本發(fā)明涉及石油天然氣開發(fā)領(lǐng)域，尤其是水力壓裂領(lǐng)域中一種低滲透非均質(zhì)油藏水平井重復(fù)壓裂增產(chǎn)潛力評價(jià)方法。
背景技術(shù)：
：我國大部分低滲透油藏具有儲層物性差、非均質(zhì)性強(qiáng)、應(yīng)力敏感性強(qiáng)、自然產(chǎn)能低等特點(diǎn)，其部分油藏不能采用常規(guī)注水開發(fā)，形成有效的注采井網(wǎng)，而采用水平井大規(guī)模多段多簇體積壓裂技術(shù)彈性開發(fā)。但由于地質(zhì)和工程等多種因素，初次壓裂改造不充分和水力裂縫失效等原因造成產(chǎn)量遞減快，嚴(yán)重影響開發(fā)效果，為了恢復(fù)這類生產(chǎn)井的產(chǎn)能，重復(fù)壓裂技術(shù)是主要的增產(chǎn)措施之一。對于這類無注采井網(wǎng)，采用水平井多段多簇體積壓裂的低滲透非均質(zhì)油藏，定量評價(jià)重復(fù)壓裂增產(chǎn)潛力并提出針對性重復(fù)壓裂方式尤為重要。其中初次壓裂改造效果、儲層非均質(zhì)性、剩余油飽和度場和地層壓力場分布是重復(fù)壓裂增產(chǎn)潛力評價(jià)的重要因素。目前低滲透油藏水平井重復(fù)壓裂增產(chǎn)潛力評價(jià)的方法主要有以下幾種：(1)魏晨吉等(一種選擇致密油氣藏重復(fù)壓裂目標(biāo)井的方法，專利號：201510324579.1)通過確定篩選井的完井效率和篩選井的單位儲層質(zhì)量，以單位儲層質(zhì)量為橫坐標(biāo)，完井效率為縱坐標(biāo)做散點(diǎn)圖，利用橫、縱劃分線將散點(diǎn)圖分為四部分，形成交匯診斷圖，從而完成重復(fù)壓裂目標(biāo)井的選擇，但只考慮了地質(zhì)儲量和完井效率來選擇重復(fù)壓裂目標(biāo)井，忽略了地層壓力等因素。(2)許洪星等(一種低滲透氣藏轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂工藝方法，專利號：201510144184.3)將工藝實(shí)施過程依次分為壓前分析評估初次壓裂失效或低效原因，轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂選井選層決策、建模模擬轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂地應(yīng)力場變化，裂縫幾何參數(shù)與導(dǎo)流能力優(yōu)化、重復(fù)壓裂施工參數(shù)設(shè)計(jì)三部分來實(shí)現(xiàn)低滲透氣藏轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂工藝，但沒有考慮儲層的非均質(zhì)性對剩余油分布影響、沒有針對每段水力裂縫提出針對性重復(fù)壓裂方式。(3)龐鵬等(龐鵬，劉振宇，王胡振.重復(fù)壓裂改造時(shí)機(jī)數(shù)值模擬[j].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2015，34(6):83-87)利用油藏?cái)?shù)值模擬的方法，考慮裂縫導(dǎo)流能力變化對水平井生產(chǎn)動態(tài)影響，優(yōu)選出重復(fù)壓裂改造時(shí)機(jī)，但沒有考慮水力裂縫實(shí)際形狀對產(chǎn)能的影響，從而模擬剩余油飽和度場分布、地層壓力場分布和實(shí)際情況差異較大。上述方法都沒有考慮儲層的非均質(zhì)性對剩余油飽和度場分布影響來研究水平井重復(fù)壓裂增產(chǎn)潛力評價(jià)。本發(fā)明既考慮了儲層的非均質(zhì)性對剩余油飽和度場分布影響，也同時(shí)考慮了水力裂縫形狀和生產(chǎn)過程中地層壓力對水力裂縫導(dǎo)流能力變化的影響，并結(jié)合初次壓裂水力裂縫參數(shù)等因素，有效解決了低滲透非均質(zhì)油藏水平井多段多簇體積壓裂彈性開發(fā)后期重復(fù)壓裂增產(chǎn)潛力評價(jià)中存在的應(yīng)力敏感性現(xiàn)象、重復(fù)壓裂方式針對性不強(qiáng)等問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種低滲透非均質(zhì)油藏水平井重復(fù)壓裂增產(chǎn)潛力評價(jià)方法，原理可靠，操作簡便，利用該方法可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高重復(fù)壓裂改造的效果，降低工程施工的風(fēng)險(xiǎn)性，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。