小井距页岩油气水平井的射孔方法及射孔装置与流程

1.本公开属于射孔技术领域，特别涉及一种小井距页岩油气水平井的射孔方法及射孔装置。


背景技术：

2.页岩油和页岩气是一种特殊的油气能源，其开采方式主要是开钻水平井，并利用射孔技术，对油气层进行压裂，以达到开采的目的。
3.随着水平井开发方式的逐渐成熟，小井距水平井成为主要的开采方式。然而，由于水平井之间的间距较小，在对水平井进行射孔作业时，有可能会对相邻的其他水平井造成影响。


技术实现要素：

4.本公开实施例提供了一种小井距页岩油气水平井的射孔方法及射孔装置，可以避免射孔作业对相邻的其他水平井造成影响。所述技术方案如下：
5.一方面，本公开实施例提供了一种小井距页岩油气水平井的射孔方法，所述射孔方法包括：
6.确定水平井的裂缝延伸方向，所述裂缝延伸方向为所述水平井在压裂时所产生的裂缝的延伸方向；
7.若所述水平井的裂缝延伸方向与相邻井的钻井轨迹存在夹角，则确定所述水平井的裂缝长度，所述相邻井为与所述水平井相邻的其他水平井，所述裂缝长度为所述水平井在压裂时所产生的裂缝的长度；
8.通过所述水平井的裂缝长度和所述相邻井的钻井轨迹，计算得到所述水平井的裂缝距离所述相邻井的间距；
9.若所述间距小于间距阈值，且所述水平井的一侧具有所述相邻井，则在所述水平井的每个压裂段上射孔3-4簇，且簇间距为10-20米；若所述间距小于间距阈值，且所述水平井的两侧均具有所述相邻井，则在所述水平井的每个压裂段上射孔5-6簇，且簇间距为5-10米。
10.可选地，所述确定水平井的裂缝延伸方向，包括：
11.基于所述水平井的钻井轨迹，确定所述水平井的最小水平主应力方向；
12.将垂直于所述水平井的最小水平主应力方向的方向，确定为所述水平井的裂缝延伸方向。
13.可选地，所述射孔方法包括：
14.若所述水平井的裂缝延伸方向与相邻井的钻井轨迹平行，则在所述水平井的每个压裂段上射孔2-3簇，且簇间距为15-20米。
15.可选地，所述射孔方法包括：
16.若所述间距不小于间距阈值，则在所述水平井的每个压裂段上射孔2-3簇，且簇间
距为15-20米。
17.可选地，所述射孔方法包括：
18.将所述间距阈值设定为15-25米。
19.另一方面，提供了一种小井距页岩油气水平井的射孔装置，所述射孔装置包括：
20.裂缝延伸方向模块，用于确定水平井的裂缝延伸方向，所述裂缝延伸方向为所述水平井在压裂时所产生的裂缝的延伸方向；
21.裂缝长度模块，用于若所述水平井的裂缝延伸方向与相邻井的钻井轨迹存在夹角，则确定所述水平井的裂缝长度，所述相邻井为与所述水平井相邻的其他水平井，所述裂缝长度为所述水平井在压裂时所产生的裂缝的长度；
22.间距计算模块，用于通过所述水平井的裂缝长度和所述相邻井的钻井轨迹，计算得到所述水平井的裂缝距离所述相邻井的间距；
23.射孔作业执行模块，用于若所述间距小于间距阈值，且所述水平井的一侧具有所述相邻井，则在所述水平井的每个压裂段上射孔3-4簇，且簇间距为10-20米；若所述间距小于间距阈值，且所述水平井的两侧均具有所述相邻井，则在所述水平井的每个压裂段上射孔5-6簇，且簇间距为5-10米。
24.可选地，所述裂缝延伸方向模块包括：
25.最小水平主应力方向子模块，用于基于所述水平井的钻井轨迹，确定所述水平井的最小水平主应力方向；
26.裂缝延伸方向子模块，用于将垂直于所述水平井的最小水平主应力方向的方向，确定为所述水平井的裂缝延伸方向。
27.可选地，所述射孔作业执行模块，还用于若所述水平井的裂缝延伸方向与相邻井的钻井轨迹平行，则在所述水平井的每个压裂段上射孔2-3簇，且簇间距为15-20米。
28.可选地，所述射孔作业执行模块，还用于若所述间距不小于间距阈值，则在所述水平井的每个压裂段上射孔2-3簇，且簇间距为15-20米。
