基于示踪剂返排的致密油压裂缝网评价方法

发布时间：2019-08-28 17:03

【摘要】：由于致密油藏渗透率极低,常采用多级水力压裂提高单井产能,压裂后形成复杂的裂缝网络。针对压裂缝网表征的问题,在压裂过程中,示踪剂添加到压裂液中注入油藏并返排至地面,基于示踪剂返排曲线,运用时间矩理论,建立了累计流动能力与累计储存能力图版用于评价裂缝网络。研究结果表明:在半对数坐标系下,示踪剂返排曲线峰值过后呈现明显的直线段。图版导数曲线能够判断压裂缝网的类型,并与微地震结果进行了验证。如果导数曲线无明显突变,裂缝网络可视为均匀分布;导数曲线有明显突变,近水平段个数代表裂缝网络主裂缝或裂缝簇的个数。该研究成果能够为地质模型的建立提供约束,对致密油藏的开发具有十分重要的意义。
【图文】：

示意图,压裂缝,示意图

:∫∞0f(t)dt=∫∞0c(t)dt/m=1(3)由此可知，f(t)可视为随机变量t的概率密度函数。因此，根据矩理论，可以定义示踪剂1阶时间矩，也就是示踪剂平均停留时间t为:t=∫∞0tc(t)dt/∫∞0c(t)dt(4)2基于时间矩的压裂缝网评价为评价压裂缝网，首先，构建累计流动能力F与累计储存能力C的图版，该图版被广泛地应用于多层油藏非均质性的评价［13］。其次，基于时间矩理论建立示踪剂返排曲线与F和C之间的关系。最后，利用F－C导数图版评价裂缝网络。假设压裂后形成N条与井筒连接的裂缝，如图1所示。图1压裂缝网示意图每条裂缝具有不同的渗透率、长度和宽度。流体在裂缝中渗流符合达西定律:Q=Kwhμ·ΔpL(5)式中:Q为裂缝内流量，cm3/s;K为裂缝渗透率，μm2;w为裂缝宽度，cm;μ为流体黏度，mPa·s;h为储层厚度，cm;L为裂缝长度，cm;Δp为生产压差，MPa。对于同一油藏，，裂缝导流能力正比于Kw/L。则每条裂缝的导流能力占整个裂缝网络的比例fi

裂缝网络,图版,均质,对角线

104特种油气藏第24卷为:fi=Kiwi/Li∑N1Kiwi/Li(6)式中:i为裂缝的个数。裂缝的储存能力正比于裂缝孔隙体积wihLi鐖i，则每条裂缝储存能力占整个裂缝网络的比例为:ci=wiLi鐖i∑N1wiLi鐖i(7)式中:鐖i为裂缝内支撑剂的孔隙度。将每条裂缝按fi/ci从大到小排列，按式(8)、(9)构建F－C图版，如图2所示。F(i)=∑i1fi(8)C(i)=∑i1ci(9)图2F－C图版在F－C图版中，对角线表示均质裂缝网络，偏离对角线的面积表示裂缝网络的非均质程度，常用洛伦兹系数Lc表示［14－15］。Lc=2∫10FdC－1(10)Lc介于0～1之间，0代表均质裂缝网络，Lc值越大，裂缝网络的非均质程度越强。F－C曲线的导数代表裂缝网络内速度的变化程度。Shook等［16］指出累计孔隙体积C正比于示踪剂平均停留时间t，累计裂缝导流能力F与示踪剂回收率m。因此，基于示踪剂返排曲线建立F－C图版的公式为:C(t)=∫10τc(τ)dτ/∫∞0c(t)dt∫∞0tc(t)dt/∫∞0c(t)dt=∫10τc(τ)dτ∫∞0tc(t)dt(11)F(t)=∫10c(t)dt∫∞0c(t)dt(12)式中:τ为时间t积分中间变量，s。示踪剂随压裂液注入地层，在压差的作用下进入裂缝网络和致密基质。开井返排时，由于裂缝导流能力大于基质，裂缝中示踪剂首先返排至地面，表现在示踪剂浓度曲线上为峰值及峰值之前的部分。基质中示踪剂则表现为低浓度拖尾现象。在半对数坐标系下，示踪剂浓度曲线峰值过后呈现直线段(图3)。为排除基质对评价结果的影响，拟合直线段与横坐标相交形成闭合曲线，直线段用指数函数表?
【作者单位】：中国石油大学(北京);中国石油勘探开发研究院;University
【基金】：国家重点基础研究发展计划“973”计划“陆相致密油高效开发基础研究”(2015CB250900) 国家自然科学基金“多段压裂水平井示踪剂单井吞吐运移机理及缝网识别方法”(51674271)
【分类号】：TE357

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