压裂裂缝高度的测井评价方法_罗宁

压裂裂缝高度的测井评价方法_罗宁
压裂裂缝高度的测井评价方法_罗宁

收稿日期:2008-03-16;修回日期:2008-12-01

作者简介:罗宁(1974-),高级工程师,1997年毕业于西南石油学院测井专业,现从事测井现场解释和资料评价工作。地址:(400021)重庆市江北区大石坝川庆钻探公司测井公司解释中心,电话:(023)67352053,E-m a i l :l u o n i n g 1974@126.c o m

开采工艺

压裂裂缝高度的测井评价方法

宁,丁邦春,侯俊乾,张莉萍,范利群

(四川石油管理局测井公司解释中心)

罗 宁等.压裂裂缝高度的测井评价方法.钻采工艺,2009,32(1):43-45

摘 要:水力压裂技术作为油田的主要增产措施,在油田的开发中得到广泛的应用,但评价压裂效果的重要参数—裂缝的压裂高度却无法直接获取。通过分析,井温测井、同位素测井、中子寿命测井、过套管阵列声波(交叉偶极)测井在井壁存在压裂裂缝时和井壁不存在压裂裂缝时响应特征有明显差异,从而总结出了压裂裂缝高度的测井评价方法,并给出相应的实例证明这些方法的适用性。同时,该文也对油公司在选择适当的测井方法判断压裂裂缝高度方面具有指导意义。

关键词:压裂裂缝高度;井温;同位素;中子寿命;交叉偶极;测井评价

中图分类号:T E 357.1+4 文献标识码:A 文章编号:1006-768X (2009)01-0043-03

根据井壁存在压裂裂缝时与井壁不存在压裂裂缝时在测井资料上的不同测井响应,通过测井资料可以间接获取裂缝的压裂高度,评价水力压裂的效果。经过分析,井温测井、同位素测井、注硼中子寿命测井、过套管阵列声波(交叉偶极)测井均对井壁存在压裂裂缝反映敏感,是适合于评价裂缝压裂高度的有效技术。

一、利用井温测井判别压裂裂缝高度

压裂前,井筒内液体与其周围处于热平衡状态,相互之间无热传导,因此井温曲线呈正常的地温梯度。压裂后,低温压裂液携带支撑剂,高速经过井筒流入到压开的垂直裂缝中,破坏了原始的温度平衡系统,由于井筒中的液体温度远低于其周围的地层温度,形成温差,地层中的热量在温差的作用下,不断传入井筒,造成地层温度下降。对于无压裂缝井段,热量是沿井径方向径向传入井筒,直接被井筒中液体吸收;而对于有压裂缝井段,由于裂缝内充填了大量的低温液体,地层热量主要沿垂直裂缝方向流入裂缝,同时由裂缝流入井筒,呈现线性传热规律。这就导致有裂缝存在的井段对井筒的供热相对无裂缝井段的对井筒的供热慢,相对应的井筒内的液体的温度上升也相对缓慢,因此在有压裂缝的井段出现温度“负异常”。由于井温曲线在压裂裂缝边界的“负异常”拐点稳定,因此可以视为裂缝高度的边

界位置[1]

。井温测井就是利用这个原理进行判断

裂缝的压裂高度。

A 井就是这样的一个实例:该井在1767~1778m 进行射孔作业,然后进行加砂压裂,目的是同时压开测井所解释段的储层(1767~1778m ,1779~1787m );加砂压裂后进行井温测井,以判别压裂裂缝高度。测井后,可见射孔段附近存在明显的低温异常,证明的确在该段压裂效果明显,压开了裂缝。经过仔细分析井温资料,发现在下部1786m 存在低温异常拐点,为压开裂缝的下边界位置;在1763m 也存在一个低温异常拐点,判断为压开裂缝上边界位置,因此,压裂缝延伸段为1763~1786m 段,压裂高度为23m ,压开了测井所解释的两段储层,获得了预期的压裂效果。

二、利用同位素测井判别压裂裂缝高度

放射性同位素测井就是利用放射性同位素来研究井的地质剖面和井筒内技术情况的测井方法,它是利用放射性同位素来人为提高井内被研究对象的伽马射线强度的方法。其基本方法是:向井内注入被放射性同位素活化的物质,并在注入活化物质前、后分别进行伽马测井,对比两次测量结果,找出活化

物质在井内的分布情况,以确定岩层特性或井的技术状况或油气层动态。压裂作业后,被压开的裂缝段吸附大量的放射性同位素物质,造成自然伽马值

·

43·第32卷 第1期

V o l .32 N o .1

钻 采 工 艺

D R I L L I N G &P R O D U C T I O NT

E C H N O L O G Y

升高,而未被压裂的井段由于基本没有吸附放射性

同位素物质,其测量的自然伽马值基本不变。同位素测井判断裂缝高度就是利用这个原理。评价方法是根据井内注入被放射性同位素活化的物质前、后分别进行伽马测井,将注入同位素后所测的自然伽马曲线与注入前所测的自然伽马曲线(基线)相对比,在有差异的部分,即为地层被压开部分,该部分的高度也即为压裂裂缝高度

[2]

B 井就是这样一个实例:该井在1761~

1770.5m 进行射孔作业,射孔后,先测量了一条自然伽马基线。而后进行60m 3

压裂液的测试作业。测试施工作业完成后,随即进行了放射性同位素测井,以确定压裂裂缝高度。从所测资料分析,放射性对井筒基本上没有沾污影响,无须进行沾污校正。根据同位素测井资料分析,在1701.5m 以上井段,注入同位素后所测的自然伽马曲线与基线基本重合;在1786.5m 以下井段,注入同位素后所测的自然伽马曲线与基线也基本重合。由此可以判断出该次压裂施工作业压开的井段为1701.5~1786.5m ,压裂高度85m ,压裂效果明显。

三、利用注硼中子寿命测井

判断压裂裂缝高度

中子寿命测井仪采用脉冲中子法测量地层的热中子宏观俘获截面?。当井下脉冲中子发生器向地层发射快中子脉冲后,这些快中子就会在很短的时间被仪器周围的介质减速成热中子,这些热中子又会被介质逐步吸收。这就使得仪器周围的热中子密度始而快速增长,继而逐渐衰减,其衰减的快慢主要取决于介质的宏观俘获截面?值,?值越大,热中子密度衰减越快即中子寿命越短。

注硼中子寿命测井的原理是用硼元素作为一种示踪剂,因为硼元素的俘获截面是N a C l 俘获截面的119倍,且硼酸易溶于水不溶于油。硼溶于水后是一种弱酸性物质,它不含放射性,对地层的酸污染也小。该方法主要利用硼的宏观俘获截面比较大的特性,在酸化或压裂施工中,采用注硼中子寿命进行测井,由于硼元素被压开的裂缝段大量吸附,造成该段俘获截面?值增大,而未被压裂的井段由于基本没有吸附硼元素,其测量的俘获截面?值基本不变[3]

。利用注硼中子寿命测井就是利用这个原理来判断压裂裂缝高度。

注硼中子寿命测井的基本过程为:首先测一条基线,然后根据施工井的产层厚度、孔隙度、岩性、压

力、温度等参数设计硼酸液浓度、注入量和注入压

差,注完硼酸后再测一条中子寿命曲线,利用两条曲

线的幅度差来判断产层或射孔段注入硼酸的状况,这就是注硼测井的测-注-测施工工艺。

C 井就是一个实例:该井测井解释储层段为1544~1560m ,甲方在1544~1548m 射孔,而后进行压裂酸化,希望通过压裂作业将储层段全部压开。测井作业的流程是:在压裂作业前,先测一条中子寿命基线;在压裂作业后,再测一条中子寿命曲线,两者比较,判断压裂裂缝高度。从中子寿命测井资料看(见图1),井段1542.2~1558.3m ,注硼后所测的俘获截面值要高于基线所测的俘获截面值,说明该段在压裂时有硼酸液注入。而在1542.2m ~1558.3m 井段,加硼后所测的俘获截面值与基线所测的俘获截面值相一致,说明在1542.2~1558.3m 以外井段没有硼酸液注入,因此根据注硼中子寿命资料分析,压裂裂缝段为1542.2~1558.3m ,裂缝高度为16.1m ,基本将储层段1544~1560m 段全部压开,取得很好的压裂效果。

四、利用过套管交叉偶极横波

测井判断压裂裂缝高度

交叉偶极横波采用了偶极声源,其产生的剪切

·

44· 

钻 采 工 艺

D R I L L I N G &P R O D U C T I O NT

E C H N O L O G Y

2009年1月

J a n .2009

波具有频散特征,低频时其传播速度与地层横波相同,因此,可以从剪切饶曲波得到横波。交叉偶极横波测井仪有两个正交发射器,沿两个相互垂直的方向向地层发射压力脉冲,通过两列接收波形的时间差和相位差,可以判断地层的各向异性,并评价垂直裂缝和地应力状态。简单的说就是横波在各向异性地层发生正交分解,分散为快横波和慢横波[4]。定义各向异性为:各向异性=2(快横波速度-慢横波速度)/(快横波速度+慢横波速度)。

