压裂系统中的生产的制作方法
【专利摘要】本发明涉及压裂系统中的生产。具体地讲，涉及的一种方法包括为包括裂缝和井的作业场提供数据；至少分析所述数据中的在小于相互作用时间的时间内的那部分数据；输出用于表征作业场中的流体存储的参数的一个或多个值，以及输出用于表征作业场中的流体的传输的参数的一个或多个值。还公开了各种其他方法、装置、系统等。
【专利说明】压裂系统中的生产
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2012年9月27日提出的在先美国临时专利申请61 / 706675其优先权，该文献以参考方式全文引入本文。
【技术领域】
[0003]本发明涉及压裂系统中的生产。
【背景技术】
[0004]来自井下的生产材料的生产可以通过压裂而增强。构成压裂系统的技术可以帮助提高生产。本文记载的各种技术，比如适合于压裂系统。
【发明内容】
[0005]一种方法包括:为包括裂缝和井的作业场提供数据；至少分析所述数据中的在小于相互作用时间的时间内的那部分数据；输出用于表征作业场中的流体存储的参数的一个或多个值，以及输出用于表征作业场中的流体的传输的参数的一个或多个值。一种用于构建包括井和液压裂缝的作业场的系统可包括:处理器；可由处理器访问的存储器；以及存储在存储器中并可由处理器执行的指令模块，其中，指令模块包括与从作业场的流体的生产相关的生产诊断指令模块(该生产至少部分地是通过液力压裂)、非线性回归指令模块、近井变化确定指令模块以及材料平衡分析指令模块。另一方法包括:提供压裂计划；根据压裂计划以多条裂缝对井进行压裂；提供来自井的数据；对数据执行分析，其中，该执行包括至少分析所述数据中的在小于所述多条裂缝的相互作用时间的时间之内的那部分数据；以及至少部分地基于对所述数据的分析调整压裂计划。
[0006]提供了该
【发明内容】
来引入以下在详细说明中进一步描述的概念的选择。本
【发明内容】
不局限于所要求保护的主题的关键或者必要特征，也不局限于所要求保护的主题的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]所述实施的特征和优点可通过参考以下的说明并结合附图而更容易被理解。
[0008]图1显示了水平井相交多重贯穿竖直压裂的示意示例；
[0009]图2显示了示例的多条压裂水平气井其示例生产率数据，以及水平井相交多重贯穿竖直压裂的示意图；
[0010]图3显示了示例气井的累计生产历史的示例；
[0011]图4显示了示例气井的井眼和井底压力历史的示例；
[0012]图5显示了双线性流叠加时间诊断分析的示例；
[0013]图6显示了线性流叠加时间诊断分析的示例；
[0014]图7显示了拟径向流叠加时间诊断分析的示例；[0015]图8显示了边界控制流叠加时间诊断分析的示例；
[0016]图9显示了示例井性能的瞬态诊断分析的示例；
[0017]图10显示了针对示例多条压裂水平井的累积气体生产的匹配的示例；
[0018]图11显示了由生产数据计算得出的有效渗透率的示例；
[0019]图12显示了由生产数据计算得出的平均储层压力历史渗透率的示例；
[0020]图13显示了系统的示例和地理环境的示例；
[0021]图14显示了作业场的示例、时间线的示例和一种方法的示例；
[0022]图15显示了方法的示例和一种系统的示例；
[0023]图16显示了方法的示例；以及
[0024]图17显示了包括一个或多个网络等的计算系统的示例。
【具体实施方式】
[0025]下面的说明不应考虑为限定，而仅仅是对本实施的大体原理进行说明。所述实施的范围应参考提出的权利要求而确定。
[0026]作为示例，一种方法可包括:建模、特征化、预测等、可发生在压裂系统中的生产下降。作为示例，一种方法可包括:实施与裂缝相交的井的生产下降分析。在此示例中，井可以是水平井，相交多条贯穿竖直液力压裂。比如，压裂系统可包括低渗透率页岩储层中的裂缝。
