基于曲率属性的页岩气水平井钻前压裂效果预测方法与流程

1.本发明属于应用地球物理勘探领域，具体涉及基于曲率属性的页岩气水平井钻前压裂效果预测方法。


背景技术：

2.水平井压裂技术是90年代末发展起来的目前国外应用比较广泛的技术，其技术原理是根据伯努利方程，将压力能转换为速度，油管流体加压后经喷嘴喷射而出的高速射流在地层中射流成缝，通过环空注入液体使井底压力刚好控制在裂缝延伸压力以下，射流出口周围流体速度最高，其压力最低，环空泵注的液体在压差作用下进入射流区，与喷嘴喷射出的液体一起被吸入地层，驱使裂缝向前延伸，因井底压力刚好控制在裂缝延伸压力以下，压裂下一层段时，已压开层段不再延伸，因此，不用封隔器与桥塞等隔离工具，实现自动封隔。通过拖动管柱，将喷嘴放到下一个需要改造的层段，可依次压开所需改造井段。水力喷射压裂技术可以在裸眼、筛管完井的水平井中进行加砂压裂，也可以在套管井上进行，施工安全性高，可以用一趟管柱在水平井中快速、准确地压开多条裂缝，水力喷射工具可以与常规油管相连接入井，也可以与大直径连续油管相结合，使施工更快捷，国内外已有数百口井用此技术进行过酸压或加砂压裂处理需要有效的方法在全前优化井轨迹及对钻后压裂效果进行预测，进而节约成本的同时获得更高产量。
3.水力压裂技术是页岩气获得高产的关键技术，现阶段压裂效果评价方法主要通过一下两种方法：(1)通过微地震检测。水力压裂过程中，大量高黏度、高压流体注入储层，使储层孔隙流体压力迅速提高，引起应力场发生变化，导致岩石破裂，并发出微弱地震波，通过处理底面获井中检波器接收到的地震信号，确定微地震发生的位置和时间、地层改造体积等信息。从而指导压裂后效果评价；(2)水平井压裂后通过压裂参数来评价压裂效果，在页岩气水平井压裂过程中一般停泵压力低、破裂压力低、施工压力低说明具有较好压裂效果，最终页岩气产量也较高。
4.现有的微地震监测以及压裂后通过压裂参数评价这两种压裂参数评价方法，都必须是要在水平井压裂完成后才能对压裂效果进行评价，时效性不足；微地震监测成本高，以后井微地震检测成本达到数十万元；压裂效果评价精度不够高，微震评价结果有时会与地质认识以及井产量高低出现不吻合的情况；水平井压裂后通过破裂压裂、停泵压力等参数进行评价，成本高，一口页岩气井压裂成本达到1000万元以上。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了基于曲率属性的页岩气水平井钻前压裂效果预测方法，能在页岩气水平井钻探前对压裂效果进行评价，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
7.基于曲率属性的页岩气水平井钻前压裂效果预测方法，包括以下具体步骤：
8.步骤一：利用叠前深度偏移方法对地震资料进行处理；
9.步骤二：对叠前深度偏移地震数据开展构造精细解释；
10.步骤三：利用地震数据体计算最大正曲率属性体；
11.步骤四：利用步骤二解释获得断层及层位，提取页岩储层平面曲率特征；
12.步骤五：针对页岩储层平面曲率特征，预测页岩储层压裂效果，中曲率值为压裂甜点区。
13.进一步的，所述步骤二具体包括三个步骤：
14.(一)利用测井资料与地震资料，开展时深标定工作，确定页岩储层的地震响应特征；
15.(二)开展断层解释，确定页岩储层段断裂特征；
16.(三)开展页岩储层层位解释，落实页岩储层平面展布特征。
17.进一步的，所述步骤(一)中时深标定包括六个步骤：
18.(1)由声波测井曲线和密度测井曲线相乘得到波阻抗曲线；
19.(2)对波阻抗曲线进行深度-时间转换，从深度域转换到时间域；
20.(3)由波阻抗曲线计算反射系数曲线；
21.(4)由井旁地震数据提取地震子波；
22.(5)反射系数与子波褶积获得合成地震记录；
23.(6)利用合成地震记录与井旁道地震进行对比；
24.优选的，所述步骤(二)中所述断层为地层受力发生断裂，沿破裂面两侧岩块发生显著相对位移的构造。
25.优选的，所述步骤(三)中所述层位解释为将时深标定的页岩储层底面波组在地震资料上进行追踪。
26.优选的，所述步骤(一)中所述测井资料包括纵波速度、密度、井径、自然电位、自然伽马等曲线。
27.优选的，所述步骤三中所述最大正曲率曲率属性是从地震资料提取的一种几何属性，是用来表征地层界面弯曲程度、裂缝特征及应力特征。