根据裸眼井的评价可知,裂缝是造成各向异性增大的主要原因,当地层存在裂缝时,横波的各向异性将明显增大,而不存在裂缝时,则各向异性值基本为零。

由此,将此技术推广到套管井的评价中,根据研究可知,当固井质量较好时,其所测量的横波时差能正确反映地层的横波时差[5],因此,完全可以利用高技术评价裂缝的压裂高度。因为当井壁不存在裂缝时,横波快慢时差基本相同,基本不存在各向异性,而当井壁被压裂,形成垂直裂缝时,各向异性值将明显增大,因此,各向异性变化明显段就是裂缝被压开的高度,这就是利用交叉偶极横波判断压裂裂缝高度的原理。

D井就是利用过套管交叉偶极横波识别压裂裂缝高度的一个例子:该井在1362~1368m射孔,于压裂作业前先测了一次过套管交叉偶极横波测井,经处理,发现在射孔段附近横波各向异性不明显,无裂缝存在。压裂后,又进行了一次过套管交叉偶极横波测井,发现在1357~1374m井段快慢横波时差差异明显,各向异性明显(图2),据此判断裂缝压裂缝延伸段为1357~1374m,裂缝高度为17m;经压裂作业,裂缝向上延伸7m,向下延伸6m,压裂效果良好。

五、总结

(1)井温测井、同位素测井、注硼中子寿命测井、过套管交叉偶极横波测井均是判断压裂裂缝高度的有效评价方法。

(2)井温测井是价格最低廉的裂缝高度评价技术,但由于需要人为判断“拐点”,因此其解释精度受人员经验影响,其解释精度相对较粗糙,不够精确。注硼中子寿命测井判断压裂裂缝高度受地层孔隙度影响,如储层孔隙较小,则效果较差;同时,硼酸对携砂液也有一定的破胶作用,对加砂压裂效果有一定的影响。同位素测井判断压裂裂缝高度具有方便、直观的特点、但同位素对施工现场有轻微的放射性污染,同时测井时间受限制较严格,测井时间不能太长(一般要求在2h内测完)。过套管交叉偶极横波判断压裂裂缝高度的方法准确可靠,同时具有施工风险小、直观准确、快速方便的特点,且测井时间不受限制,但相对其他测井费用要高一些。

(3)笔者认为判别压裂裂缝高度较好的测井方法是同位素测井和过套管交叉偶极横波测井,这两种方法不受人为因素和地层孔隙影响,判别时简单、直观、快速;特别是过套管交叉偶极测井,虽然费用稍高,但测井时间不受限制,对地层无任何污染。

参考文献

[1]高印军.利用井温资料解释裂缝高度[J].油气井测试,

2004,13(4).

[2]罗宁.同位素测井在四川油气田的应用[J].天然气勘

探与开发,2007,30(3).

[3]赵培华.注硼中子寿命测井技术及其在油田开发中的

应用[J].国外测井技术,2005,20(3).

[4]王贵清.交叉式多极阵列声波(X M A C)测井资料的应

用[J].国外测井技术,2003,18(2).

[5]罗利.套管井阵列声波测井效果评价[J].天然气工业,

2006,26(8).(编辑:黄晓川)

·

45

·

第32卷 第1期V o l.32 N o.1

钻 采 工 艺

D R I L L I N G&P R O D U C T I O NT

E C H N O L O G Y

t h e P e n g l a i z h e n g a s r e s e r v o i r o f f i e l dA,a n d g a s-b e a r i n g a r e a w a s h i g h u pt o129.07k m2,t h e e x p l o r e dg a s r e s e r v e s h a v e e x c e e d e d 100.78×108m3i n S u i n i n g z u g a s r e s e r v o i r o f f i e l d Bi n2005.L o w d a m a g e f r a c t u r i n g t e c h n o l o g y h a s b e e n a p p l i e d i n o t h e r g a s f i e l do f

We s t e r n S i c h u a n,a n d i t p r o v i d e d a n i m p o r t a n t a n d v a l u a b l e e x p e-r i e n c e f o r t h e e x p l o r a t i o n a n d d e v e l o p m e n t o f n a t u r a l g a s r e s e r v o i r i n S i m i l a r r e s e r v o i r.

K e yw o r d s:w e s t e r n S i c h u a n a r e a,t i g h t g a s f i e l d,f r a c t u r i n g t e c h n o l o g y,l o wd a m a g e,a p p l i c a t i o n

H U A N GY u z h o n g(e n g i n e e r),b o r ni n1972,g r a d u a t e df r o m C h e m i c a l E n g i n e e r i n g D e p a r t m e n t o f S o u t h w e s t P e t r o l e u mI n s t i t u t e i n1996,a n d o b t a i n e d m a s t e r's d e g r e e i n2004,i s m a i n l y e n g a g e d i n t h e d e s i g n,r e s e a r c ha n df i e l ds e r v i c eo n s t i m u l a t i o nt e c h n o l o-g y.

A d d:E n g i n e e r i n g T e c h n o l o g yI n s t i t u t e o f S o u t h w e s t

B r a n c h, S i n o p e c,298L o n g q u a n s h a nR o a d,D e y a n g

C i t y618000,S i c h u a n P r o v i n c e,P.R.C h i n a

Mo b i l e:+86-137********E-m a i l:h u a n g y u z h o n g@126.

c o m

R E S E A R C H O N D R I L L I N G C O S T MO D E L O F

B E A

C HO I L F I E L DE X P L O I T A T I O N

C H E N Wu1,C H E N G u a n g h a i1,Y E Z h i j i n1,Z H O N G S h u i q i n g2a n d C H E NY u2(1.S o u t h w e s t P e t r o l e u m U n i v e r s i t y;2.

C N P CS o u t h w e s t O i l/g a s F i e l d C o.),

D P T32(1),2009:36-38

A b s t r a c t:I nt h ed r i l l i n g e x p l o i t a t i o no f t h eb e a c ho i l f i e l d, t h e i n f l u e n c i n g f a c t o r o f d r i l l i n g c o s t c o n t a i n s t h e d r i l l i n g t e c h n o l o-g y a n d g e o l o g i c f e a t u r e s.T h e t h e s i s a n a l y z e d t h e f a c t o r o f i n f l u e n-c i n g d r i l l i n g c o s t,a n d e s t a b l i s h e d t h e d r i l l i n g c o s t m o d e l a n d c o m-p r e h e n s i v e d r i l l i n gc o s t m o d e l o f d r i l l i n g q u a n t i t ya n dt h es i n g l e w e l l d a i l y c a p a c i t y.T h r o u g h s e l e c t i n g a n d m e a s u r i n g t h e p a r a m e-t e r o f t h em o d e l,t h em a t h e m a t i c s m o d e l a m o n gt h ed r i l l i n g t o t a l n u m b e r,d r i l l i n g t o t a l c o s t s a n dt h es i n g l ew e l l d a i l yr a t e w a s o b-t a i n e d.C o m b i n i n g t h e b e a c h o i l f i e l d d e v e l o p m e n t,t h e m a t h e m a t-i c s m o d e l c a n q u i c k l yc a l c u l a t e o i l f i e l d d e v e l o p m e n t c o s t a n di m-p r o v e t h ea c c u r a c y o f s c i e n t i f i cd e c i s i o n-m a k i n gi nb e a c ho i l f i e l d e x p l o i t a t i o n.

K e yw o r d s:b e a c h o i l f i e l d,d r i l l i n g c o s t,m o d e l

C H E N Wu(p r o f e s s o r,d o c t o r),b o r ni n1963,g r a d u a t e d f r o mt h e P e t r o l e u mG e o l o g y

D e p a r t m e n t o f t h e S o u t h w e s t P e t r o l e u m U n i v e r s i t y,i s e n g a g e d i nt h e t e a c h i n g a n dr e s e a r c ho nt h ee n t e r-p r i s e e c o n o m i ca c t i v i t i e s a n a l y s i s,p u b l i s h e do v e r e i g h t yp a p e r s, c o m p l e t e dp r o v i n c i a l l e v e l i t e m m o r e t h a nt w e n t y,a n dm o r e t h a n

f o r t y h o r i z o n t a l c o o p e r a t i o n i t e m s,p u b l i s h e dm o r e t h a nt e nm o n o-

g r a p h s a n dt e a c h i n g m a t e r i a l s.