29.可选地，所述射孔装置还包括：
30.间距阈值模块，用于将所述间距阈值设定为15-25米。
31.本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
32.在通过本公开实施例所提供的射孔方法，对小井距页岩油气水平井进行射孔作业时，首先，确定水平井的裂缝延伸方向，以便于在后续步骤中判断压裂裂缝的延伸方向是否会与相邻井存在相交的可能。若水平井的裂缝延伸方向与相邻井的钻井轨迹存在夹角，则确定水平井的裂缝长度，以便于在后续步骤中判断压裂裂缝与相邻井之间的间距。然后，通过水平井的裂缝长度和相邻井的钻井轨迹，计算得到水平井的裂缝距离相邻井的间距，以便于根据该间距判断压裂裂缝是否会影响到相邻井。最后，若间距小于间距阈值，且水平井的一侧具有相邻井，则在水平井的每个压裂段上射孔3-4簇，且簇间距为10-20米；若间距小于间距阈值，且水平井的两侧均具有相邻井，则在水平井的每个压裂段上射孔5-6簇，且簇间距为5-10米。
33.也就是说，本公开通过压裂裂缝的延伸方向、压裂裂缝的长度、水平井所处的位置，来判断该水平井是否会对其他水平井造成影响。并且进一步地，如果造成影响，则采取相对应的优化射孔作业方式，以降低影响。
附图说明
34.为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1是本公开实施例提供的一种小井距页岩油气水平井的射孔方法的流程图；
36.图2是本公开实施例提供的另一种小井距页岩油气水平井的射孔方法的流程图；
37.图3是本公开实施例提供的一种小井距页岩油气水平井的射孔装置的线框图；
38.图4是本公开实施例提供的g井场水平井轨迹示意图。
具体实施方式
39.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
40.本公开实施例提供了一种小井距页岩油气水平井的射孔方法，如图1所示，该射孔方法包括：
41.步骤101：确定水平井的裂缝延伸方向。
42.需要说明的是，裂缝延伸方向为水平井在压裂时所产生的裂缝的延伸方向。
43.举例来说，压裂可以是水力压裂、高能气体压裂等常见的压裂手段，本公开对此不作限制。
44.在上述实现方式中，若水平井的裂缝延伸方向与相邻井的钻井轨迹存在夹角，则执行步骤102。
45.需要说明的是，相邻井为与水平井相邻的其他水平井。
46.举例来说，水平井根据所处位置可以分为侧翼井和中间井。侧翼井指的是该水平井只有一侧具有其他水平井，而中间井指的是该水平井两侧均具有其他水平井。对于侧翼井来说，该水平井的相邻井即为一侧相邻的一个其他水平井。对于中间井来说，该水平井的相邻井即为两侧相邻的各一个其他水平井。
47.裂缝长度为水平井在压裂时所产生的裂缝的长度
48.步骤102：确定水平井的裂缝长度。
49.需要说明的是，裂缝长度为水平井在压裂时所产生的裂缝的长度。
50.步骤103：通过水平井的裂缝长度和相邻井的钻井轨迹，计算得到水平井的裂缝距离相邻井的间距。
51.需要说明的是，水平井的裂缝距离相邻井的间距，指的是水平井的裂缝距离相邻井的最小间距。
52.在上述实现方式中，若间距小于间距阈值，且水平井的一侧具有相邻井，则执行步骤104。若间距小于间距阈值，且水平井的两侧均具有相邻井，则执行步骤105。
53.也就是说，若间距小于间距阈值，且该水平井为侧翼井，则执行步骤104。若间距小于间距阈值，且该水平井为中间井，则执行步骤105。
54.步骤104：在水平井的每个压裂段上射孔3-4簇，且簇间距为10-20米。
55.这样，有利于在压裂的过程中，形成彼此独立，且支撑缝的长度中等的裂缝，避免
了压裂裂缝影响相邻井。
