000内存储有可在处理器3000上运行的计算机程序。所述存储器2000和处理器3000的数量可以为一个或多个。

如果通信接口1000、存储器2000及处理器3000独立实现，则通信接口1000、存储器2000及处理器3000可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。所述总线可以是工业标准体系结构(ISA，Industry Standard Architecture)总线、外部设备互连(PCI，PeripheralComponent)总线或扩展工业标准体系结构(EISA，Extended Industry StandardComponent)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，该图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

可选的，在具体实现上，如果通信接口1000、存储器2000、及处理器3000集成在一块芯片上，则通信接口1000、存储器2000、及处理器3000可以通过内部接口完成相互间的通信。

处理器用于支持获取装置执行上述任一实施例所述的非常规油气藏非均匀地质参数的获取方法中的一个或多个步骤。处理器可以是中央处理单元(Central ProcessingUnit，简称CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器中存储有适于所述处理器执行的计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述处理器运行时执行上述任一实施例所述的非常规油气藏非均匀地质参数的获取方法中的一个或多个步骤。

存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过通信总线与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。同时，在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。