A d d:E c o n o m i c M a n a g e m e n t I n s t i t u t e o f S o u t h w e s t P e t r o l e u m U n i v e r s i t y,X i n d u D i s t r i c t,C h e n g d uC i t y610500,S i c h u a nP r o v-i n c e,P.R.C h i n a

Mo b i l e:+86-139********E-m a i l:c h e n w u910@y a-h o o.c o m.c n

N E W ME T H O D O F R E S E R V O I R F L U I D I D E N T I F I-C A T I O N B A S E D O N C O R R E S P O N D E N C E A N A L Y S I S T H E O R Y

F A N X i a n g y u1,2,H U A N

G Y i1,L I U Y u e h u i1,C

H E N Y i n g j i e3a n d L U OQ i n g1(1.E n g i n e e r i n gL o gL a b o r a t o r y o f S o u t h-w e s t P e t r o l e u m U n i v e r s i t y;2.P o s t d o c t o r S t a t i o no f M i n i n gE n g i-n e e r i n g i n C h o n g q i n g U n i v e r s i t y;3.S o u t h w e s t P e t r o l e u m U n i v e r-s i t y),D P T32(1),2009:39-42

A b s t r a c t:T h e r e a r e s o m e m e t h o d s i n c l u d i n g f u z z y c l u s t e r i n g a n a l y s i s,d i s c r i m i n a n t a n a l y s i s,n o r m a l p r o b a b i l i t y d i s t r i b u t i o n a n d f a c t o r a n a l y s i s i ns t a t i s t i c s f o r d i s c r i m i n a t i n g r e s e r v o i r l i q u i d p r o p-e r t y.T h e r e s u l t s o f u s i n g t h e m e t h o d s t o d i s c r i m i n a t e r e s e r v o i r l i q-u i d sa r eq u a l i t a t i v e o rs e m i-q u a n t i t a t i v e.H o w e v e r,c o r r e s p o n-d e n c ea n a l y s i si sam e t h o do f m u l t i v a r i a b l es t a t i s t i c a l a n a l y s i s, b a s e do n f a c t o r a n a l y s i s.T h e v a r i a b l e s a n d s a m p l e s a r e u n i f i e d i n t h i s m o d e l i nw h i c h i n f o r m a t i o n o f l o g g i n g a n d t e s t i n g f o r o i l i s a d-e q u a t e l y u s e d a n dRf a c t o r a n a l y s i s a n d Qf a c t o r a n a l y s i s a r e u n i t-e d.A c c o r d i n g t o c o r r e s p o n d e n c e a n a l y s i s p r i n c i p l e,t h e t h e s i s a n-a l y z e d a n d s t u d i e d t h e25l a y e r s o f17w e l l s o f T U H Ao i l f i e l d b y u-s i n g V B6.0.88%o f t h e r e s u l t s o f C o r r e s p o n d e n c eA n a l y s i s a r e r i g h t,w h i c h c a n b e p r o v e db y t e s t i n g f o r o i l i n f o r m a t i o n.I t m a k e s e f f i c i e n t l y j u d g m e n t s i n d i s c r i m i n a t i n g r e s e r v o i r f l u i dp r o p e r t y.

K e yw o r d s:s t a t i s t i c s a n a l y s i s,c o r r e s p o n d e n c e a n a l y s i s,f l u-i d i d e n t i f i c a t i o n,f a c t o r a n a l y s i s

F A NX i a n g y u,b o r n i n1975,i s a d o c t o r,b e i n g e n g a g e di n t h e a p p l i e d r e s e a r c h o n n e wl o g g i n g t e c h n o l o g y i n p e t r o l e u mg e o l o-g y a n dp e t r o l e u me n g i n e e r i n g.

A d d:E n g i n e e r i n g L o g L a b o r a t o r y o f S o u t h w e s t P e t r o l e u mU-n i v e r s i t y,X i n d uD i s t r i c t,C h e n g d uC i t y610500,S i c h u a nP r o v-i n c e,P.R.C h i n a

T e l:+86-28-83032101

E-m a i l:s w p i f x y.s t u d e n t@s i n a.c o m

L O G G I N G E V A L U A T I O N ME T H O D SO FF R A C T U R-I N G H E I G H T

L U O N i n g,D I N GB a n g c u n,H O UJ u n q i a n,Z H A N GL i p i n g a n d F A NL i q u n(C C D CWe l l L o g g i n gC o m p a n y),D P T32(1), 2009:43-45

A b s t r a c t:H y d r a u l i c f r a c t u r i n g t e c h n o l o g y i s a m a i ns t i m u l a-t i o nt r e a t m e n t i n o i l f i e l d p r o d u c t i o n a n d h a s b e e n w i d e l y u s e d,b u t t h e i m p o r t a n t p a r a m e t e r s o f t h ee v a l u a t i o np o s t f r a c t u r e r e s p o n s e--f r a c t u r i n g h e i g h t c o u l dn o t b e d i r e c t o b t a i n e d.T h r o u g h t h e a n a l y-s i s,t h er e s p o n s ec h a r a c t e r i s t i c so f t e m p e r a t u r el o g g i n g,i s o t o p e l o g g i n g,n e u t r o n l i f e t i m e l o g g i n g,c a s i n g o f f s o n i c a r r a y(c r o s s-d i-p o l e)l o g g i n g w e r e o b v i o u s d i f f e r e n c e s w h e n t h e f r a c t u r e e x i s t e n c e o r i n e x i s t e n c e i n t h e b o r e h o l e w a l l,a s a r e s u l t t h e l o g g i n g e v a l u a-t i o n m e t h o d s o f f r a c t u r i n g h e i g h t w e r e p u t f o r w a r d,a n d t h e c o r r e-s p o n d i n g e x a m p l e s w e r eg i v e nt op r o v et h ea p p l i c a b i l i t yo f t h e s e m e t h o d s.

K e y w o r d s:f r a c t u r i n g h e i g h t,t e m p e r a t u r e,i s o t o p i c,n e u-t r o n l i f e t i m e,c r o s s-d i p o l e,l o g g i n g e v a l u a t i o n

L U O N i n g(s e n i o r e n g i n e e r),b o r ni n1974,g r a d u a t e df r o m W e l l L o g g i n g D e p a r t m e n t o f t h e f o r m e r S o u t h w e s t P e t r o l e u mI n s t i-t u t e i n1997,i s b e i n g e n g a g e d i n l o g g i n g d a t a i n t e r p r e t a t i o n a n d e-v a l u a t i o n.

A d d:L o g g i n gC o m p a n yo f C N P CC h u a n q i n gD r i l l i n gE n g i-n e e r i n gC o m p a n y,D a s h i b a,J i a n g b e i D i s t r i c t400021,C h o n g q i n g C i t y,P.R.C h i n a

T e l:+86-23-67352053E-m a i l:l u o n i n g1974@126.c o m

R E S E A R C H O N R E C T A N G U L A R P A T T E R N P R O-D U C T I V I T Y C A L C U L A T I O N I N L O W P E R ME A B I L I T Y R E S E R V O I R

H EY i n g,Y A N GZ h e n g m i n g a n dX I O N GS h e n g c h u n(I n s t i-t u t e o f P o r o u s F l o w&M e c h a n i c s,C h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s), D P T32(1),2009:46-48

A b s t r a c t:

B a s e do n n o n-D a r c y p e r c o l a t i o nl a wi n l o wp e r m e-a b i l i t y r e s e r v o i r,r e c t a n g u l a r p a t t e r np r o d u c t i v i t yf o r m u l af o r h y-d r a u l i c f r a c t u r i n g w e l l w a s o b t a i n e d b y u s i n g t h e s t r e a m-t u b e m e t h-o d.T h i s p a p e r a n a l y z e d t h e i n f l u e n t i a l f a c t o r s o f p r o d u c t i v i t y a n d t h e u s e c o e f f i c i e n t.T h e i n f l u e n c ef a c t o r s i n c l u d et h eh a l f o f f r a c-t u r e l e n g t h,w e l l s p a c i n g,s t a r t i n g p r e s s u r e g r a d i e n t a n d i n j e c t i o n-p r o d u c t i o np r e s s u r ed i f f e r e n c e.A t t h es a m et i m e,t h ei n f l u e n c e d e g r e e o f e a c hf a c t o r w a s d i s c u s s e da n dt h e a p p r o a c h e s o f e n h a n-c i n g t h e l o wp e r m e a b i l i t y r e s e r v o i r d e v e l o p m e n t e f f e c t w e r e p u t f o r-w a r d i na c c o r d a n c e w i t ha c t u a l s i t u a t i o n.T h er e s u l t s c a n b eu s e d f o r p a t t e r n o p t i m i z a t i o no f l o wp e r m e a b i l i t yr e s e r v o i r a n dr e s e r v o i r e v a l u a t i o n.

K e yw o r d s:l o wp e r m e a b i l i t y,r e c t a n g u l a r p a t t e r n,f r a c t u-r i n g,p r o d u c t i v i t y f o r m u l a s,o p t i m u mp a t t e r n

H EY i n g(f e m a l e),i s s t u d y f o r h e r d o c t o r's d e g r e e i n I n s t i t u-t e o f P o r o u s F l o w&M e c h a n i c s o f C h i n e s eA c a d e m y o f S c i e n c e s, r e s e a r c h d i r e c t i o n:r e s e r v o i r f i l t r a t i o n t h e o r y.

A d d:I n s t i t u t e o f P o r o u s F l o w&M e c h a n i c s,C h i n e s e A c a d e-m y o f S c i e n c e s,P.O.

