压后综合评估的模糊方法研究

随着水力压裂技术的发展和应用,现场迫切需要经济而准确地评估地下水力裂缝的方法。虽然目前压裂评估技术较多,但各种评估技术既有可信的一面,也有不准确的一面,评估结果可能有确定信息,也可能有模糊信息,还可能有灰信息。文章针对各种技术评估结果的不一致性与模糊性以及技术本身的不成熟性,首次研究探索压裂综合评估问题,通过引入模糊数学理论,提出了综合评估有关压裂参数(如裂缝长度、裂缝高度、裂缝宽度、裂缝导流能力、裂缝闭合压力和压裂液综合滤失系数等)的模糊线性回归模型及其求解方法,可综合各种确定性、不确定性、模糊性、灰性的信息,能获得客观科学的综合评估结果。最后,通过实例分析和应用,说明了模型和方法的有效性和实用性。     

压裂改造措施分析及优化技术

为进一步完善水力压裂压后综合评估技术,在模糊数学理论基础上研究了压裂改造措施及优化技术,建立了模糊综合评价模型并求解.通过调整裂缝长度、裂缝高度、裂缝导流能力、裂缝表皮系数等可控制参数,综合评估压裂工艺结果,给出下一步工作方向和具体改进措施,最终实现储层产能与改造前景评价的目标.实例分析及应用结果证明该模型和方法有效实...     

一种考虑多因素影响的酸压裂压力降落解释模型

随着油气藏压裂酸化技术的发展和应用,压后裂缝诊断、分析评估技术受到广泛重视。压力降落分析方法已经成功地应用于小型压裂测试或大型水力加砂压裂评估。但是目前针对酸压井的压后裂缝参数的诊断、评估技术 和解释模型在国内还研究甚少。该方法是基于压裂施工过程和停泵后裂缝内物质平衡方程和连续性方程,结合裂缝几何参数计算模型,由压力降落变化,确定出裂缝几何尺寸、闭合压力、滤失系数等参数。在前人研究的 基础上,建立了一种新的考虑多因素影响的酸压裂压力降落解释模型,由于酸液是反应性流体,滤失机理复杂,酸液滤失系数至今仍无准确的求取方法,该压力降落模型采取多次迭代的方法,避免了酸液滤失系数的直接 求取,方法简单而且更趋于准确。
     

基于灰色模糊评价与变权理论的采空区管道风险评估

在采空区管道风险评估过程中,为有效降低评估指标模糊性、不确定性对评价结果准确度的影响,提出了一种基于灰色模糊理论与变权理论相结合的采空区管道风险评估方法。首先,基于煤矿采空区与管道的设计、运行以及维护的实际情况,从灾害发生、灾害防治、管道失效、管道防护、灾害后果5个方面建立采空区管道的风险评估指标体系;再依据变权重理论,结合各个因素取值状况,动态调整其权重值,以保证各评估指标的均衡性;最后,针对各个指标信息的模糊性和灰色性,以隶属度表征指标信息外延不明确的特征,同时利用点灰度描述信息内涵不明确的现象。以此建立灰色模糊综合评价模型,对采空区管道的风险水平进行综合评估。实例分析表明,采空区管道风险评估方法得出的结果客观、准确,验证了该方法的可行性。     

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随着油气藏压裂技术的发展，压后评估技术越来越受到广泛重视。压裂压力递减资料分析是评价压裂裂缝形态、获取压裂设计重要参数的常用手段。对于压裂规模较大、施工排量较高的压裂井或上、下隔层较为薄弱的压裂井，采用二维或拟三维模型分析结果与实际情况偏差很大。章推导建立了一套用于分析压裂压力递减资料的三维模型，模型综合考虑了压裂液续流对裂缝继续延伸的影响，提出了以压力平方差获取拟合压力，应用该模型和此拟合压力可以有效分析计算压后裂缝长度、宽度、高度、闭合时间、停泵后裂缝延伸时间、延伸长度、施工结束时压裂液效率、压裂液滤失系数和地层应力强度因子等参数。计算实你说明了三维模型和数学拟合方法有较高的适用性和可靠性。     

