[发明专利]用于确定岩层中的水力裂缝的间距的方法

说明书

相关申请案

本申请案依据35U.S.C.§119(e)主张2011年6月24日提出申请的且标题为“用于确定岩层中的水力裂缝的间距的方法(METHOD FOR DETERMINING SPACING OF HYDRAULIC FRACTURES IN A ROCK FORMATION)”的第61/501003号美国临时申请案的权益，所述美国临时申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明一般来说涉及钻井，且更明确地说，涉及一种用于确定岩层中的水力裂缝的间距的方法。

政府许可权利

本发明是依据美国能源部授予的DE-AC26-07NT42677而在政府支持下进行。美国政府对本发明拥有一定的权利。

背景技术

在地质层中可发现几乎没有多孔性(例如，页岩、砂岩等)的碳氢化合物(例如，石油、天然气等)储层。所述碳氢化合物可圈闭在地层的裂缝及孔隙空间内。另外，所述碳氢化合物可吸附到页岩层的有机材料上。从这些非常规储层提取碳氢化合物的迅速发展可依赖于水平钻井与地层的水力压裂(“压裂(fracing)”)的组合。水平钻井已允许沿着地层的碳氢化合物储层且在地层的碳氢化合物储层内进行钻井以更好地捕获圈闭在所述储层内的碳氢化合物。另外，通过增加地层中的裂缝的数目及/或经由压裂增加已存在的裂缝的大小可捕获更多碳氢化合物。裂缝之间的间距以及刺激岩石中自然存在的裂缝的能力可为非常规碳氢化合物储层中的水平完井的成功的关键因素。

发明内容

在一个实施例中，揭示一种方法，其包括：确定所诱发裂缝的预期轨线；分析与所述所诱发裂缝相关联的净压力；及基于所述净压力而确定所诱发裂缝的间距及所述所诱发裂缝的性质中的至少一者。还揭示含有所述方法的计算机可读媒体。

在替代实施例中，揭示一种优化裂缝间距的方法。所述方法包含：扩展初始裂缝；测量与扩展所述初始裂缝相关联的压力；确定防止第二裂缝与所述初始裂缝相交所需的最小间距；及远离所述初始裂缝至少所述最小间距距离而扩展所述第二裂缝。

在其它实施例中，还揭示一种优化裂缝间距的方法。所述方法包含：分析与关联于第一井的第一组的至少一个裂缝相关联的应力；分析与关联于第二井的第二组的至少一个裂缝相关联的应力；及确定与第三井相关联的裂缝的间距，使得与所述第三井相关联的所述裂缝不与所述第一组裂缝及所述第二组裂缝相交，所述第三井在所述第一井与所述第二井之间延展。

在又其它实施例中，还揭示一种确定最大水平压力的方法。所述方法包含：测量岩层的每一压裂阶段期间的实际压力；确定所述岩层的每一压裂阶段期间的理论预期压力；及至少基于所述理论预期压力与所述所测量实际压力的比较而确定所述岩层的最大水平压力。

附图说明

图1图解说明根据本发明的一些实施例的经配置以从富含气体的页岩层提取天然气的气体井的实例示意图；

图2a及2b图解说明根据本发明的一些实施例的由裂缝正交于水平井的放置所致的岩层中的应力的重新定向的实例；

图3图解说明根据本发明的一些实施例的页岩层的单个横向裂缝的几何形状，所述页岩层包含可包含碳氢化合物(例如，天然气)的产层及可将所述产层定边界的边界层；

图4图解说明根据本发明的一些实施例的分层岩层中的多个横向裂缝的三维模型；

图5图解说明根据本发明的一些实施例的后续裂缝(n+1)基于先前裂缝(n)的机械应力干涉的经计算扩展；

图6图解说明根据本发明的一些实施例的关于间隔开约400英尺的每一裂缝计算裂缝扩展的结果；

图7图解说明根据本发明的一些实施例的关于间隔开约300英尺的每一裂缝计算裂缝扩展的结果；

图8图解说明根据本发明的一些实施例的岩层的应力分布，其中所述应力分布受在裂缝处理的第四阶段期间所产生的裂缝的扩展影响；

图9图解说明根据本发明的一些实施例的关于减小到250ft的裂缝间距的裂缝扩展；

图10图解说明根据本发明的一些实施例的由图9的裂缝导致的岩层的应力分布；

图11图解说明根据本发明的一些实施例的关于减小到200ft的裂缝间距的裂缝扩展；

图12图解说明根据本发明的一些实施例的关于减小到150ft的裂缝间距的裂缝扩展；

图13图解说明根据本发明的一些实施例的裂缝间距对裂缝与正交路径的偏离角的影响；