B o x44,L a n g f a n g

C i t y065007,H e b e i P r o v i n c e,P.R.C h i n a

Mo b i l e:+86-139********

E-m a i l:h e y i n g0000@s i n a.c o m

A N A L Y S I SO FF E A S I

B I L I T YO FP O L Y ME R F L O O D-I N G I NL A-S A-X I N G T E R T I A R Y-MA I NL A Y E R S

Z H A N G L i j u a n,Y U EX i a n g a n a n dH EF e n g g u o(M O EK e y L a b o r a t o r y o f P e t r o l e u mE n g i n e e r i n g i nC h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o-l e u m(B e i j i n g)),D P T32(1),2009:49-52

A b s t r a c t:T a k i n g a d v a n t a g eo fl o n gm u l t i-m e a s u r ep o i n t c o r e s,t h e f e a s i b i l i t y o f p o l y m e r f l o o d i n g w a s s t u d i e db y l a b o r a t o r y e x p e r i m e n t s i nL a-s a-x i n g t e r t i a r y-m a i nl a y e r s o f D a q i n g o i l f i e l d. T h e i n j e c t a b i l i t y a n d o i l d i s p l a c e m e n t p r o p e r t y o f p o l y m e r s o l u t i o n w i t h m o l e c u l e w e i g h t8106a n d10106w e r e d i s c u s s e d.T h e e f f e c t o f m o l e c u l e,c o n c e n t r a t i o na n de n dp l u g g i n go ni n j e c t i v i t yw e r e a n a l y z e d.I n a d d i t i o n,r h e o l o g i c a l p r o p e r t y o f p o l y m e r s o l u t i o n i m-

·

3

·

V o l.32N o.1J a n.2009D R I L L I N G&P R O D U C T I O NT E C H N O L O G Y

控制裂缝高度

1 研究目的 在水力压裂过程中,当油气层很薄或上下隔层为弱应力层时,裂缝会沿着垂直方向上延伸,这会使裂缝超出生产层而进入隔层。这不但会导致裂缝高度过大、减少裂缝长度和影响压裂效果,而且当裂缝延伸进入邻近含水层时,会引起含水暴增。对存在气顶的油藏,也同样潜在着“引气入井”的危险。因此,如何将裂缝高度控制在油气层内是水力压裂能否成功的关键因素之一。 为了有效地控制裂缝高度,近年来国内外对裂缝高度延伸机理进行了大的研究,对影响裂缝高度的因素有了更广泛、更深入地认识,发展了多种人工控制裂缝高度的技术。目前控制缝高技术有人工隔层技术;变排量压裂技术;注入非支撑剂控制缝高;调整压裂液的密度控制缝高;冷却地层控制缝高。 在开采地层油气过程中, 水力压裂是一项重要的增产措施。但在实际水力压裂中, 裂缝会向上或向下延伸, 这都影响了压裂液效率和裂缝效率, 进而影响裂缝的导流能力和压裂效果, 造成横向发展短, 消耗泵压, 降低油气产量。甚至会导致压后完全无效或压开水层, 引起油井含水暴增。所以, 通常希望把裂缝限制在油层内, 且裂缝在横向达到合适的长度, 这样才能提高油气产量。 2 研究现状 在上世纪80年代初, 美国总结了棉花谷地区大量的压裂实践, 提出了缝高与排量的统计关系; Boit理论分析和实践调查分析了层间岩石力学性质差异(弹性模量和泊松比) 等对缝高延伸的影响, 提出了裂缝穿过层间界面的机理, 给出了其界面力学性质应满足的理论关系和力学准则;Bennaceur等人详细讨论了影响缝高的因素, 提出了多层介质中控制缝高的力学机理; Warp iniski等人着重从地应力角度讨论了缝高延伸规律。目前控制缝高技术: ①人工隔层技术; ②变排量压裂技术; ③注入非支撑剂控制缝高; ④调整压裂液的密度控制缝高; ⑤冷却地层控制缝高。本文主要研究和介绍了人工控制缝高技术。

裂缝测井识别

所谓裂缝识别,主要包含四个含义,即裂缝的真实性、裂缝的有效性、裂缝填充物的性质(即含油气性)、裂缝产状的计算。 裂缝综合分类如下: ?? ? ? ? ? ????? ? ? ? ? ?? ??????????????????????应力释放缝钻井液与地应力压裂缝钻具诱导缝诱导缝网状裂缝)水平缝()低角度缝()斜交缝()高角度缝(低阻(低密度)缝高阻(高密度)缝天然裂缝 裂缝5305753075αααα 常规测井曲线对裂缝的响应 1、微侧向测井 微侧向测井采用贴井壁测量。由于其电极系尺寸小,测量范围小,所以,其测量结果反映了井壁附近的地层情况,对裂缝的发育情况十分敏感。在裂缝发育段,电阻率出现低阻异常,往往表现为以深侧向为背景的针刺状低阻突跳。 2、双侧向测井 从宏观上看,深、浅侧向,尤其是深侧向能反映出井眼周围较大范围内地层总的电性变化,由于探测深度有较大差别,往往出现深、浅侧向值的大小不同,表现为电阻率的“差异”。影响双侧向差异性质及大小的因素较多,但主要是裂缝发育程度、裂缝角度、流体性质因素的影响。 (1) 裂缝发育程度的影响 经验表明,裂缝越发育的地方,双侧向的正差异一般也越大。 (2) 裂缝角度的影响 高角度、垂直裂缝的双侧向为正差异。斜交缝的双侧向不明显。低角度缝、水平缝的双侧向为低阻尖峰。 (3) 流体性质的影响 在淡水钻井液作用下,当地层中的流体为油气时,侵入带的电阻率低于原状地层的电阻率,双侧向出现正差异。如果地层中油裂缝发育,钻井液滤液沿着较大的裂缝侵入较深,但微缝中的油气缺少被驱替;离开井筒越远,地层中的油气呗驱替越少,从而一般仍出现双侧向的正差异。当地层中的流体为水时双侧向差异减小。 (4) 地应力集中的影响 在地应力集中段,岩石变致密,地层电阻率急剧上升,高达上万欧姆米,大大超过一般致密层的电阻率。在钻井过程中,地应力通过井眼释放,造成该井段井壁沿最小主应力方向定向坍塌,使浅侧向值显著降低,从而出现深、浅侧向的正差异。 3、补偿密度测井 为了消除泥饼和井壁不平对密度测量的影响,采用补偿密度测井方法。轮南地区石灰岩块岩性致密,渗透性差,很难形成泥饼,这样,补偿密度测井的密度值也

HAL压裂裂缝监测技术说明

哈里伯顿压裂裂缝微地震监测说明 2015年4月

1.微地震数据采集方式 井下微地震裂缝监测理论源于研究天然地震的地震学,主要为利用在水力压裂过程中储层岩石被破坏会产生岩石的错动(微地震)来监测裂缝形态的技术。井下微地震监测法将三分量地震检波器(图1),以大级距的排列方式,多级布放在压裂井旁的一个或多个邻井的井底中(图2)。三分量微地震检波器在压裂井的邻井有两种放置方式:一种是放置在邻井中的压裂目的层以上,用于邻井压裂目的层已射孔生产情况,由于收集微地震信号的检波器非常灵敏;为防止监测井内的液体流动对监测造成井内噪音,必须在射孔段之上下入桥塞封隔储层,然后将检波器仪器串下入到桥塞之上的位置。另一种方法是将检波器放置在邻井中的压裂目的层位置上,这种情况检波器和水力裂缝都位于相同的深度和储层,此时声波传播距离最近、需要穿过的储层最少,属于最佳的观测位置,这种方式用于邻井的目的层未实施射孔生产的情况。 图1 三分量地震检波器

图2 三分量地震检波器下井施工现场 图3显示一个由5级检波器组成的仪器串在压裂井的邻井下入的两种布局方式:图中左边表示邻井已射孔的情况下,射孔段以上经过桥塞封堵,检波器仪器串放置在该井的目的层以上;图中右边表示邻井为新井的情况下,目的层未实施射孔,检波器仪器串放置在该井的压裂目的层位置上。井下微地震压裂测试使用的三分量检波器系统检波器以多级、变级距的方式,通过普通7-芯铠装电缆或铠装光缆放置在压裂井的邻井中。哈里伯顿使用采样速率为0.25ms的光缆检波器采集系统采集和传输数据。常规的电缆一方面数据传输速率低,另一方面对于低频震动信号易受电磁波的干扰大。采用铠装光纤进行数据传输不但传输速度快,并且允许连续记录高频事件,提高了对微小微地震事件的探测能力同时 对微地震事件的定位更加准确,监测到的裂缝形态数据最为可靠。 图3 多级检波器系统在邻井的两种放置方式 另外,由于检波器非常灵敏,井筒中的油气流动会很大程度的影响监测微地震事件的 信噪比,如果监测井为已经射孔的生产井,需要在射孔段以上20米的位置下入桥塞,检