地质工程一体化支撑下的裂缝性致密砂岩气藏压后评估及产能预测方法研究

针对压后评估的两项核心技术——施工压力分析和数值模拟技术,对压裂效果进行工艺性和增产性评价。施工净压力拟合可以获得压后裂缝长度、宽度、导流能力等参数,并通过三维软件模拟进一步刻画压后三维裂缝形态;而数值模拟生产历史拟合可获得有效裂缝长度、导流能力等参数,科学合理地评价压裂施工质量,准确可靠地分析压裂有效性或失效原因,对压裂效果进行工艺性评价。通过压后生产动态分析可对压后效果进行增产性评价。针对裂缝性致密砂岩流体存在于基质(提供主要的储集空间)和裂缝(提供流体的主要渗流通道)两个相互联系的系统中,依托地质工程一体化的综合研究,利用先进的成像测井裂缝描述技术,提出了天然裂缝系统裂缝孔隙度、裂缝渗透率和形状因子的计算方法,并综合基质、天然裂缝、人工裂缝、流体/岩石特性及生产历史建立了双重介质模型,通过合理地调整模型中的一些不确定参数,达到模拟与真实生产情况的统一,从而进一步评价压裂效果。该方法既是一套实用的压裂评价方法,也是一套压后产能预测和压裂方案优化方法,可为探区、新井或新层的压裂方案设计和实施提供了有力支撑。     

用T-S模型模糊神经网络进行压裂效果预测

压裂效果受多种因素的影响，不同井况的不同参数对压裂效果的影响程度不一样，具有许多的模糊性。运用T－S模型模糊神经网络，建立各种影响因素与压裂效果之间的关系模型和预测模型，可以用来指导压裂选井选层的压裂施工工艺。实践证明，该方法用于压裂效果预测具有良好的适应性和实用性。     

改进Barnett页岩增产效果的综合裂缝监测技术

大量的水力压裂裂缝诊断项目是从2001年夏天伴随着测斜仪(地面和井下的)和微地震监测等综合裂缝诊断技术的发展而展开的.通过这样的诊断工作可以收集到大量数据,从而更清楚地了解北得克萨期页岩中十分复杂的裂缝特性.同时,详细的裂缝监测结果使建立校准用三维裂缝模拟器成为可能,该模拟器能够更好地反映该页岩压裂时真实的破裂机理.该模拟器不只是一种简单的校准,实际上它是一种对压裂裂缝生成的全新理解.清水压裂或"低密度砂"压裂工艺的发展,使得在Barnett页岩的钻井和再压裂计划获得新生.这种超低渗透率储层的开发主要依赖于一种长而宽的裂缝通道的建立,这样的裂缝通道能够将大量的非常复杂的裂缝网络连通,从而增大泄油面积.了解人造裂缝的几何形态是改进任何增产措施或加密井效果的关键,尤其对于有非常规裂缝网络系统存在的地区.综合裂缝诊断技术使我们对新压裂工艺、重复压裂和加密钻井有了更深的认识.创造了一种新的评价大量微地震数据的方法.微地震分析与地面和井下裂缝测斜技术相结合就可以分析人造裂缝网络的特征.随着压裂模型向实测裂缝特征的逼进,生产响应和各压裂参数之间的相关关系将得到确认.     

基于压裂返排数据的有效破裂体积计算方法

压裂裂缝破裂体积是评价压裂效果的一个重要参数,常用的微地震裂缝监测无法区分有效和无效破裂的微地震点,解析模型对复杂裂缝不适用,且这些方法评估的破裂体积与压裂产能相关性低。为此,利用压裂返排初期的动态数据,建立了有效破裂体积的计算模型,通过对压裂井返排初期的动态数据变换,找出拟稳定流动阶段并拟合出线性关系,确定返排阶段的物质平衡时间段,结合压裂裂缝的综合压缩系数,确定有效的破裂体积。利用该模型计算了10口直井与水平的有效破裂体积,计算结果表明,有效破裂体积越大,压裂产能越高,两者相关性在0.9以上,所建立的方法可以准确地评价有效破裂体积并进行压裂产能预测。     

缝内二次转向压裂技术探索

转向重复压裂是挖掘老区低渗油藏剩余油的重要途径,目前常规转向压裂技术存在着裂缝是否转向、缝内转向方式如何以及怎样实现缝内转向等问题,最终导致裂缝转向程度不理想、压后效果不明显、压后解释不准确.在岩石力学、断裂力学、水力压裂力学基础上,结合压裂裂缝转向理论,提出了“缝内二次转向压裂”的概念,通过分析对比缝内转向压裂可能出现的4种裂缝形态,发现在水平应力差拐点处实施缝端暂堵转向压裂可最大程度沟通油藏,分析了其适用的储集层条件、关键技术,并给出初步设计方法.该技术对发展转向压裂技术体系、由经验型压裂向精细化压裂的转变具有重要的意义.     

