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        基于過套管偶極子橫波測井的壓裂縫高度模型研究及應(yīng)用

        2015-12-19 05:32:44高鋒博鄧咸安李照林
        西部探礦工程 2015年3期
        關(guān)鍵詞:偶極子橫波排量

        高鋒博,李 強(qiáng),鄧咸安,李照林

        (1.陜西延安石油天然氣有限公司,陜西西安710021;2.陜西延長石油集團(tuán)研究院,陜西西安 710065;3.長慶油田分公司,陜西西安710018)

        基于過套管偶極子橫波測井的壓裂縫高度模型研究及應(yīng)用

        高鋒博*1,李 強(qiáng)2,鄧咸安3,李照林3

        (1.陜西延安石油天然氣有限公司,陜西西安710021;2.陜西延長石油集團(tuán)研究院,陜西西安 710065;3.長慶油田分公司,陜西西安710018)

        利用過套管偶極子橫波測井可以對比壓前壓后儲(chǔ)層的各向異性、檢測壓裂裂縫的高度,對壓裂效果進(jìn)行評價(jià)。通過對鄂爾多斯盆地25口井的測井解釋結(jié)果進(jìn)行回歸分析,得出了裂縫高度與施工排量的關(guān)系式,實(shí)例表明該方法具有指導(dǎo)性和可行性。

        偶極子橫波;裂縫;高度;排量

        判斷壓裂裂縫高度的有效評價(jià)方法主要有井溫測井、同位素測井、注硼中子壽命測井、過套管交叉偶極橫波測井[1]。井溫測井是價(jià)格最低廉的裂縫高度評價(jià)技術(shù),但由于需要人為判斷拐點(diǎn),因此其解釋精度受人員經(jīng)驗(yàn)影響。注硼中子壽命測井判斷壓裂裂縫高度受地層孔隙度影響;同時(shí),硼酸對攜砂液也有一定的破膠作用,對加砂壓裂效果有一定的影響。同位素測井判斷壓裂裂縫高度具有方便、直觀的特點(diǎn),但同位素對施工現(xiàn)場有輕微的放射性污染,同時(shí)測井時(shí)間受限制較嚴(yán)格。過套管交叉偶極橫波判斷壓裂裂縫高度的方法準(zhǔn)確可靠,同時(shí)具有施工風(fēng)險(xiǎn)小、直觀準(zhǔn)確、快速方便的特點(diǎn),且測井時(shí)間不受限制[2]。

        1 技術(shù)原理

        當(dāng)一束橫波信號(hào)入射到各向異性地層時(shí),入射橫波可分裂成質(zhì)點(diǎn)平行和質(zhì)點(diǎn)垂直于裂縫走向的振動(dòng),并以不同的速度向上傳播。質(zhì)點(diǎn)平行于裂縫走向振動(dòng)方向沿井軸向上傳播的橫波,比質(zhì)點(diǎn)垂直于裂縫走向振動(dòng)方向沿井軸向上傳播的橫波速度要快,前者稱快橫波,后者為慢橫波。

        橫波的這種分裂現(xiàn)象是地層產(chǎn)生橫波方位各向異性的基礎(chǔ),而橫波分裂現(xiàn)象往往是由地層裂縫(尤其垂直縫或高角度縫)引起的,利用反演技術(shù),通過對各接收器波形數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)立求解,確定地層快慢橫波速度及正交接收陣列有關(guān)的波的能量比,從而進(jìn)行地層的各向異性分析。

        各向異性是用快、慢橫波速度之差來度量的,可以用下式來定義:

        式中:s1——快橫波速度;

        s2——慢橫波速度;

        Δs=s1-s2。

        由于壓裂后所形成的裂縫多為垂直縫或高角度縫,因此,可以通過對比壓前壓后儲(chǔ)層的各向異性來檢測壓裂裂縫,進(jìn)而評價(jià)壓裂效果。

        2 過套管偶極子橫波測井選井原則

        由于壓裂裂縫高度受井斜大小、儲(chǔ)層的各向異性及固井質(zhì)量的影響。因此提出以下選井原則:

        (1)直井段最大井斜角不大于5°;

        (2)壓前射孔段周圍地層無明顯的各向異性;

        (3)第一、二界面固井質(zhì)量均勻,膠結(jié)良好,固井質(zhì)量合格。

        3 回歸統(tǒng)計(jì)分析

        影響裂縫幾何形狀的施工參數(shù),包括流體的粘度和密度,施工排量和射孔孔眼的布置。對于形成一定壓裂規(guī)模的油田,其壓裂液的性能和使用具有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性,故壓裂液粘度對裂縫高度延伸的影響可看作是一個(gè)定量。這樣,針對某一區(qū)塊的酸化壓裂施工,影響裂縫高度延伸的動(dòng)態(tài)因素只有施工排量[4-5]。

        統(tǒng)計(jì)了鄂爾多斯盆地25口井的過套管偶極子聲波測井解釋成果,回歸出裂縫高度與排量的關(guān)系式(圖1):

        圖1 排量與裂縫高度關(guān)系曲線

        式中:H——壓裂裂縫高度,m;

        Q——施工排量,m3/min;

        e——自然對數(shù)。

        由(1)式可知:壓裂裂縫高度與施工排量成指數(shù)關(guān)系,施工排量越大,壓裂裂縫高度越高。

        4 應(yīng)用實(shí)例

        延安公司的紅柳溝區(qū)塊X井在2428.00~2432.00m進(jìn)行射孔,分別進(jìn)行了過套管交叉偶極橫波壓前和壓后測井,通過測井資料的解釋認(rèn)為壓前射孔段周圍地層無天然裂縫或壓裂縫,各向異性過濾不明顯;對該井進(jìn)行壓后的測井解釋認(rèn)為在2420~2435m井段,快慢橫波時(shí)差存在幅度差,各項(xiàng)異性明顯,判斷該井經(jīng)過壓裂改造之后形成了有效的壓裂縫,壓裂縫延伸段為2420~2435m,壓裂縫高度為15m。

        5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

        (1)過套管交叉偶極橫波判斷壓裂裂縫高度的方法具有施工風(fēng)險(xiǎn)小、直觀準(zhǔn)確、快速方便的特點(diǎn),且測井時(shí)間不受限制;

        (2)實(shí)際應(yīng)用表明:過套管交叉偶極橫波判斷壓裂裂縫高度的方法具有可行性;

        (3)壓裂裂縫高度與施工排量成指數(shù)關(guān)系,施工排量越大,壓裂裂縫高度越高。

        [1]易欣民,唐雪萍,等.利用測井資料預(yù)測判斷水力壓裂裂縫高度[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào),2009,10(5):21-24.

        [2]羅寧,等.壓裂裂縫高度的測井評價(jià)方法[J].鉆采工藝,2009,1(1):43-45.

        [3]采油技術(shù)手冊(第九分冊)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2005:620-621.

        [4]李年銀,趙立強(qiáng),等.裂縫高度延伸診斷與控制技術(shù)[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2008,10(5):81-84.

        [5]胡陽明,胡永全,等.裂縫高度影響因素分析及控縫高對策技術(shù)研究[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào),2009,2(1):28-31.

        TE27

        B

        1004-5716(2015)03-0068-02

        2014-03-28

        2014-04-02

        高鋒博(1982-),男(漢族),陜西乾縣人,工程師,現(xiàn)從事采油工藝方面的技術(shù)管理工作。

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