高煤级煤储层水力压裂裂缝扩展模型研究_张小东

第42卷第4期 中国矿业大学学报 Vol.42No.42013年7月 Journal of China University of Mining &Technology Jul.2013高煤级煤储层水力压裂裂缝扩展模型研究 张小东1,2,张 鹏1,刘 浩1,苗书雷1 (1.河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454003; 2.中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京 100083) 摘要:为了研究煤层气井水力压裂后的裂缝扩展规律,以沁水盆地南部煤层气井为例,基于区内煤储层的物性特征和水力压裂工程实践,根据水力压裂原理,采用数值分析的方法,探讨了研究区的煤层气井水力压裂后的裂缝形态与裂缝展布规律,提出了研究区煤层气井压裂过程中的综合滤失系数计算方法,构建了高煤级煤储层水力压裂的裂缝扩展模型,并进行了验证.研究结果表明:区内煤层气井压裂后形成的裂缝一般扩展到顶底板的泥岩中,且以垂直缝为主,裂缝形态符合KGD模型.区内常规压裂井的裂缝长为47.8~177.0m,平均90.6m.裂缝缝宽为0.013~0.049m,平均0.028m.模型计算结果与实测值、生产实践较为吻合. 关键词:高煤级煤;水力压裂;滤失系数;裂缝扩展模型 中图分类号:P 618.1文献标志码:A文章编号:1000-1964(2013)04-0573-07 Fracture extended model under hydraulic fracturing engineering for high rank coal reservoirs ZHANG Xiao-dong1,2,ZHANG Peng1,LIU Hao1,MIAO Shu-lei 1 (1.School of Energy Science and Engineering,Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454003,China; 2.State Key Laboratory of Coal Resource and Safety Mining, China University of Mining &Technology,Beijing 100083,China) Abstract:In order to study the extended law of coal-bed gas well after hydraulic fracturing,this study took coal-bed gas well of Qinshui basin as a case in point.Based on the physics char-acteristics of coal reservoirs as well as the engineering practice of hydraulic fracturing,this re-search used the hydraulic fracturing principle and numerical analysis to investigate the fracturemorphology and fracture extended law of coal-bed gas well after hydraulic fracturing,and pro-pose the computing method of comprehensive filtration coefficient in the process of fracturing.Besides,this study also established fracture extended model for high rank coal reservoirs dur-ing hydraulic fracturing practice,and this model was further verified.The results show that:the fractures formed by hydraulic fracturing often extend to mudstone located in the roof andthe floor of coal seam,and the fractures are mainly vertical ones;the shapes of fractures con-form to KGD model;the fractures’lengths of normal hydraulic fracturing well vary from 47.8m to 177.0m,with an average of 90.6m;and the fractures’widths range from 0.013mto0.049m,and with an average of 0.028m.By the comparison,the calculation results obtainedin the paper fit well with the field measured value and the actual production practice. Key words:high rank coal reservoir;hydraulic fracturing;filtration coefficient;fracture exten- 收稿日期:2012-08-21 基金项目:国家自然科学基金项目(41072113);中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放基金项目(SKLCRSM10KFB01) 通信作者:张小东(1971-),男,河南省温县人,副教授,工学博士,从事煤地球化学、煤层气地质与工程方面的研究. E-mail:z_wenfeng@163.com Tel:0391-3987901

水平井压裂裂缝起裂与扩展

水平井压裂裂缝起裂与扩展 引言: 通过国内外研究人员实践表明:由于水平井具有单井产量高、穿透度大、泄油面积大、油气储量利用率高及能避开障碍与环境复杂的区域等特点。对于低渗透油藏、薄差储层油藏、储量较小的边际油藏以及稠油油气藏等,水平井压裂是这类油藏最佳的开采方式。最近一段时期,随着学者们的不断研究以及钻井完井等工艺技术水平的提高,水平井开发技术成为人们开发低渗透油田的研究重点并被广泛应用。 水平井与垂直井、普通定向井的裂缝起裂机理都有明显区别。水平井自身存在复杂性与特殊性,钻遇地层环境比较复杂,水力裂缝在发生破裂时所需的起裂压力比垂直井的破裂压力高得多,通常会发生裂缝不张开,导致压裂失败。深入研究水平井裂缝起裂机理,找出合理的起裂规律是水平井压裂施工成功前提保障。 第1章水平井井壁上的应力状态 水力压裂时裂缝的形成主要是决定于井壁的应力状态。一般认为:当井壁上出现有一个超过岩石抗拉强度的拉伸应力时,井壁便开始破裂。 1.1 由于地应力所产生的井壁应力 地应力是由地壳岩层的重力场或即上覆地层压力及地质构造应力场所组成的。一般可认为, 地应力中的一个主应力是垂直于地壳表面的,其余两个主应力则是水平的。如果只考虑上覆地层载荷引起的重力作用(即不存在地质构造运动力),且认为地下岩石处于纯弹性状态,可将初始的地应力分解为垂道方向的正主应力σz和两个相等的水平方向的正主应力σx入和σy。 式中 h-底层的埋藏深度; ρ-上覆岩层的平均容重,其理论值可取。00231kg/cm3; μ-岩石的泊松比。

在有些构造运动活跃的地区会出现异常大的侧应力(水平应力) , 井且在通常的情况下三个原地主应力是不相等的。设取压应力的符号为正, 拉应力为负, 三个主应力分别表示为σ1,σ2和σ3 (σ1>σ2>σ3>0) , 根据地质构造形成时的受力特点, 正断层、逆断层和平推断层发育的区域里, 三个主应力的方向是不相同的(图1)。 图1 不同断层发育地区的顶应力分布情况 休伯特考虑到多数岩石的内摩擦角都接近于30°这个事实, 认为在正断层发育地区, 最大主应力σ1等于有效的上覆压力,最小水平主应力σ3最大的可能是等于1/3上覆压力;在逆断层发育的地区,最小主应力σ3等于有效的上覆压力, 而最大水平主应力σ1顶多会等于3倍的上覆压力; 而在平推断层活跃的区域里, 有效的上覆压力则为中一间主应力。 由于地壳中的岩层可视为弹性半无限体, 井壁上的应力状态可简化为平面向题来分析。如果两个水平方向的压缩地应力不相等(设为σ1>σ2> o ),可把井眼看成是在互相垂道的方向上分别作用有σ1和σ2两个压缩外应力的弹性平板中的一个小圆孔(图2 ),孔壁上的应力就相当于井壁上的水平应力。而井壁上的垂直应力分量仍可视为σz=ρh,为上覆岩层的压力。

利用常规测井曲线进行裂缝识别

利用常规测井曲线进行裂缝识别 崔健1,张星2 1. 中国矿业大学(北京),北京(100083) 2. 冀东油田勘探开发研究院,河北唐山(063004) E-mail :cuijian68@https://www.360docs.net/doc/fd12750319.html, 摘 要:本文针对碳酸盐岩储层的裂缝识别和预测,就如何利用常规测井曲线识别裂缝发育段,提出一种行之有效的判别裂缝存在的方法。给出了计算裂缝参数的数学模型,利用获得的裂缝的相关参数对裂缝进行了定量的描述和预测。 并进一步探讨了改进裂缝预测的三种可行性方法。 关键词:裂缝识别,次生孔隙,常规测井,裂缝发育程度,裂缝指数 1. 裂缝研究的目的意义 裂缝性储层是石油勘探开发的重要领域[1] [2]。大量的碳酸盐岩储层、各种类型的古潜山裂缝性储层、致密的砂砾岩储层都有裂缝的存在,是油气储积的有利场所。然而裂缝性油藏勘探开发中如今还存在许多的难题,如裂缝预测技术、裂缝描述及表征、裂缝渗透性预测等问题。原因主要表现在地质上的复杂性:储集空间多样化,且差异大、裂缝储层的非均质性极强、裂缝储层油、气、水分布复杂。其次表现在裂缝成因的复杂性:化学、物理、成岩、构造多方面因素。还有就是裂缝形成期次的复杂性。 裂缝性储层研究要解决的问题主要有两点:1)裂缝在哪儿?-裂缝分布预测;2)哪些裂缝能产油、能高产?-裂缝渗透性预测。 2. 裂缝研究方法 本文以***构造嘉陵江组气藏裂缝预测为例,探讨利用测井数据建立裂缝性油气藏测井解释模型与评价方法[3]。本次研究的构造三维工区面积250 Km2,总井数11口。主要目的层为嘉二、嘉四段。研究目的是利用常规测井资料对裂缝进行识别和预测。 2.1 岩性识别 如表1所示,嘉二岩石的测井响应特征值可以归结为:白云岩具有较小的自然伽玛,较高的补偿中子,中-低电阻率,当孔隙度较高时有较高的声波时差;灰岩表现为高电阻率,中等自然伽玛,低且平直的补偿中子;石膏的测井响应值为极高电阻率,极低自然伽玛,极低且平直的补偿中子;泥岩表现为低-极低电阻率,高-极高自然伽玛,高-极高的声波时差和补偿中子。 表1 不同岩石典型的测井响应值 Tab.1 Typical log response for difference rock type in Jia2 Fields 自然伽马 (API) 声波时差 (us/m) 密度 (g/cm3) 中子 (P.U) 泥质 100-150 360-426 2.4-2.8 40-60 方解石 30-40 154-158 2.7-2.72 0.5-3 白云石 20-30 141-148 2.85-2.87 3-6 石膏 10-20 164-171 2.95-2.98 -2 地层水 0 620 1 100

页岩储层水力压裂裂缝扩展模拟进展_潘林华 (1)