為達(dá)到以上技術(shù)目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。低滲透非均質(zhì)油藏水平井重復(fù)壓裂增產(chǎn)潛力評價(jià)方法，依次包括以下步驟：1)利用meyer軟件建立裂縫擴(kuò)展模型，反演初次壓裂水力裂縫參數(shù)；2)利用油藏?cái)?shù)值模擬軟件eclipse建立油藏非均質(zhì)地質(zhì)模型，并將初次壓裂水力裂縫參數(shù)植入非均質(zhì)地質(zhì)模型，進(jìn)行生產(chǎn)動態(tài)歷史擬合，得到剩余油飽和度場和地層壓力場分布；3)根據(jù)剩余油飽和度場和地層壓力場分布對水平井重復(fù)壓裂增產(chǎn)潛力定量評價(jià)，將初次壓裂水力裂縫分類，提出針對性重復(fù)壓裂方式。在本發(fā)明中，所述步驟1)利用meyer軟件建立裂縫擴(kuò)展模型，反演初次壓裂水力裂縫參數(shù)，包括以下內(nèi)容：收集水平井所在儲層巖石力學(xué)參數(shù)、儲層物性參數(shù)、儲層流體參數(shù)、初次壓裂施工資料，利用meyer軟件建立裂縫擴(kuò)展模型，反演獲得初次壓裂水力裂縫參數(shù)，包括裂縫半長lf、縫寬wf、縫高h(yuǎn)f、導(dǎo)流能力frcd。在本發(fā)明中，所述步驟2)建立油藏非均質(zhì)地質(zhì)模型，并將初次壓裂水力裂縫參數(shù)植入非均質(zhì)地質(zhì)模型，進(jìn)行生產(chǎn)動態(tài)歷史擬合，得到剩余油飽和度場和地層壓力場分布，包括以下內(nèi)容：(1)建立油藏非均質(zhì)地質(zhì)模型收集水平井所在儲層物性參數(shù)、儲層流體參數(shù)、測井解釋資料，得到儲層孔隙度、滲透率、含油飽和度、油藏埋度、儲層厚度、流體高壓物性參數(shù)、流體相滲曲線，利用油藏?cái)?shù)值模擬軟件eclipse建立油藏非均質(zhì)地質(zhì)模型。(2)初次壓裂水力裂縫參數(shù)植入將步驟1)中初次壓裂水力裂縫參數(shù)植入非均質(zhì)地質(zhì)模型，其中水力裂縫導(dǎo)流能力frcd在非均質(zhì)地質(zhì)模型中考慮兩個方面的因素：水力裂縫導(dǎo)流能力frcd隨裂縫半長lf的變化和水力裂縫導(dǎo)流能力frcd隨地層壓力p的變化。①水力裂縫導(dǎo)流能力frdc隨裂縫半長lf的變化，以往油藏?cái)?shù)值模擬過程中水力裂縫形狀考慮成矩形，并且水力裂縫導(dǎo)流能力不隨裂縫半長發(fā)生變化。而實(shí)際水力裂縫的形狀在儲層中是楔形，其導(dǎo)流能力隨裂縫半長發(fā)生變化，故將水力裂縫考慮成楔形，使得壓裂水平井生產(chǎn)動態(tài)模擬和預(yù)測更加符合實(shí)際。根據(jù)soliman(numericalmodelsestimatesfractureproductionincrease[j].oilandgas，1986，84:41(41):70-74)研究結(jié)果，水力裂縫導(dǎo)流能力隨裂縫半長的變化為指數(shù)函數(shù)，在油藏?cái)?shù)值模擬軟件eclipse中水力裂縫導(dǎo)流能力隨裂縫半長的變化依據(jù)網(wǎng)格步長將指數(shù)函數(shù)轉(zhuǎn)化為階梯函數(shù)，分別將階梯函數(shù)值賦值到表征裂縫的各個網(wǎng)格里，即可表示水力裂縫導(dǎo)流能力隨裂縫半長的變化，作為油藏?cái)?shù)值模擬水力裂縫導(dǎo)流能力初始值。②水力裂縫導(dǎo)流能力frcd隨地層壓力p的變化。在油藏?cái)?shù)值模擬過程中，隨著地層流體的采出，地層壓力降低，①中的水力裂縫導(dǎo)流能力初始值要隨著地層壓力發(fā)生變化，而以往數(shù)值模擬沒有考慮這一因素。