[发明专利]一种全寿命周期页岩气储层双甜点三维可压性评估方法

说明书

本发明公开了一种全寿命周期页岩气储层双甜点三维可压性评估方法，其技术方案是利用井震数据进行三维岩石力学场建模，开展气藏数值模拟，通过室内岩石力学实验获取孔隙压力场变化条件的力学参数和渗透率变化规律，利用不同开采时间的孔隙压力场作为初始条件，开展三维动态岩石力学和气藏参数的模拟，得到气藏参数和岩石力学参数；再次展开三维地应力场模拟，得到地应力参数；在剩余含气量分布规律的基础上，利用不同开采时间条件下的气藏模拟参数、岩石力学模拟参数和地应力模拟参数构建双甜点可压性模型展开可压性评估。其有益效果是：有效的考虑到气藏参数、岩石力学参数和地应力参数的时间尺度效应，为提高采气率提供理论和技术支持。

技术领域

本发明涉及油气田开发工程技术，特别涉及一种全寿命周期页岩气储层双甜点三维可压性评估方法。

背景技术

随着我国经济的快速稳定发展，能源需求也急剧增加。页岩气已经是国内外重点关注的非常规油气资源之一，并且首先在美国等北美国家实现了大规模商业化开发。我国页岩气可采资源为25.08万亿立方米，资源丰富，开发潜力巨大，而且我国的页岩气储层具有自身的沉积和地质特点，埋藏相对较深，构造复杂，因此采用水平井分段体积压裂进行改造时存在一定的未知性，部分压裂层位出现了不适应性，影响到了压裂开发效果，为此开展页岩气储层可压性综合判断对于提高压裂针对性和预判压裂效果，实现气田降本增效具有重要意义。

可压性评价通常用来从工程角度表征储层是否可以被有效压裂，并生成复杂裂缝网络的难易程度。由于受到如岩石脆性、天然裂缝发育程度、成岩作用、水平应力差，以及施工参数，如压裂液主要总液量、排量、压裂段间距、压裂模式和压裂液类型等方面的影响，目前国内外尚无统一的可压性评价标准。目前用以进行可压性评估的技术手段主要有基于测井、地震等地球物理资料的解释方法，同时也有室内可压性实验测试方法。

页岩气开发价值和实际产量与工程和地质甜点都具有关联性。目前常见地质甜点参数包含埋深、泥质含量、硅质含量、碳质含量、总有机碳含量、干酪根含量、热成熟度、总孔隙度、含气孔隙度、含气饱和度、游离气含量、吸附气含量、基质孔隙度、裂缝孔隙度、孔隙结构、渗透率、孔隙压力和优质储层厚度多个参数。工程甜点参数目前则主要包括岩石的脆性、两向水平应力差、天然裂缝与主应力夹角、断裂韧性等，由于进行地质甜点和工程甜点评价时涉及参数众多，因此评价时进行有效的权重评估对最终可压性模型结果极为重要。

考虑综合地质甜点和工程甜点的可压性模型需要重要考虑相关数据是否可以在同一平台上进行计算和调试，其次如何利用井震综合信息，改善输入气藏参数、天然裂缝和岩石力学参数三维空间数据质量，提升井间预测性，实现从单纯模拟到半预测的改进，如何构建气藏开发和地质力学流固耦合的有限元地应力模型，施加载荷和相关边界条件，并利用相关算法实现高精度和计算效率，如何实现气藏数值模拟器和地质力学模拟器之间的网格匹配以及数据交互是目前动态气藏参数、岩石力学和地应力场刻画中常见的系列问题，也决定着最终可压性模型的建立效果。

静态权重和动态权重确定的方法较多，静态动态法主要包括统计平均法、变异系数法和层次分析法等，一般需要根据经验值或者某种机制来决定,更多的属于固有属性。动态权重则考虑了时间效应，通常需要根据实际情况进行建模，动态权重的设定需要考虑两方面的影响，一是各个权重本身对结果评价重要性的影响；二是权重随着条件和环境变化一直更新，最终会形成不同时刻条件下的新权重，该权重融合先期的历史经验和实际的事件发展动态，因此会更好体现实时评判结果。目前多数的可压性模型多从力学角度出发评估储层裂缝扩展能力，忽视了地质甜点对可压性效果的影响，造成工程人员无法正确的评估地层有效开采价值。为此，有的学者提出采用双甜点技术进行页岩储层可压性综合评价，但所涉及的参数也是多基于气藏建模时的初始静态参数。由于页岩气在压裂开发之后，相关地质参数和气藏参数都会随着开发的进行发生改变，因此利用气藏开发初期的参数进行后续页岩气井可压性评估难以满足实际工程的需要。动态权重模型克服了传统多指标评判中采用等权重或定权重的缺点，可更为科学、准确地预测全寿命周期三维可压性评估结果提供支持。

发明内容