收稿日期:20131204;改回日期:20140519 基金项目:国家自然科学基金“页岩气储层低频脉冲水力压裂增渗机理研究”(51304258);“863计划”页岩气勘探开发新技术“页岩气压裂裂缝微地震监测技术研究” (2013AA064503)作者简介:潘林华(1982-), 男,工程师,2006年毕业于中国石油大学(北京)土木工程专业,2013年毕业于该校油气田开发工程专业,获博士学位,现主要从事岩石力学、地应力和压裂裂缝起裂和扩展等方面的研究工作。 DOI :10.3969/j.issn.1006-6535.2014.04.001 页岩储层水力压裂裂缝扩展模拟进展 潘林华 1,2,3 ,程礼军1,2,3,陆朝晖1,2,3 ,岳 锋 1,2,3 (1.国土资源部页岩气资源勘查重点实验室重庆地质矿产研究院,重庆400042;2.重庆市页岩气资源与勘查工程技术研究中心 重庆地质矿产研究院,重庆400042; 3.油气资源与探测国家重点实验室 重庆页岩气研究中心,重庆400042) 摘要:页岩储层低孔低渗,水平井多级压裂、重复压裂和多井同步压裂为主要的增产措施,压裂缝扩展和展布对于页岩压裂设计和施工、裂缝监测、产能评价至关重要。对大量相关文献进行了调研和分析,得出以下结论:①水力压裂室内实验是评价页岩复杂裂缝形态最直接的方法,但难以真实地模拟实际储层条件下的水力压裂过程;②扩展有限元、边界元、非常规裂缝扩展模型、离散化缝网模型、混合有限元法及解析和半解析模型为页岩气常用的复杂裂缝扩展模拟方法,但各种方法都有其优缺点和适用性,需要进一步改进和完善才能真实地模拟页岩复杂裂缝扩展;③天然裂缝分布和水平主应力差共同决定页岩复杂裂缝网络的形成,天然裂缝与水平最大主应力方向角度越小、水平主应力差越大,复杂裂缝网络形成难度越大;天然裂缝与水平最大主应力方向的角度越大、水平主应力差越小,越容易形成复杂裂缝网络。研究结果可以为页岩储层缝网压裂裂缝扩展模拟和水力压裂优化设计提供借鉴。 关键词:页岩气;水平井;水力压裂;压裂技术;裂缝扩展;室内实验;数值模拟中图分类号:TE357 文献标识码:A 文章编号:1006-6535(2014)04-0001-06 引言 页岩储层孔隙度、 渗透率极低,给页岩气的经济高效开发带来了极大的困难和挑战,长水平井段钻井和多段大排量水力压裂施工是页岩气开发的关键和核心技术 [1-2] ,能最大程度地增加压裂裂缝 的改造体积和表面积,最终达到提高产量和采收率的目的。页岩储层脆性大,天然裂缝和水平层理发育,压裂过程中容易发生剪切滑移和张性破坏 [3] , 压裂裂缝不再是单一对称的两翼缝,可能形成复杂的网状裂缝,给页岩水力压裂设计、裂缝监测及解释、压后产能预测等带来诸多不便。压裂裂缝的展布特征和裂缝形态可以通过室内实验和数值模拟方法进行评价。笔者广泛调研了目前页岩储层水平井压裂技术、复杂裂缝室内实验模拟和数值模拟方法的现状,分析了各种页岩水力压裂技术及压裂裂缝模拟方法的优缺点,对后续页岩储层水平井水 力压裂技术的选择以及压裂设计具有指导意义。 1页岩储层水力压裂技术 页岩储层水力压裂是个复杂的系统工程,用液 量大、施工车组多、耗时长、资金耗费量大。页岩储层水力压裂涉及压裂设计、压裂工艺选择、压裂液选择与配置、压裂设备和井下工具选择、压裂裂缝监测等问题,需要进行系统的考虑和处理。1.1 页岩储层水平井多级压裂技术 水平井多级压裂技术是页岩储层开发的关键技术,长水平井段、多级水力压裂使页岩储层能够形成多条压裂裂缝,可以增大页岩储层与井筒的渗流通道[4] 。目前常见的页岩水平井压裂主要有4 种。 (1)水平井多级可钻式桥塞封隔分段压裂技术 [5-6] 。该技术是国内外常用的页岩储层水力压

各种测井方法

一、测井方法的综合概述 测井项目 符号 标准单位 纵向分辨率 测量方式 岩石物理响应机理 地质应用领域 影响因素 井径测井 CAL in 、cm 井眼直径 划分岩性,划分剖面 岩性,钻头直径 自然电位测井 SP mV 6-10ft 地层中自然电流的流动 测两电极及地面参考电极间的电位 划分渗透层,估算泥质含量,地层对比,确定地层水电阻率,确定油水层及油水界面,确定水淹层 地层水矿化度 地层压力 自然伽马测井 GR API 8-12in 总计数率 地层天然GR 放射性强度 划分岩性,进行地层对比,估算泥质含量 层厚,井参数,放射性涨 落误差,测速 自然伽马能谱测井 NGS Ppm,% 8-12in 谱测量率U 、Th 、K 利用、238U 、40K 特征能量 划分岩性,研究流体运移,研究沉积环境,区分粘土矿物 泥浆密度,井径,泥浆性能,地层密度,重晶石 补偿声波测井 BHC Us/ft 声波传播时间 声波时差 消除井径影响,确定岩性和孔隙度 井眼环境,侵入带 声速测井 AC us/ft 声波传播时间 不同介质声波时差的差异 判断岩性,计算孔隙度,气层识别 气层,裂缝,疏松地层及井眼扩径严重的地层 声波全波列测井 AWL Us/ft 纵波首波传播时间,声波全型波列 声波时差 划分岩性、气层,估算孔隙度,判断裂缝 岩性,孔隙度,流体性质 补偿中子测井 CNL % 24in 含氢指数 快中子slowing-down 性质对地层含氢指数的影响 确定地层孔隙度、判断岩性、识别气层 井眼,泥浆矿化度、地层水 矿化度、骨架岩性等 中子寿命测井 TDT us 中子俘获截面,衰减时间 热中子寿命 判断地层含油气性,计算Sw 和Sh 井眼,测井液侵入,储层厚度,背景值 次生伽马能谱测井 GST 脉冲 13-25cm 次生伽马能谱 快中子 计算孔隙度和Sw ,判断岩性,井眼

测井岩性识别方法研究_杨玲

2015年第2期(总第317期) NO.2.2015 ( Cumulativety NO.317 ) 1 概述 识别储层岩性最直接最有效的方法是岩心分析,但考虑到油田上的生产效益,深层钻井成本很高,因此不能在每口井中都取心,测井岩性识别方法作为一种简单而有效的技术方法,已经得到了广泛的应用。尤其是近年来岩性识别方法得到了迅猛的发展,2009年李祖兵利用M-N交会图对具有不同结构和构造的同类岩性进行了识别;2010年张伯新以准噶尔盆地六九区石炭系火山岩为研究对象,构建了测井相-岩性建模数据库,应用模糊数学方法建立了工区内火山岩岩性识别标准模型;2013年杨辉运用BP神经网络模型对研究区域复杂岩性进行识别,识别结果与岩心岩性和录井岩性较为相符,对该区域的储层识别和沉积相的研究具有一定的参考价值。2014年刘国全针对沧东凹陷孔二段源储互层型致密储层岩性识别的难点,利用散点图、交会图及ECS测井进行岩性的识别,形成了源储互层型致密油岩性识别的有效方法等。 测井岩性识别方法是根据已有的测井曲线资料来划分地下地层的岩性,传统岩性识别方法的方法为交会图法。测井曲线资料包含有丰富的岩性信息,地下的岩性主要包括岩石的物理组成、排列结构、孔隙度及孔隙流体的性质直接着影响测井曲线的测量结果,其中自然伽马(GR)、自然电位(SP)及泥质含量(Vsh)等测井曲线对地下岩性的变化反应最为灵敏。实际应用中,特定的岩性对应着特定的测井参数组合,因此,测井解释人员可以根据特定的测井参数组合来确定地下地层的岩性。 2 基础数据整理 测井曲线的质量直接影响整个研究工作的顺利开展。实际测量过程中一方面由于环境因素的影响会造成测井资料中出现一些不稳定的跳跃状态,需要对测井曲线进行滤波处理;另一方面由于仪器刻度的不精确性会引起刻度误差,需要进一步做标准化处理。 其中频率直方图是测井标准化处理的一种基础方法,首先选取一套岩性稳定、厚度大、分布范围广的地层作为标准层,然后对选定的标准层分别做自然伽马、补偿声波、补偿密度、补偿中子孔隙度等测井资料频率直方图,确定每项测井资料在每口井的主要分布范围和峰值,确定对应关键井相应的测井资料分布范围和峰值确定校正值并进行校正。 3 常规测井资料识别地层岩性 实际情况中,考虑成本及效率因素,绝大部分油田都采用常规的测井系列,常规的测井资料主要包括自然伽马(GR)、自然电位(SP)、声波时差(DT)、密度(DEN)、电阻率(Rt、Rxo)、放射性(CNL)等岩石物理参数,这些测井曲线包含了地下地层的岩性、物性和含油性信息,是一套比较全面而灵敏的测量组合系统。大量理论及实践资料表明,常规测井识别岩性是可靠并且有效的。 利用常规测井资料识别地层岩性运用最多的是交会图法。交汇图法是选用两种对岩性反应敏感的物理量进行交会来识别地层的岩性,主要是依据不同储层的岩性和流体类型异常在交会图平面上占有不同区域的特点,进行异常划分。常用的有中子-密度交会图、声波时差-密度交会图、中子-声波时差交会图等。交会图具有制作简单、使用方便和快捷的优点,是一种被广泛采用的岩性识别方法。但其缺点是对复杂岩性识别率低。 根据某工区18口井不同岩性测井响应的差别,针对泥岩、砂岩干层、油层、水层及盐岩等5种岩性建立的GR-波阻抗交会图样板,利用该样板可以直观有效地进 测井岩性识别方法研究 杨 玲1 李鹏飞2 (1.山西省煤炭地质114勘查院,山西长治 046011;2.长江大学,湖北武汉 430100) 摘要:地层的岩性是岩石颜色、成分、结构、构造等特征的总和,识别钻井剖面上地层的岩性,尤其是储层的岩性,是石油勘探和开发中的一项重要的基础性工作。其能有效进行测井储层识别,岩性识别是前提,因此,岩性识别方法在油气层识别中占有不可或缺的地位。 关键词:测井技术;岩性识别方法;储层;石油勘探;石油开发 文献标识码:A 中图分类号:P631 文章编号:1009-2374(2015)02-0176-02 DOI:10.13535/https://www.360docs.net/doc/fd12750319.html,ki.11-4406/n.2015.0184 - 176 -