根據(jù)李穎川(采油工程[m].北京:石油工業(yè)出版社，2009:220-221)水力裂縫導(dǎo)流能力表達(dá)式為：frcd＝kf(p)wf(1)式中：frcd——水力裂縫導(dǎo)流能力，μm2.cm；kf(p)——任意地層壓力下水力裂縫滲透率，μm2；wf——水力裂縫縫寬，cm。水力裂縫縫寬wf一般為幾毫米至幾厘米，相對與基質(zhì)儲層來說非常小，可視為不變，因此水力裂縫導(dǎo)流能力frcd隨地層壓力p的變化可轉(zhuǎn)化為水力裂縫滲透率kf(p)隨地層壓力p的變化。地層壓力下降引起有效應(yīng)力的增加，導(dǎo)致儲層滲透率減小的現(xiàn)象稱為儲層的應(yīng)力敏感性。對于彈性開發(fā)的低滲透非均質(zhì)油藏應(yīng)力敏感現(xiàn)象更為明顯。李傳亮(儲層巖石的應(yīng)力敏感性評價(jià)方法[j].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2006，25(1):40-41)推導(dǎo)出任意地層壓力下的儲層滲透率表達(dá)式：式中：k——儲層滲透率，μm2；ki——初始儲層滲透率，μm2；b——應(yīng)力敏感常數(shù)，mpa-1；φ——儲層孔隙度，％；pi——原始地層壓力，mpa；p——任意地層壓力，mpa。當(dāng)?shù)貙訅毫ο陆禃r(shí)，水力裂縫受骨架應(yīng)力增大而導(dǎo)致滲透率降低的過程與儲層巖石的應(yīng)力敏感性類似，因此運(yùn)用表達(dá)式(2)建立水力裂縫滲透率隨地層壓力的變化關(guān)系式如下：式中：kf(p)——任意地層壓力下水力裂縫滲透率，μm2；kf(pi)——原始地層壓力下水力裂縫滲透率，μm2。在油藏?cái)?shù)值模擬軟件eclipse里面采用模型中的巖石應(yīng)力敏感功能，將水力裂縫看做有應(yīng)力敏感性的巖塊，根據(jù)儲層巖石應(yīng)力敏感性實(shí)驗(yàn)得到應(yīng)力敏感常數(shù)b，從而計(jì)算水力裂縫滲透率隨地層壓力變化，以此得到水力裂縫導(dǎo)流能力隨地層壓力的變化。軟件具體操作步驟為：①設(shè)置巖石應(yīng)力敏感分區(qū)：基質(zhì)為1區(qū)，水力裂縫為2區(qū)；②由表達(dá)式(2)和(3)分別計(jì)算不同地層壓力下滲透率與初始滲透率比例；③在軟件中利用軟件應(yīng)力敏感功能將不同地層壓力下滲透率與初始滲透率比例分別賦值給基質(zhì)1區(qū)和水力裂縫2區(qū)。(3)水平井生產(chǎn)動態(tài)歷史擬合在建立非均質(zhì)地質(zhì)模型和初次壓裂水力裂縫參數(shù)植入的基礎(chǔ)之上，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，擬合累積產(chǎn)液量、累積產(chǎn)油量、累積產(chǎn)水量、日產(chǎn)液量、日產(chǎn)油量、日產(chǎn)水量、地層壓力等指標(biāo)，累積產(chǎn)液量和累積產(chǎn)油量相對誤差應(yīng)小于5％，得到剩余油飽和度場和地層壓力場分布。在本發(fā)明中，所述步驟3)根據(jù)剩余油飽和度場和地層壓力場分布對水平井重復(fù)壓裂增產(chǎn)潛力定量評價(jià)，將初次壓裂水力裂縫分類，提出針對性重復(fù)壓裂方式，具體過程如下：根據(jù)步驟2)中得到的剩余油飽和度場和地層壓力場分布，若同時(shí)滿足采出程度小于30％、地層壓力系數(shù)大于0.6，則具有重復(fù)壓裂增產(chǎn)潛力。將初次壓裂水力裂縫分為四類：老縫加長起裂、縫內(nèi)暫堵轉(zhuǎn)向起裂、段內(nèi)暫堵起裂、無需重復(fù)壓裂。(1)老縫加長起裂將初次壓裂改造不充分(小于初次壓裂設(shè)計(jì)縫長)和采出程度小于30％、地層壓力系數(shù)大于0.6的水力裂縫歸為一類，采用老縫加長起裂方式。(2)縫內(nèi)暫堵轉(zhuǎn)向起裂將初次壓裂改造充分(符合初次壓裂設(shè)計(jì)縫長)和采出程度小于30％、地層壓力系數(shù)大于0.6并且縫間距小于30m的水力裂縫歸為一類，采用縫內(nèi)暫堵轉(zhuǎn)向起裂方式。