28.本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
29.本发明能在页岩气水平井钻探前对压裂效果进行评价，在此基础上可以优化井位设计，及时调整井位，提高页岩气水平井产量，实现效益开发且与现有两种压裂效果预测方法相比，成本低(成本1000元左右)，简洁、效率高。
附图说明
30.图1为本发明流程示意图；
具体实施方式
31.为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
32.本发明提供了基于曲率属性的页岩气水平井钻前压裂效果预测方法，能在页岩气水平井钻探前对压裂效果进行评价，在三维地震资料处理解释的基础上，利用地震属性，建
立了一套严谨、有效的方法技术，为页岩气水平井压裂效果评价提供了更加简洁、快速的方案。
33.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面以重庆地区为例，对本发明作进一步的详细说明。该方法包括：
34.步骤一：利用叠前深度偏移方法对地震资料进行处理。
35.步骤二：对263平方千米叠前深度偏移地震数据开展构造精细解释。所述步骤二具体包括三个步骤：
36.(一)利用重庆地区实钻7口导眼井测井资料与地震资料，开展时深标定工作，确定页岩储层志留系龙马溪组底为强波峰反射、连续性强的地震响应特征。
37.其中，测井资料包括纵波速度、密度、井径、自然电位、自然伽马等曲线。
38.其中，时深标定包括以下具体六个步骤；
39.(1)由声波测井曲线和密度测井曲线相乘得到波阻抗曲线；
40.(2)对波阻抗曲线进行深度-时间转换，从深度域转换到时间域；
41.(3)由波阻抗曲线计算反射系数曲线；
42.(4)由井旁地震数据提取地震子波；
43.(5)反射系数与子波褶积获得合成地震记录；
44.(6)利用合成地震记录与井旁道地震进行对比。
45.(二)开展断层解释，确定页岩储层段断裂特征，重庆地区志留系龙马溪组断裂特征主要表现为北东向断层。
46.其中，断层为地层受力发生断裂，沿破裂面两侧岩块发生显著相对位移的构造。
47.(三)开展页岩储层层位解释，落实页岩储层展布特征，重庆地区志留系龙马溪组时间深度介于260—2380毫秒。
48.其中，层位解释为讲时深标定的页岩储层底面波组在地震资料上进行追踪。
49.步骤三：利用地震数据体提取最大正曲率属性体。
50.具体地，最大正曲率曲率属性是从地震资料提取的一种几何属性，是用来表征地层界面弯曲程度、裂缝特征及应力特征。
51.步骤四：利用步骤二解释获得断层及层位，提取重庆地区志留系龙马溪组优质页岩段曲率平面图。
52.步骤五：针对志留系龙马溪组曲率平面特征，预测页岩储层压裂效果，中曲率值为压裂甜点区。
53.其中，重庆地区最大曲率属性值域范围为10-120，低于40为低曲率值40-75为中曲率值，高于75为高曲率值。
54.将上述方法应用到重庆地区页岩气水平井钻探中，部署194-3井、195-1井，194-3井位于中等曲率值带，预测压裂效果较好，195-1井部位于低曲率只值带，部分位于中曲率值带，预测部分水平段压裂效果好；从实钻情况看，194-3井水平段所有压裂段均在曲率属性值在50-65之间，压裂后参数看，破裂压力69.5mpa，停泵压力42.6mpa，压裂效果好，测试产气量达到34.3
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104m3/t；195-1水平井分22段压裂，前10段曲率属性值在45-70之间，处于中等曲率带，后12段曲率属性值10-30，处于低曲率带，前10段和后12断压裂施工参数有显著差异，前10段破裂压力71mpa，停泵压力为45mpa，压裂改造效果较好，后12段破裂压力
80mpa，停泵压力为55mpa，破裂和停泵压力明显变高，压裂效果变差，测试产量只有22.7
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104m3/t。曲率属性能在钻前就有效预测压裂效果。另外通过南川地区全部106口页岩气水平井统计情况看，中曲率值压裂效果明显优于低曲率值及高曲率值，破裂压力低、停泵压裂低，测试产量高。
55.表1南川地区页岩气水平井压裂下过分析表
[0056][0057]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。