煤层气井压裂施工压力与裂缝形态简析_郝艳丽

文章编号:1001-1986(2001)03-0020-03 煤层气井压裂施工压力与裂缝形态简析 郝艳丽,王河清,李玉魁 (中原石油勘探局井下特种作业处,河南濮阳 457061) 摘要:根据煤层气试验井的施工资料,分析了煤层压裂施工压力的特点以及井深、R o 与破压梯度的关系,并根据裂缝监测(测井温法、大地电位法和微地震法)测量的裂缝方位和缝高,对煤层压裂形成的裂缝特点进行了分类和总结,提出了指导性的建议。关 键 词:煤层气;压裂;施工压力;裂缝中图分类号:P 618.11 文献标识码:A 1 引言 煤层气是指形成于煤化作用过程中,目前仍储集在煤层中的优质天然气。它的开发是一个排水降压的过程,由于煤层的低渗透特点,决定了需要进行水力压裂激化才能有效地分配井孔附近的压降,加速脱水增加产能。本文针对煤层压裂的复杂性,从压裂施工压力与裂缝形态方面,对煤层压裂裂缝的扩展进行了分析和总结,希望能给以后的煤层气开发提供有益的帮助。2 煤层压裂施工压力分析 压裂主要是通过高压注入流体,破裂地层,从而在地层中形成高导流能力的裂缝。施工过程中流体在岩石中流动产生的压力变化在一定程度上反映了裂缝延伸的复杂现象,煤层压裂施工分析主要是针对压裂施工压力进行分析。2.1 煤层破裂压力分析 煤层的特殊性决定了其不同于常规储层的压裂特点。国外曾把煤层压裂的非常规性总结成4个方面:①异常高的压裂压力;②裂隙限制于煤层,即使裂隙中的压力远高于围岩带的原位应力;③伴随着孔底压力增加的支撑剂注入;④初始液体注入过程中闭合压力的显著增加。为此我们首先分析了试验区的破裂压力梯度情况,做出了井深、R o 与井底破压梯度的散点图。(图1,2)由图1中看出试验井的煤层破压梯度在0.017~0.064M Pa /m 之间,一般都为0.023~0.045M Pa /m 。而且根据我们收集的资料 表明,同一煤层测试压裂与加砂压裂的破压梯度存 在着大约0.002~0.007M Pa /m 的差别,也就是说煤层的高滤失特点会造成大约0.002~0.007M Pa /m 的压降,损失在流体注入煤层引起孔隙压力增高而产生的孔隙弹性效应上,也有一部分加砂压裂破压梯度小于测试压裂的破压梯度的情况,这与压裂流体对煤层的冲刷有关。另外,从煤层镜质体反射率与破压梯度的散点图上(图2)看出,煤层破压梯度有随镜质体反射率增大而增大的趋势,即变质程度高的煤层,其煤层不易破裂。而且从变化趋势看,R o 几乎与破压梯度呈线性相关关系,这是否是普遍规律,有待于进一步进行理论和实验数据的分析 。 图1  井深与破压梯度的散点图 图2 R o 与破压梯度的散点图 收稿日期:2000-05-15 作者简介:郝艳丽(1968—),女,河南清丰县人,中原石油勘探局井下特种作业处工程师,从事煤层气研究工作. · 20·煤田地质与勘探 CO A L G EO L O GY &EX PLO RA T ION V ol.29N o.3Jun.2001

定向水力压裂裂隙扩展动态特征分析及其应用_徐幼平

第21卷第7期2011年7月中国安全科学学报 China Safety Science Journal Vol.21No.7 Jul.2011 定向水力压裂裂隙扩展动态特征分析及其应用* 徐幼平1,2林柏泉1,2教授翟成1,2副教授李贤忠1,2孙鑫1,2李全贵1,2(1中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州221116 2中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州221116) 学科分类与代码:6203070(安全系统工程)中图分类号:X936文献标志码:A 基金项目:国家自然科学基金资助(51074161);国家重点基础研究发展计划资助(2011CB201205)。 煤炭资源与安全开采国家重点实验室自主研究课题(SKLCRSM08X03); 国家科技支撑计划项目(2007BAK00168-1)。 【摘要】为减少煤矿井下水力压裂卸压盲区,扩大压裂影响范围,提高卸压增透效果,在分析水力压裂起裂机理和裂隙发展特征的基础上,提出定向水力压裂技术,分析定向水力压裂过程中煤体的裂隙发展分布规律,并利用RFPA2D-Flow软件模拟了压裂的起裂、扩展和延伸过程,对定向压裂与非定向压裂的效果进行了比较。最后将定向水力压裂技术在平煤集团十二矿己 15 -31010工作面进行了现场应用,得出在27MPa的水压下,单孔压裂有效影响半径达6m;单孔瓦斯抽放平均浓度较未压裂时提高80%,平均流量上升了382%,取得了显著的效果,具有良好的推广应用价值。 【关键词】穿层;定向水力压裂;卸压增透;RFPA2D-Flow软件;声发射 Analysis on Dynamic Characteristics of Cracks Extension in Directional Hydraulic Fracturing and Its Application XU You-ping1,2LIN Bai-quan1,2ZHAI Cheng1,2LI Xian-zhong1,2SUN Xin1,2LI Quan-gui1,2(1State Key Laboratory of Coal Resources&Mine Safety,China University of Mining&Technology,Xuzhou Jiangsu221116,China2School of Safety Engineering,China University of Mining&Technology,Xuzhou Jiangsu221116,China) Abstract:In order to reduce roof-floor blind area of hydrofracture in underground mines,expand influ-enced range of fracturing,and improve the effect of hydrofracture,a directional hydraulic fracturing tech-nique was proposed on the basis of analyzing the mechanism of crack initiation and the characteristics of fracture development.And the process of crack starting,extending and elongating was simulated with RFPA2D-Flow.The effect of directional hydraulic fracturing and the effect of non-directional hydraulic frac- turing were compared.Finally the directional hydraulic fracturing technique was applied in the F 15 -31010 mining workface of the Twelfth Coal of Pingdingshan Coal Mining Group.The results show that single drill-hole fracturing effective radius rises to6m under the pressure of27MPa,and the average concentration of single-drillhole gas drainage promotes80%,average flow up382%than that it is not fractured.All these suggest that the technology obtains remarkable effect,and has a high application value. Key words:cross layer;directional hydraulic fracturing;pressure relief and permeability increase; RFPA2D-Flow software;acoustic emission *文章编号:1003-3033(2011)07-0104-07;收稿日期:2011-04-20;修稿日期:2011-05-20