56.需要说明的是，中等长度的支撑缝可以为80-120m的支撑缝。
57.步骤105：在水平井的每个压裂段上射孔5-6簇，且簇间距为5-10米。
58.这样，有利于在压裂的过程中，形成近井高导流区，且支撑缝的长度较短的裂缝，避免了压裂裂缝影响相邻井。
59.需要说明的是，较短长度的支撑缝可以为小于80m的支撑缝。
60.在通过本公开实施例所提供的射孔方法，对小井距页岩油气水平井进行射孔作业时，首先，确定水平井的裂缝延伸方向，以便于在后续步骤中判断压裂裂缝的延伸方向是否会与相邻井存在相交的可能。若水平井的裂缝延伸方向与相邻井的钻井轨迹存在夹角，则确定水平井的裂缝长度，以便于在后续步骤中判断压裂裂缝与相邻井之间的间距。然后，通过水平井的裂缝长度和相邻井的钻井轨迹，计算得到水平井的裂缝距离相邻井的间距，以便于根据该间距判断压裂裂缝是否会影响到相邻井。最后，若间距小于间距阈值，且水平井的一侧具有相邻井，则在水平井的每个压裂段上射孔3-4簇，且簇间距为10-20米；若间距小于间距阈值，且水平井的两侧均具有相邻井，则在水平井的每个压裂段上射孔5-6簇，且簇间距为5-10米。
61.也就是说，本公开通过压裂裂缝的延伸方向、压裂裂缝的长度、水平井所处的位置，来判断该水平井是否会对其他水平井造成影响。并且进一步地，如果造成影响，则采取相对应的优化射孔作业方式，以降低影响。
62.并且，本公开实施例所提供的射孔方法，可实现小井距大规模压裂，提高压裂改造效果。
63.本公开实施例提供了另一种小井距页岩油气水平井的射孔方法，如图2所示，该射孔方法包括：
64.步骤201：基于水平井的钻井轨迹，确定水平井的最小水平主应力方向。
65.在上述实现方式中，水平井的钻井轨迹为钻井设计时，已经确定了的设计材料，即在实施本公开实施例所提供的射孔方法之前已经确定。
66.可选地，可以由xmac测井、微地震电测、电位法监测、岩石力学测定获取水平井的最小水平主应力方向。
67.步骤202：将垂直于水平井的最小水平主应力方向的方向，确定为水平井的裂缝延伸方向。
68.需要说明的是，裂缝延伸方向为水平井在压裂时所产生的裂缝的延伸方向。
69.举例来说，压裂可以是水力压裂、高能气体压裂等常见的压裂手段，本公开对此不作限制。
70.在上述实现方式中，若水平井的裂缝延伸方向与相邻井的钻井轨迹平行，则执行步骤203。若水平井的裂缝延伸方向与相邻井的钻井轨迹存在夹角，则执行步骤204。
71.需要说明的是，相邻井为与水平井相邻的其他水平井。
72.举例来说，水平井根据所处位置可以分为侧翼井和中间井。侧翼井指的是该水平井只有一侧具有其他水平井，而中间井指的是该水平井两侧均具有其他水平井。对于侧翼井来说，该水平井的相邻井即为一侧相邻的一个其他水平井。对于中间井来说，该水平井的相邻井即为两侧相邻的各一个其他水平井。
73.步骤203：在水平井的每个压裂段上射孔2-3簇，且簇间距为15-20米。
74.这样，有利于在压裂的过程中，形成彼此独立，且支撑缝的长度较长的裂缝，有利于后续采油。
75.在上述实现方式中，若水平井的裂缝延伸方向与相邻井的钻井轨迹平行，则表明该水平井的压裂裂缝，对相邻井的影响很小，所以即使是形成了长度较长的裂缝，也不会造成很大的影响。
76.需要说明的是，较长长度的支撑缝可以为120-160m的支撑缝。
77.步骤204：确定水平井的裂缝长度。
78.可选地，水平井的裂缝长度，可以由相邻的其余水平井在压裂时微地震监测、电位法监测结果进行预估。
79.步骤205：通过水平井的裂缝长度和相邻井的钻井轨迹，计算得到水平井的裂缝距离相邻井的间距。
80.需要说明的是，水平井的裂缝距离相邻井的间距，指的是水平井的裂缝距离相邻井的最小间距。