胡尖山油田水力压裂效果模糊综合评判模型

针对鄂尔多斯盆地胡尖山油田油层复杂、水力压裂措施效果不理想的问题,在统计分析胡尖山油田水力压裂历史数据的基础上,借助各因素对措施效果的影响权重灰色关联分析,建立了水力压裂措施效果模糊综合评判模型,并研发了应用软件.经胡尖山油田2004年至2007年水力压裂措施的448井次数据分析对比,该模型对措施效果预测的符合率为83.71%.对40口新井进行措施效果评判,预测结果符合率为80%.研究表明,该技术具有较强的针对性和学习性,可为该油区水力压裂的参数优化提供辅助.     

水力压裂选井选层的快速评价方法

利用保角变换和Laplace变换法,推导了无限导流能力垂直裂缝井在不同时间的不稳态产量与累积产量公式。在此基础上,以二连油田乌里雅斯太凹陷储层探井压裂为例,研究了压裂井的储层物性下限,该物性下限是一综合性评价指标,包含有效渗透率、有效厚度、生产压差及地下原油粘度等。低于这个物性指标下限的储层,不宜进行压裂。     

水力压裂选井选层的快速评价方法

利用保角变换和Laplace变换，推导无限导流能力垂直裂缝井在不同时间的不稳态产量与累积产量公式，用以预测在水力压裂理想极限情况下的产能，若产能低于经济下限产量，应该放弃压裂。采用该方法，将油层有效渗透率、有效厚度、生产压差及地下原油黏度等作为综合性的储集层物性下限评价指标，可以从油藏及储集层的角度选择压裂井和储集层。该方法在二连盆地乌里雅斯太凹陷的应用结果表明，根据储集层物性下限评价指标，可以快速进行压裂选井、选层。图2表3参3     

深煤层水力波及压裂技术及其在沁南地区的应用

为提高深部煤层的煤层气产能,针对其地质特征提出了在深煤层实施多口直井同步水力波及压裂的技术思路。首先基于边界元位移不连续法建立了多裂缝诱导应力数学模型,模拟深煤层诱导应力场分布,分析水力波及压裂复杂缝网形成的可能性,然后采用离散元方法研究应力干扰的裂缝网络延伸情况及其影响因素,最后通过三轴压裂实验和现场应用效果验证了其可行性。结果表明:(1)水力波及压裂技术能增大应力干扰面积和应力干扰强度,促使水平主应力差的减小甚至诱导局部区域的地应力方向发生改变,有利于沟通煤岩中发育的面、端割理,从而形成大规模高效复杂的裂缝网络;(2)水力波及压裂有利于复杂缝网形成的条件包括较小的初始水平主应力差、低泊松比、较小井距、低压裂液黏度、高缝内净压力等;(3)真三轴物理模拟实验结果显示,水力波及压裂技术能够充分沟通煤岩天然裂隙,形成由人工裂缝、面割理和端割理组成的复杂裂缝网络。进而提出了一套深煤层多井同步水力波及压裂工艺优化设计方法,在沁水盆地南部柿庄北地区深煤层选取了5口直井进行先导性试验,裂缝监测及排采数据表明,水力波及压裂井产生的波及体积较大,裂缝网络复杂;较之于常规压裂井,水力波及压裂井不仅见气更早,产量、套压较高且稳定,而且所形成的区域压力降波及邻井,可大幅增加实施井及邻井产量。     

测试技术在水力压裂设计及压裂效果评价中的应用

压裂设计中一些关键参数来源于地层测试,压裂过程中需要测试技术进行实时监测,压裂施工完成后需要利用测试技术进行压裂效果评价.针对压裂措施对测试技术的需求,阐述了交叉偶极声波测井提供压裂设计参数,井温测井判断具有导流能力裂缝的缝高,微地震法裂缝评价技术确定水力压裂裂缝走向、长度及裂缝高度的监测原理及现场应用情况.     