测井储层评价

1、测井资料评价孔隙结构 储集岩的孔隙结构特征是指岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系,对于碳酸盐岩来说其孔隙结构主要是指岩石具有的孔、洞、缝的大小、形状及相互连通关系。储集层岩石的孔隙结构特征是影响储层流体(油、气、水)的储集能力和开采油、气资源的主要因素,因此明确岩石的孔隙结构特征是发挥油气层的产能和提高油气采收率的关键。 常规岩石孔隙结构特征的描述方法主要包括:室内实验方法和测井资料现场评价法。室内实验方法是目前最主要,也是应用最广泛的描述和评价岩石孔隙结构特征的方法,主要包括:毛管压力曲线法(半渗透隔板法、压汞法和离心机法等)、铸体薄片法、扫描电镜法及CT扫描法利用测井资料研究岩石孔隙结构特征则为室内实验开辟了另一条途径,且测井资料具有纵向上的连续性,大大方便了储层孔隙结构的研究。 1.1 用测井资料研究孔隙结构 1.1.1 用电阻率测井资料研究岩石孔隙结构 利用电阻率测井资料研究储层岩石的孔隙结构特征,主要还是建立在岩石导电物理模型和Archie公式的基础之上。 电阻率测井资料反应的是岩石复杂孔隙结构内在不同流体(油、气、水)时的电阻率,因此储层岩石不同的孔隙结构特征一定会对电阻率测井响应产生影响。国内外关于岩石微观孔隙结构模型、物理模型也较多,包括毛管束模型、曲折度模型、电阻网络模型和渗流理论、有效介质理论等。毛志强等采用网络模型模拟岩石孔喉大小及分布、水膜厚度、孔隙连通性等微观孔隙结构特征参数的变化对含两相流体岩石电阻率的影响,得出了影响油气层电阻率变化规律的2个主要因素分别是孔隙连通性(以孔喉配位数表示)和岩石固体颗粒表面束缚水水膜厚度。孔隙连通性差的储集层具有较高的电阻率;相反,当岩石颗粒表面束缚水水膜厚度增加时,储集层的电阻率则明显降低。杨锦林等采用简化的岩石导电物理模型,定义了一个岩石孔隙结构参数S,综合反映了储层孔隙孔道的曲折程度及其大小。如果孔隙孔道越大越平直,S值越大,说明储层条件越好;反之孔隙孔道越小,越曲折,S值越小,说明储层条件越差。利用测井资料求取S的公式为: S=0.564(R w/R0)0.75φ—0.25 (1) 式中:R w为地层水电阻率,Ω·m;R0为岩石100%含水时的电阻率,Ω·m;φ为岩石孔隙度。 Archie公式表明,地层的电阻率因素F主要决定于岩石孔隙度,且与岩石性质、胶结程度和孔隙结构有关。李秋实等研究表明,Archie公式中的电阻率因素F不但与储层孔隙度、孔隙曲折度有关,还与储层的孔喉比有关,孔喉比越小,F值越低。 同时地层电阻率指数n值的大小也主要受储层孔喉比的影响,当储层是孔喉比为1的管状孔时,n最小(等于1),孔喉比越大,n值越大。n值反映的是储层孔喉比的大小。 1.1.2 用核磁共振测井研究岩石孔隙结构 核磁共振测井是20世纪90年代以来投入使用的最新测井技术之一,它是通过研究地层中孔隙流体的原子核磁性及其在外加磁场作用下的振动特性,来研究各种流体孔隙度,进而评价岩石的孔隙结构。 核磁共振测井测量的信号是由不同大小的孔隙内地层水的信号叠加,经过复杂的数学拟合得到核磁共振T2分布,因此T2的分布反映了岩石孔隙大小的分布,大孔隙内的组分对应长的T2分布,小孔隙组分对应短的T2分布,这就是利用核磁共振测井资料研究储层岩石孔隙结构的基础。目前利用核磁共振测井资料研究地层孔隙结构的方法都是进行室内实验,将岩心的压汞毛管压力曲线和核磁共振T2分布对比,建立其相关性,进而通过核磁共振T2分布,间接地利用岩石的毛管压力分布曲线来研究岩石的孔隙结构。

压裂基础知识

压裂的基础知识 1、什么叫油层水力压裂? 利用水力传压的作用,使埋藏在地层深部的油层形成裂缝的方法叫油层水力压裂。 2、油层水力压裂的基本原理是什么? 油层水力压裂一般是指利用液体传压的原理,在地面用高压大排量的泵,将具有一定粘度的液体以大于油层所能吸收的能力向油层注入,使井筒压力逐渐增高,当压力增高到大于油层破裂所需要的压力时,油层就会形成一条或几条水平的或是垂直的裂缝。当裂缝形成以后,随着液体的不断注入,裂缝还会不断地延伸和扩展,直到液体注入的速度与油层所能吸收的速度相等时为止,此时若取消外力裂缝还会重新闭合。为了保持裂缝处于张开的状态,随压裂液注入的同时混入一定比例的具有较高强度的固体颗粒做支撑剂来支撑裂缝。由于支撑是经过严格筛选的,它具有良好的粒度和强度,沉淀在裂缝中,使改变了井筒附近地层的导流能力,从而降低了液体由地层流入井筒的阻力。 3、油层水力压裂的目的是什么? 油层水力压裂的目的在于改造油层的物理结构,人为地在油层中形成一条或几条高渗透能力的通道,以降低近井地带的流动阻力,增大渗流能力,使油井获得增产效果。 4、油层水力压裂有哪些作用? 对油层进行水力压裂有以下作用: ①解除钻井或修井过程中由于压井液造成的油层污染和堵塞。 ②改善厚油层上下渗透性不均匀的层内矛盾。 ③提高低渗透油层的渗透能力,调整油井的层间和平面矛盾,改善开发效果; ④扩展和沟通油层原有的裂缝和通道,提高油井的产油能力和注水井的吸水能力。 5、水力压裂所形成的油层裂缝有哪几种? 油层通过水力压裂后所形成的裂缝,一般可以归纳为两种基本类型,即水平裂缝和垂直裂缝。与油层层面相平行的裂缝叫水平裂缝,与油层层面相垂直的裂缝叫垂直裂缝。 6、压裂液有几种类型? 在压裂过程中向井内挤入的液体总称为压裂液。压裂液有很多种,大致可分为油基压裂液和不基压裂液两大类。油基压裂液通常用原油或成品油为基液;水基压裂液通常采用清水、田菁胶、海藻胶、稠化水和生活水平包油乳化液等。 7、压裂液应具有哪些基本性质? 压裂液要直到传压、劈开裂缝,携带支撑剂进入油层的作用。因此它要具有如下五个方面的基本性质: ①滤失量小,不易漏入油层,有利于造缝; ②摩擦阻力小,以减少设备的动力损失; ③悬浮能力好,能够大比例地携带支撑剂进入油层; ④与油层不发生化学反应,压裂后易于返排,不污染和堵塞油层; ⑤材料来源方便,配制简单,成本低。 8、什么叫支撑剂?有几种类型? 在压裂过程中用于支撑和充填油层裂缝的固体颗粒称为支撑剂。常用的支撑剂有:石英砂、陶粒、玻璃球等多种类型。 9、压裂施工中压裂液分哪几部分使用?各有什么作用?

测井储层评价方法

{页岩气测井评价技术特点及评价方法探讨} 3页岩气测井系列、解释方法及研究方向 3.1页岩气与其他储层测井解释的差异性分析 (1)成藏与存储方式不同。页岩具自生自储的特点,页岩气主要以吸附状态存在,游离气较少;而常规油气主要以游离状态存在。 (2)储层性质不同。页岩气储层属致密储层,其岩性与裂缝是影响页岩气开发的重要因素,与常规油气藏相比,岩石矿物组成与裂缝识别尤为重要(见表2)。 (3)评价侧重不同。页岩气储层有机碳含量、成熟度等相关参数的评价极为关键;常规油气藏主要是评价其含油气性。 (4)开采方式不同。页岩气储层均需经过压裂改造才能开发,因此对压裂效果的预测至关重要。 3.2页岩气测井技术系列探讨 (1)常规测井系列。包括自然伽马、自然电位、井径、深浅侧向电阻率、岩性密度、补偿中子与声波时差测井,能满足页岩储层的识别要求。自然伽马强度能区分含气页岩与普通页岩;自然电位能划分储层的有效性;深浅电阻率在一定程度上能反映页岩的含气性;岩性密度测井能定性区分岩性;补偿中子与声波时差在页岩储层为高值。通常密度随着页岩气含量的增加变小、中子与声波时差测井随着页岩气含量的增加而变大[29],因此利用常规测井系列能有效地区分页岩储层。但该系列对于页岩储层矿物成分含量的计算、裂缝识别与岩石力学参数的计算等方面存在不足,常规测井系列并不能完全满足页岩储层评价的要求,因此还需开展特殊测井系列的应用。 (2)特殊测井系列。应用于页岩储层的特殊测井系列可选择元素俘获能谱(ECS)测井、偶极声波测井、声电成像测井等。ECS元素测井可求取地层元素含量,由元素含量计算出岩石矿物成分。它所提供的丰富信息,能满足评价地层各种性质、获取地层物性参数、计算黏土矿物含量、区别沉积体系、划分沉积相带和沉积环境、推断成岩演化、判断地层渗透性等的需要。偶极声波测井能提供纵波时差、横波时差资料,利用相关软件可进行各向异性分析处理,判断水平最大地层应力的方向,计算地层水平最大与最小地层应力,求取岩石泊松比、杨氏模量、剪切模量、破裂压力等重要岩石力学参数,满足岩石力学参数计算模型建立的要求,指导页岩储层的压裂改造。声、电成像测井具有高分辨率、高井眼覆盖率和可视性特点,在岩性与裂缝识别、构造特征分析方面具有良好的应用效果。识别页岩储层裂缝的类型,对指导页岩气的改造、评定页岩储层的开发效果有着重要的意义。 3.3页岩气测井评价技术探讨 (1)页岩气有效储层评价技术。主要依托常规测井系列,可在一定程度上满足页岩气储层的孔隙度、渗透率、含气饱和度的评价需要。 (2)岩石力学参数评价技术。主要依托特殊测井系列与岩石物理实验[30-31],如全波列声

相关文档
最新文档