81.在上述实现方式中，若间距不小于间距阈值，则执行步骤206。若间距小于间距阈值，且水平井的一侧具有相邻井，则执行步骤207。若间距小于间距阈值，且水平井的两侧均具有相邻井，则执行步骤208。
82.也就是说，若间距不小于间距阈值，则无需判断该水平井是侧翼井还是中间井，直接执行步骤206。若间距小于间距阈值，且该水平井为侧翼井，则执行步骤207。若间距小于间距阈值，且该水平井为中间井，则执行步骤208。
83.需要说明的是，间距阈值可以是人为设定值。
84.可选地，可以将间距阈值设定为15-25米。
85.举例来说，在本实施例中，将间距阈值设定为20米。
86.步骤206：在水平井的每个压裂段上射孔2-3簇，且簇间距为15-20米。
87.这样，有利于在压裂的过程中，形成彼此独立，且支撑缝的长度较长的裂缝，有利于后续采油。
88.在上述实现方式中，若间距不小于间距阈值，则表明该水平井的压裂裂缝，对相邻井的影响很小，所以即使是形成了长度较长的裂缝，也不会造成很大的影响。
89.步骤207：在水平井的每个压裂段上射孔3-4簇，且簇间距为10-20米。
90.这样，有利于在压裂的过程中，形成彼此独立，且支撑缝的长度中等的裂缝，避免了压裂裂缝影响相邻井。
91.步骤208：在水平井的每个压裂段上射孔5-6簇，且簇间距为5-10米。
92.这样，有利于在压裂的过程中，形成近井高导流区，且支撑缝的长度较短的裂缝，避免了压裂裂缝影响相邻井。
93.在通过本公开实施例所提供的射孔方法，对小井距页岩油气水平井进行射孔作业时，首先，确定水平井的裂缝延伸方向，以便于在后续步骤中判断压裂裂缝的延伸方向是否会与相邻井存在相交的可能。若水平井的裂缝延伸方向与相邻井的钻井轨迹存在夹角，则确定水平井的裂缝长度，以便于在后续步骤中判断压裂裂缝与相邻井之间的间距。然后，通过水平井的裂缝长度和相邻井的钻井轨迹，计算得到水平井的裂缝距离相邻井的间距，以
便于根据该间距判断压裂裂缝是否会影响到相邻井。最后，若间距小于间距阈值，且水平井的一侧具有相邻井，则在水平井的每个压裂段上射孔3-4簇，且簇间距为10-20米；若间距小于间距阈值，且水平井的两侧均具有相邻井，则在水平井的每个压裂段上射孔5-6簇，且簇间距为5-10米。
94.也就是说，本公开通过压裂裂缝的延伸方向、压裂裂缝的长度、水平井所处的位置，来判断该水平井是否会对其他水平井造成影响。并且进一步地，如果造成影响，则采取相对应的优化射孔作业方式，以降低影响。
95.并且，本公开实施例所提供的射孔方法，可实现小井距大规模压裂，提高压裂改造效果。
96.本公开实施例提供了一种小井距页岩油气水平井的射孔装置，如图3所示，该射孔装置包括裂缝延伸方向模块100、裂缝长度模块200、间距计算模块300和射孔作业执行模块400。
97.其中，裂缝延伸方向模块100，用于确定水平井的裂缝延伸方向，裂缝延伸方向为水平井在压裂时所产生的裂缝的延伸方向。
98.裂缝长度模块200，用于若水平井的裂缝延伸方向与相邻井的钻井轨迹存在夹角，则确定水平井的裂缝长度，相邻井为与水平井相邻的其他水平井，裂缝长度为水平井在压裂时所产生的裂缝的长度。
99.间距计算模块300，用于通过水平井的裂缝长度和相邻井的钻井轨迹，计算得到水平井的裂缝距离相邻井的间距。
100.射孔作业执行模块400，用于若间距小于间距阈值，且水平井的一侧具有相邻井，则在水平井的每个压裂段上射孔3-4簇，且簇间距为10-20米；若间距小于间距阈值，且水平井的两侧均具有相邻井，则在水平井的每个压裂段上射孔5-6簇，且簇间距为5-10米。
101.在本实施例中，裂缝延伸方向模块100包括最小水平主应力方向子模块110和裂缝延伸方向子模块120。
102.其中，最小水平主应力方向子模块，用于基于水平井的钻井轨迹，确定水平井的最小水平主应力方向。