压裂酸化井层模糊综合评价模型的改进与应用

针对传统模糊综合评判法在压裂酸化选井实际应用中暴露出的不足,采用相对优属度矩阵、模糊层次分析法及非线性模糊矩阵合成算子,改进了模糊综合评价模型。改进的模糊综合评价模型可综合考虑各因素的影响并权衡技术、经济等指标,求取压裂井层的优属度。改进模型的评价结果与实际相符,具有评价优势,可为现场优选压裂方案及优选压裂酸化井层提供理论依据。     

存储式井温测井在高温高压储层人工裂缝高度评价中的应用

通过压前、压后井温曲线对比,能够较准确计算水力压裂高度,为判断压裂效果提供依据。青海油田油气藏勘探开发从中低渗透砂岩储层向致密的变质灰岩基岩储层发展,水力压裂储层改造技术呈现出高温、高破裂压力的施工特点。为解决高压高温的井温测井,仪器优选高性能存储式井温仪,工艺采用高压防喷装置、电缆测井方式。通过现场2口井测试,检测了压裂裂缝高度,达到了纵向上认识压裂效果的目的,进一步验证了工艺的科学性和实用性,解决了高温高压压裂缝高评价的难题,完善了高温高压压裂效果评价手段。     

基于测井资料的页岩储层可压裂性评价新方法

影响页岩储层可压裂性的因素较多,目前难以建立连续且完整的页岩储层可压裂性评价方法。基于测井资料可以较连续、完整地获取地层信息的特点,在考虑页岩脆性指数、矿物组成、含气性、断裂韧性等因素对可压裂性影响的基础上,利用层次分析法建立长水平井段页岩储层可压裂性评价模型,并通过引入突变理论,形成一种新的页岩储层可压裂性评价方法。分别利用基于突变理论和层次分析法的可压裂性评价方法,对四川盆地威远地区的1口水平井进行可压裂性评价,并将评价结果与微地震监测的该井页岩储层压裂后裂缝的发育情况和依据测井资料进行的储层分类情况进行对比。结果表明,基于突变理论的11级压裂段可压裂性评价结果与依据测井资料的储层分类结果及微地震监测的压裂后有效压裂体积的分布结果均吻合较好。该研究成果可为威远地区压前评价以及提高增产改造效果等提供理论依据。     

零污染压裂示踪诊断技术在长庆低渗透油田的应用

压裂是长庆低渗透油田储层改造的主要技术手段,人工裂缝监测获得准确的裂缝特征参数,对于优化压裂设计、促进压裂技术进步显得尤为重要。前期的各种裂缝监测方法不同程度地具有一定的局限性,为了获得准确的裂缝特征参数、更加有效地评价水力压裂措施效果,引进了零污染压裂示踪诊断技术,该技术采用零污染示踪剂配以先进的示踪成像测井技术。现场应用表明,该技术能够比较清晰直观地反映压裂后裂缝的扩展规律、支撑缝高和缝宽,以及近井地带裂缝中支撑剂的铺置等情况,并能为压后效果评价以及压裂优化设计提供很好的参考依据。     

页岩气水平井增产改造体积评价模型及其应用

目前,已有的水力压裂储层增产改造体积(SRV)评价方法主要包括微地震监测法、倾斜仪测量法以及数学模型计算法,其中,直接测量方法都存在着成本高、可复制性差的不足,而理论模型计算SRV可以降低成本,提高计算的速度和结果的准确性、可靠性。为此,在分析目前SRV评价模型局限性的前提下,基于水平井分段分簇压裂裂缝扩展理论、岩石力学理论和渗流力学理论,考虑页岩气水平井分段分簇压裂裂缝扩展过程中流体扩散渗流场和裂缝诱导应力场同时改变对页岩体天然裂缝的触发破坏机制,针对页岩气储层水平井分段分簇缝网压裂建立了一套SRV数值评价模型(以下简称新模型),并据此对分簇裂缝延伸行为、水力裂缝诱导应力场变化、水力压裂储层压力场抬升以及天然裂缝破坏区域的扩展进行数值模拟与表征,计算储层改造总体积,并在涪陵国家级页岩气示范区X1-HF井对新模型进行了矿场应用验证。结果表明:(1)新模型的计算方法与页岩压裂过程储层SRV实际物理演化机制相一致,可实现对SRV更准确地计算和定量表征;(2)新模型模拟所得SRV与现场微地震监测结果较为吻合;(3)示范区内水平井分段压裂形成的SRV能够满足页岩气高效开发的要求,压裂增产效果明显。结论认为,新模型具有较高的准确性和可靠性,对于涪陵页岩气示范区后期页岩气缝网压裂优化设计、井间距调整和加密井部署设计等都具有重要的指导作用,值得大规模推广应用。