[发明专利]从套管靴到地表的水力压裂裂缝扩展的建模和分析

说明书

一种设计井控操作的方法，包括获得与围绕井的地层有关的地下数据，基于该地下数据建立地层的地质力学模型，获得与井控操作有关的操作数据，在处理器上执行地层的水力压裂模拟，其中该模拟基于该操作数据和该地质力学模型，以及确定用于裂缝破裂到地层的上表面所需流体的估计体积。

背景技术

在压井(well kill)或者控制操作期间存在产生浅水力压裂裂缝破裂到地表或者海床的严重风险。当在钻井时碰到浅层气时，重泥浆被泵送到井中用于井控(wellcontrol)。重泥浆的注入导致压力聚集在井下且在大多数情况下，压力可能超过地层压裂梯度，从而导致地层的水力压裂裂缝。而且，随着一些注入的泥浆进入到新产生的裂缝，裂缝可能变得更大。如果大体积的重泥浆被泵送到井中，水力压裂裂缝可能到达地表或者海床，从而在装备附近的地表或者海床上产生陷口(crater)或凹陷。在这种情况下，平台稳定性可能被破坏。而且，到地表或者海床的裂缝裂口可能导致严重的环境冲击。上述情况的风险对于可能具有高概率碰到浅层气的井和/或当由弱和/或未固结的地层所表征的超负荷的井来说尤其大。

附图说明

图1示出了根据本文公开的一个或者多个实施例的包括钻井子系统的系统。

图2示出了根据本文公开的一个或者多个实施例的用于确定用于井控操作的操作参数的系统。

图3示出了根据本文公开的一个或者多个实施例的用于确定用于井控操作的操作参数的方法的流程图。

图4示出了根据本文公开的一个或者多个实施例的用于获得操作数据的流程图。

图5示出了根据本文公开的一个或者多个实施例的用于获得与围绕井的地层相关的地下(sub-surface)数据的流程图。

图6示出了根据本文公开的一个或者多个实施例的用于确定在压井操作期间用于裂缝破裂到地表或海床所需泥浆的体积的方法的流程图。

图7A-7B示出了本文公开的一个或者多个实施例的操作数据和地质力学(geomechanical)数据的实例。

图8A-8C示出了本文公开的一个或者多个实施例的水力压裂的地质力学模型和模拟的实例。

图9A-9C示出了本文公开的一个或者多个实施例的水力压裂的地质力学模型和模拟的实例。

图10A-10C示出了本文公开的一个或者多个实施例的水力压裂的地质力学模型和模拟的实例。

图11A-11C示出了本文公开的一个或者多个实施例的水力压裂的地质力学模型和模拟的实例。

图12A-12C示出了本文公开的一个或者多个实施例的水力压裂的地质力学模型和模拟的实例。

图13A-13C示出了本文公开的一个或者多个实施例的水力压裂的地质力学模型和模拟的实例。

图14示出了根据本文公开的一个或者多个实施例的操作参数的汇总。

图15示出了根据本文公开的一个或者多个实施例的用于实施水力压裂裂缝扩展的建模和分析的系统。

具体实施方式

本公开的特殊实施例现在将参考附图来详细描述。为了一致性，不同图中的相似元件由相似的附图标记所表示。

在下文的详细描述中，为了提供对公开的实施例的更彻底的理解而阐述了众多的特殊细节。但是，对于本领域技术人员来说明显的是，没有那些特殊细节的所公开的实施例也是可实施的。在其它例子中，没有详细地描述已知特征以避免使得讨论的实施例的描述模糊不清。