(3)段內(nèi)暫堵起裂將初次壓裂改造充分和采出程度小于30％、地層壓力系數(shù)大于0.6并且縫間距大于30m的水力裂縫歸為一類，采用段內(nèi)暫堵起裂方式。(4)無需重復(fù)壓裂若不滿足采出程度小于30％、地層壓力系數(shù)大于0.6，不建議重復(fù)壓裂，應(yīng)采用其他開發(fā)方式，恢復(fù)其產(chǎn)能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果：(1)本發(fā)明能夠?qū)λ骄貜?fù)壓裂增產(chǎn)潛力定量評價(jià)和水力裂縫重復(fù)壓裂方式分類，提出針對性重復(fù)壓裂方式；(2)本發(fā)明在油藏?cái)?shù)值模擬過程中同時(shí)考慮水力裂縫形狀和生產(chǎn)過程中地層壓力對水力裂縫導(dǎo)流能力變化的影響，其模擬結(jié)果更加符合實(shí)際生產(chǎn)動態(tài)；(3)本發(fā)明將初次壓裂水力裂縫參數(shù)、油藏?cái)?shù)值模擬研究剩余油飽和度場和地層壓力場分布、重復(fù)壓裂增產(chǎn)潛力定量評價(jià)結(jié)合，各個環(huán)節(jié)緊密相扣，相互驗(yàn)證，提高了重復(fù)壓裂增產(chǎn)潛力評價(jià)的準(zhǔn)確性，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)。附圖說明圖1(a)為以往數(shù)值模擬中水力裂縫形狀俯視圖。圖1(b)為本發(fā)明實(shí)施例中實(shí)際水力裂縫形狀俯視圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中水力裂縫導(dǎo)流能力隨裂縫半長變化圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例中水平井段初次壓裂水力裂縫幾何模型圖。圖4(a)為本發(fā)明實(shí)施例中水平井累積產(chǎn)液量擬合曲線圖。圖4(b)為本發(fā)明實(shí)施例中水平井累積產(chǎn)油量擬合曲線圖。圖4(c)為本發(fā)明實(shí)施例中水平井日產(chǎn)液量擬合曲線圖。圖4(d)為本發(fā)明實(shí)施例中水平井日產(chǎn)油量擬合曲線圖。圖4(e)為本發(fā)明實(shí)施例中水平井日產(chǎn)水量擬合曲線圖。圖4(f)為本發(fā)明實(shí)施例中地層壓力擬合曲線圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。有必要在此指出的是，本實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非對本發(fā)明作任何限制，也并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實(shí)施例的排除。本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動和簡單變化不脫離本發(fā)明技術(shù)思想和范圍，則均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。實(shí)施例1我國某油藏區(qū)塊儲層孔隙度4.6～13.2％，平均10.5％，滲透率0.01～1.25×10-3μm2，平均0.39×10-3μm2，原油飽和度38％，油藏埋深1968m，初始地層壓力24.3mpa，地層溫度88.9℃，巖性為砂泥巖薄互層，物性和含油性較差，屬于非均質(zhì)低滲透致密砂巖儲層，采用水平井大規(guī)模多段多簇體積壓裂技術(shù)開發(fā)。其中一口水平井，水平段長度1200m，初次壓裂10段39簇，設(shè)計(jì)裂縫半長300m，縫間距30m。利用彈性能量開發(fā)，無注采井網(wǎng)，目前日產(chǎn)油量由初期26.3t/d降到了1.8t/d。開發(fā)效果變差，急需開展重復(fù)壓裂增產(chǎn)潛力評價(jià)。低滲透非均質(zhì)油藏水平井重復(fù)壓裂增產(chǎn)潛力評價(jià)方法，依次包括以下步驟：1)、反演初次壓裂水力裂縫參數(shù)：結(jié)合該區(qū)塊儲層巖石力學(xué)參數(shù)、儲層物性參數(shù)、儲層流體參數(shù)以及初次壓裂施工資料，表1給出了目標(biāo)井水平段第一段(3500-3380m)壓裂施工工序，利用meyer軟件反演得到初次壓裂水力裂縫參數(shù)如表2所示。