[发明专利]对来自压裂的非常规地层的油气生产进行建模的方法

说明书

一种对来自压裂的非常规油气藏的油气流进行建模的方法，其中该地层具有多级压裂处理造成的在刺激的油气藏性质方面的变异性。制作图表，该图表将该地层分为多个封闭生产区域，每个所述封闭生产区域又分为多个在该地层中的裂缝之间延伸的流子系统。随后根据个别流子系统的地理情况和特性针对各个流子系统计算生产行为。通过耦合所述流子系统的计算出的生产行为来确定各个封闭生产区域的区域油气流，并通过将区域油气流相加来模拟该油气藏油气流。可以随后绘制显示所选时间点处的模拟油气流的样板曲线。

技术领域

本发明涉及生成来自地质层组的油气生产曲线的方法，更具体地提供了来自通过多级水力裂缝刺激的非常规油气藏的油气生产曲线的生成方法。

背景技术

在油气勘探和开采领域的技术开发与创新有着悠久的历史。作为资本密集型行业，油气开采行业有很多动机去优化和最大化来自特定的含油气地层的生产。例如，非常规油气藏是渗透性较低并需要刺激来实现盈利性生产的油气藏。

在从非常规地质层组如页岩中生产油气时，一种常见的开采优化技术是沿多级压裂水平井产生多条水力裂缝来刺激油气藏。这种技术通常称为“水力压裂(fracturing)”。水力压裂方案中引发的油气生产是在基质中、在天然裂缝网络中和在水力裂缝自身中的流动的结果。

在对具有高异质性的压裂地质层组中的油气生产进行建模方面存在许多问题。例如，在多级水力压裂过程中，许多预先存在的天然裂缝被重新激活。水力裂缝和活跃的天然裂缝构成用于油气生产的水力传导流动网络。在其它情况下，沿水平井的非常规地层已知在岩石物理与地质特性方面是高度异质的。在此类情况下，地层在不同的压裂阶段的反应不同，并且沿该水平井产生的裂缝网络也是高度异质的。只有将这些压裂后的非常规地层的异质性纳入考虑范围，模拟方法才可能是可靠的。

许多压裂公司还开发和使用了创新的压裂技术，包括以SIMULFRAC和ZIPPERFRAC品牌命名的两种代表性技术。在该SIMULFRAC或ZIPPERFRAC方法中，钻取两个或多个平行的水平井并随后在沿井眼的交替间隔处钻孔和压裂。这产生了高密度的水力裂缝网络，因此，各水力裂缝可以控制的刺激体积相对降低。超出水力裂缝尖端的刺激体积也变得更小，其内部流动可能不再表现得类似于线性流。如果现有建模方法假定超出裂缝尖端的流动是线性的，则现有建模方法是无法应用的。

另一点复杂之处在于，与常规地层相比，非常规油气藏中的流体流动机制是相当复杂的。达西定律在此类油气藏中往往是有缺陷的。在某些非常规气藏的生产中，气体扩散与解吸同时出现。此外，通过许多试验证实了油气藏渗透性对应力的高度依赖性。还没有在任何技术文献或方法中开发出什么方法来将所有这些复杂的流动机制全面纳入到非常规油气藏生产的建模或评价中。

与非常规地层中的裂缝处理的建模或执行相关的另一问题是与预测或准确模拟该地层的可能产量有关的难度。尽管可以开发复杂的分析和数值方法来表示朝向多级压裂水平井的流体流动，但这些方法需要高计算能力、长计算时间，并且在迭代式应用程序中有一定困难。这些计算中的困难的主要技术原因之一是低基质渗透率。

从各级裂缝生产的油气主要来自于水力裂缝周围的受刺激的油气藏体积，这提供了将油气藏分解为更小部分的可能性。基于将非常规油气藏分解为更小部分的快速、简单和可靠的研究来自非常规油气藏生产的方法据信是深受欢迎的。

如果能够创造来自由多级水力裂缝刺激的非常规油气藏的油气生产样板曲线的生成方法，这在油气生产行业将是非常理想的。

发明内容

本发明包括对来自已经施以多级压裂的非常规压裂油气藏的油气流进行建模的方法。本发明开发了来自被多级压裂刺激的非常规油气藏的油气生产的样板曲线。样板曲线指的是一系列曲线，时间为x轴，特定油气藏条件下的生产速率q/井底压力p/井底压力导数为y轴。样板曲线可以通过匹配油田生产数据来帮助预测油气藏性质、裂缝性质和生产趋势。