103.裂缝延伸方向子模块，用于将垂直于水平井的最小水平主应力方向的方向，确定为水平井的裂缝延伸方向。
104.可选地，射孔作业执行模块400，还用于若水平井的裂缝延伸方向与相邻井的钻井轨迹平行，则在水平井的每个压裂段上射孔2-3簇，且簇间距为15-20米。
105.可选地，射孔作业执行模块400，还用于若间距不小于间距阈值，则在水平井的每个压裂段上射孔2-3簇，且簇间距为15-20米。
106.在本实施例中，射孔装置还包括间距阈值模块500。
107.其中，间距阈值模块500，用于将间距阈值设定为15-25米。
108.在通过本公开实施例所提供的射孔装置，对小井距页岩油气水平井进行射孔作业时，首先，通过裂缝延伸方向模块100确定水平井的裂缝延伸方向，以便于在后续步骤中判断压裂裂缝的延伸方向是否会与相邻井存在相交的可能。若水平井的裂缝延伸方向与相邻井的钻井轨迹存在夹角，则通过裂缝长度模块200确定水平井的裂缝长度，以便于在后续步骤中判断压裂裂缝与相邻井之间的间距。然后，通过间距计算模块300利用水平井的裂缝长
度和相邻井的钻井轨迹，计算得到水平井的裂缝距离相邻井的间距，以便于根据该间距判断压裂裂缝是否会影响到相邻井。最后，若间距小于间距阈值，且水平井的一侧具有相邻井，则通过射孔作业执行模块400在水平井的每个压裂段上射孔3-4簇，且簇间距为10-20米；若间距小于间距阈值，且水平井的两侧均具有相邻井，则通过射孔作业执行模块400在水平井的每个压裂段上射孔5-6簇，且簇间距为5-10米。
109.也就是说，本公开通过压裂裂缝的延伸方向、压裂裂缝的长度、水平井所处的位置，来判断该水平井是否会对其他水平井造成影响。并且进一步地，如果造成影响，则采取相对应的优化射孔作业方式，以降低影响。
110.并且，本公开实施例所提供的射孔装置，可实现小井距大规模压裂，提高压裂改造效果。
111.下面以本公开在实际井场中的实施情况，对本公开作进一步地描述。
112.实际井场为g井场，其中布置3个页岩油水平井，分别为gy2-1-1井、gy2-1-2井和gy2-1-3井。3个水平井水平段基本平行。
113.根据钻井设计时确定的g井场水平井轨迹示意图，确定每个水平井的钻井轨迹。
114.需要说明的是，g井场水平井轨迹示意图可以视为该井场的俯视图。其中横轴和纵轴均为大地坐标，原点为三个水平井的起钻点。由于起钻点相距只有3-4米，所以可以视为同一点。
115.根据xmac测井确定水平井的最小水平主应力方向，并以此确定水平井的裂缝延伸方向垂直于井筒。
116.根据相邻的其余水平井在压裂时微地震监测、电位法监测结果进行预估，确定水平井的裂缝长度。
117.根据通过水平井的裂缝长度和相邻井的钻井轨迹，计算得到水平井的裂缝距离相邻井的间距。三个水平井的间距均小于间距阈值(20米)。也就是说，三个水平井的压裂裂缝会相互影响。
118.由于gy2-1-1井和gy2-1-2井位于gy2-1-3井两侧，所以gy2-1-1井和gy2-1-2井为侧翼井，gy2-1-3井为中间井。
119.这样，有便于后续步骤中对侧翼井和中间井的射孔作业方式进行分别确定，有利于压裂作业。
120.对于gy2-1-1井和gy2-1-2井，在每个压裂段上射孔3-4簇，且簇间距为10-20米。
121.这样，有利于在压裂的过程中，形成彼此独立，且支撑缝的长度中等的裂缝，避免了压裂裂缝影响相邻井。
122.对于gy2-1-3井，在每个压裂段上射孔5-6簇，且簇间距为5-10米。
123.这样，有利于在压裂的过程中，形成近井高导流区，且支撑缝的长度较短的裂缝，避免了压裂裂缝影响相邻井。
124.以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。