表1單段壓裂施工工序表表2初次壓裂水力裂縫參數(shù)表2)、利用油藏?cái)?shù)值模擬軟件eclipse研究剩余油飽和度場和地層壓力場分布，其具體步驟包括建立油藏非均質(zhì)地質(zhì)模型、初次壓裂水力裂縫參數(shù)植入非均質(zhì)地質(zhì)模型、水平井生產(chǎn)動態(tài)歷史擬合。(1)建立油藏非均質(zhì)地質(zhì)模型：根據(jù)水平井所在儲層物性參數(shù)、儲層流體參數(shù)、測井解釋資料如表3所示，建立非均質(zhì)地質(zhì)模型，模型大小1600m×1000m×5.2m，網(wǎng)格步長10m×10m×5.2m，網(wǎng)格總數(shù)16000。表3壓裂水平井水平段測井解釋表(2)初次壓裂水力裂縫參數(shù)植入：在植入過程中水力裂縫導(dǎo)流能力變化考慮兩個因素：隨裂縫半長變化和隨地層壓力變化。以往數(shù)值模擬水裂縫形狀是矩形如圖1(a)，而實(shí)際水力裂縫形狀是楔形如圖1(b)，本方法將水力裂縫形狀考慮成楔形，水力裂縫導(dǎo)流能力按步長階梯賦值，如圖2所示。同時(shí)考慮生產(chǎn)過程中由于地層壓力降低造成的應(yīng)力敏感性效應(yīng)，根據(jù)步驟2)中表達(dá)式(2)和(3)計(jì)算不同地層壓力下滲透率與初始滲透比例如表4所示，計(jì)算所用到的參數(shù)：儲層孔隙度φ為10.5％，水力裂縫孔隙度φ為25％，初始地層壓力24.3mpa，儲層應(yīng)力敏感常數(shù)b由儲層巖石應(yīng)力敏感性實(shí)驗(yàn)得到為0.094。水平井段1200m，水力裂縫10段39簇，簇間距30m，幾何模型如圖3所示。表4不同地層壓力下滲透率與初始滲透率比例表地層壓力(mpa)儲層滲透率比值(k/ki)水力裂縫滲透率比值(kf(p)/kf(pi))24.31.000120.50.9630.91518.50.9440.87316.50.9260.83314.50.9080.79412.50.8900.75810.50.8730.7238.50.8560.6906.50.8390.658(3)水平井生產(chǎn)動態(tài)歷史擬合：按照水平井實(shí)際生產(chǎn)工作制度擬合累積產(chǎn)液量、累積產(chǎn)油量、日產(chǎn)液量、日產(chǎn)油量、日產(chǎn)水量、地層壓力等生產(chǎn)指標(biāo)，驗(yàn)證模型的正確性。其中累積產(chǎn)液量和累積產(chǎn)油量如表5所示，從擬合的結(jié)果來看，和實(shí)際生產(chǎn)比較接近，累積產(chǎn)液量和累積產(chǎn)油量相對誤差小于5％，滿足擬合精度要求，其生產(chǎn)指標(biāo)歷史擬合曲線如圖4(a)～4(f)所示。表5生產(chǎn)動態(tài)歷史擬合結(jié)果表3)、水平井重復(fù)壓裂增產(chǎn)潛力定量評價(jià)根據(jù)生產(chǎn)動態(tài)歷史擬合的結(jié)果剩余油飽和度場和地層壓力場可知：模擬區(qū)塊水平井控制地質(zhì)儲量為30×104t，水平井累積產(chǎn)油量0.72×104t，采出程度2.4％，儲層初始地層壓力為24.3mpa，目前地層地層壓力12.6mpa，地層壓力系數(shù)0.65，滿足步驟3)要求。同時(shí)根據(jù)初次壓裂水力裂縫參數(shù)反演結(jié)果表2可知水力裂縫簇號3～4、11～12、20、23～24、31～32裂縫半長遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)裂縫半長(設(shè)計(jì)裂縫半長為300m)，其中水力裂縫簇號按水平井幾何模型圖3中從右往左依次編號。這些水力裂縫由于地質(zhì)或者工程等原因，初次壓裂改造不補(bǔ)充，沒有有效的溝通儲層。其他水力裂縫參數(shù)符合壓裂施工設(shè)計(jì)要求，初次壓裂改造充分。根據(jù)本發(fā)明步驟3)將水平井初次壓裂水力裂縫分類治理，對于實(shí)例水平井提出兩種重復(fù)壓裂方式：縫內(nèi)暫堵轉(zhuǎn)向起裂和老縫加長起裂，如表6所示。表6水力裂縫分類治理表當(dāng)前第1頁12