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FracMan油藏壓裂模擬 裂縫形態入“目”三分

FracMan油藏壓裂模擬 裂縫形態入木三分

在常規的油氣藏建模中,我們通常將巖石假設為連續介質,但對于壓裂油氣藏來說這種假設下所得到的結論常常不太正確。長期開發方案應當基于硬數據和嚴謹地分析,而FracMan油藏版(FRED)正是一項助力壓裂油氣藏開發優化的有力工具。

1.全面的數據整合能力;
2.靜態模型的開發和驗證;
3.原始石油地質儲量和油田開發計劃;
4.井位設計和提高采收率設計;
5.風險評價。石油圈原創www.h29736.cn

FRED是一款綜合的分析、建模方法,且相比于依賴單一的建模范式,FracMan將多種數據類型和概念整合到了一個綜合統一模型中。FracMan可以提供多樣化的工作流程,可以解決以下問題:
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1.基于地震屬性、地質力學數據和褶皺、斷層、地層等區塊特點進行裂縫建模。

2.利用模擬的試井擬合對裂縫的開度和滲透率進行評價。

3.應用于全油藏滲流模擬的裂縫屬性粗化。

4.Monte-Carlo 模擬法和不確定性分析。

先進數據分析

壓裂相關信息的來源途徑十分復雜,如流量測井、成像和電纜測井、露頭研究和地震勘探等。Fracman可以對這些數據進行分析,并給出如下所列的關鍵信息:

1.方位角和尺寸;石油圈原創www.h29736.cn

2.裂縫密度和分布;

3.開度和滲透率。

實際裂縫建模

Fracman實現了多種儲層工藝的整合,從而可以更完整地描述出整個裂縫網絡。裂縫形態、密度、滲透率是可與機械分層、構造變形、地震性質、基巖性質、應力、應變和曲率等關聯上的。

連通性和分區評價

許多的油藏工程問題都是屬于幾何學和水力學的問題。通過刻畫裂縫網絡的連通性,Fracman可以對關鍵的流動和采收率問題進行評價:

1.區域劃分和Tributary Drainage;

2. 大小、方位、應力等參數敏感性;

3.各分區區域的體積和預測采收率;

4.現有井和計劃井的最終估算采收率。

勘探開發井設計

一旦確定了裂縫的流通通道,FraMan就可以對烴類采收率進行最優化設計。其中,連通性分析工具可以完成:

1.將生產井之間的干擾情況最小化;

2.避免注入井和生產井之間形成導流通道;

3.以生產潛力最大的油氣藏為目標;

4.評價Tributary Drainage所對應的采收率。

滲流綜合模擬

FracMan的雙孔介質滲流綜合模擬器采用了有限元時間步法,可以更好地模擬裂縫網絡的幾何形態。該模擬可以用于模型驗證和調整實際測井數據得到的裂縫參數。

滲流和地質力學模擬中的粗化功能

FRED只需要簡單的幾步計算就可以得到等效的裂縫孔隙度、滲透率和形狀因子。整個計算過程可在多處理機工作站和多核CPU結構進行并行運算。等效滲透率是以全張量的形式計算的,可以反應每個網格中流動的方向性。當需要進行全油田流動模擬時,可以很容易地將粗化后的裂縫性質導入到油藏模擬器中去。

Monte Carlo模擬和風險/不確定性評價

可靠的油藏管理方案依賴于準確量化各種不確定性。通過分析隨機模型的多種結果,最大化成功的可能性。FRED可以對油藏開發過程中的關鍵因素進行統計評估,如:

1.確定“甜點區”,指導油井設計;

2.防止提采設計(EOR)“短路”;

3.估算最小、最大和預期采收率。

由裂縫流主導的油藏性質通常較為復雜。不規則裂縫網絡形態的產能與尺度相關,并呈各向異性,這在常規油藏中是不會出現的。而裂縫與周圍孔隙介質之間的水力交互作用使得油藏中的水力響應進一步復雜化。離散裂縫網絡(DFN)模型可以對這種作用機理進行建模,這也是FracMan的核心能力。

勘探地質學得到的裂縫數據,裂縫網絡模型可以對各種水力性質進行量化處理。根據裂縫尺度的大小,裂縫網絡模型可用于油藏模擬、試井分析或者油藏動態評估中的水力參數預測。由于裂縫網絡的實現具有隨機性,因此還可以用于驗證結果的可靠性。模型中既包含有多孔介質中的流動,還包含有裂縫網絡中的流動,可以采用的計算方法包括:①高計算效率的解析法,或者②幾何形態描述準確的數值計算方法。

確定平均油井產能和預期偏差

由于無法確定井與裂縫系統之間的有效連通性,因此壓裂油藏的油井產能通常波動非常大。但是由于裂縫網絡模型使用的是隨機建模的方法,因此油井產能的可能分布情況是可以確定的。油藏開發過程中不確定性的量化是無法通過標準油藏模型實現的。

井距優化

利用壓裂網絡模型可以極大地提升壓裂油藏的井距優化效果。特別需要指出的是,壓裂油藏模型還可以用于評價與連通裂縫網絡長度相關的滲透率的尺寸效應、有效泄油半徑、和不同井網形態下的裂縫各向異性。

油井增產技術評價

裂縫網絡模型可以對油井增產技術的有效性進行評價。模型可以幫助確定所壓裂的水力裂縫、多裂縫壓裂、以及溝通已有裂縫系統的成功性。在這里,壓裂油藏中滲透率和各向異性的尺度效應尤其重要,并且是不能采用標準的多孔介質模型或者雙孔介質模型來進行評價的。

二次采油效果評價

壓裂油藏的二次開采有許多的問題,特別是基質巖塊在完全去飽和前會被注入流體包圍和分隔。通過合理地利用裂縫網絡的幾何形態,是有可能更高效地開采生產原油的。與常規油藏模型相比,該方法可以對注入流體前緣進行更準確的建模。

油藏模擬器輸入計算

隨機連續模型與裂縫網絡模型一起使用時,可以對高度壓裂的油藏進行模擬。當對壓裂油藏進行模擬時,單一元素性質的分布是由裂縫網絡模型決定。

來自/FracMan ? 譯者/周詩雨 ? 編輯/張永君

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白礬
石油圈認證作者
畢業于中國石油大學(華東),油氣井工程碩士,長期聚焦國內外石油行業前沿技術裝備信息,具有數十萬字技術文獻翻譯經驗。
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