[0027]生产性能下降分析技术的各种示例在此进行说明。比如，这样的技术可适用于表征低渗透率压裂页岩气或油储层的井和储层特性，比如那些带有与多个、贯穿的、有限导流、竖直压裂完井的情况。比如，术语“水平井”可指:包括偏离竖直方向的一部分、例如以便针对地下地层(例如页岩地层)的井。比如，术语“竖直裂缝”可指:可利用压力过程形成的裂缝，该过程包括至少部分地穿过“水平井”通过流体，例如从而形成延伸自井的一个或多个裂缝。这样的一个或多个裂缝可称为人为裂缝，其可包括一个或多个液力裂缝。
[0028]人为裂缝例如可通过以下方式造成:将流体注入井中，从而使井中压力增加到超过足以致使周围的一个或多个地层产生裂缝的水平。在此例中，人为裂缝与井流体地连通。因此，人为裂缝可大体上被视为包括了井的网络的一部分。对化学工艺、比如酸化而言，这种工艺可施加于自然裂缝(如现有裂缝的人为增强)或压裂裂缝(如液力裂缝)。酸化可被视为刺激操作，其中酸(如盐酸)被注入地层(如碳酸盐岩地层)中，从而酸腐蚀裂缝面，从而形成传导通道。比如，盐酸可被引入到石灰岩地层中的裂缝中，从而与石灰岩作用形成氯化钙、二氧化碳和水。在另一示例中，白云石地层还会产生氯化镁。可以使用除了盐酸以外的其他酸(如氢氟酸等)。比如，可以使用酸的混合物。
[0029]对于压力压裂，压裂地层的压力可部分地基于地层的压裂梯度来估算GnkPa / m或者Psi /英尺)。比如，制造裂缝的技术可涉及燃烧或爆炸(如，可燃气体、爆炸物等)。对于液力压裂，所注入的流体(如，水、其他流体、流体混合物等)可用于从井中打开并延伸裂缝，且可以用于使支撑剂穿过裂缝而传输。支撑剂可包括:在液力压裂处理之后，使裂缝至少在某程度上保持敞开的砂、陶瓷或者其他颗粒(比如，保持例如从井到储层或相反的流动路径)。
[0030]人为裂缝可在多个方向的任意方向上定向，所述方向至少在某些程度上是可控制的(例如，基于井眼方向、尺寸和位置；基于随时间变化的压力和压力梯度；基于注入的材料；基于支撑剂的使用；基于存在的应力等)。例如，竖直人为裂缝可以是:在可包括例如从偏斜井(例如，包括水平方向分量的井)延伸的竖直方向分量的方向上定向的人为裂缝。
[0031]液力压裂对于天然气(包括所谓的非传统天然气)的生产来说特别有用。非传统天然气的世界储存的大部分可归类为未开发资源。这些储量生产缺乏的原因可包括:行业关注从传统储层生产天然气，以及从非传统天然气储层中生产天然气的困难。非传统天然气储层以低渗透率为特征，此时在没有一些类型的辅助手段的情况下，气体很难流入井中。比如，辅助气体从非传统储层流出的一种方式可涉及液力压裂，从而增加储层的总产量。
[0032]比如，一种技术可以适于在合理时间内表征储层的物理性质。可以以这样的技术通过估算来了解与储层相关的井的生产性能(所述估算例如包括瞬态生产下降分析)，从而确定储层性质(例如渗透率、估计的刺激储层容积(SRV)等)和完井有效性(例如有效裂缝半长度、传导率等)。
[0033]比如，生产下降分析可包括图表生产下降诊断分析和选择性地利用一种或多种回归分析技术将历史与多个贯穿裂缝水平井瞬态解拟合。比如，针对多条压裂水平井的瞬态性质中可能存在的中间流态，可采用专门的诊断分析，比如，从而获得储层和井性质的估值或者限值(例如，在历史拟合分析中使用非线性最小化技术选择性地推导)。
[0034]来自现场试验示例的数据在本文公开，其证明了各种生产性能分析程序的应用。使用该井的瞬态生产性质对压裂页岩储层中的储层性质和多条压裂水平井的完井有效性进行估算是有益的。比如，可提供组合的生产诊断-历史拟合分析，以用于表征低渗透率页岩储层中的多贯穿裂缝水平井的性质和生产性能。
[0035]示例:三线方法
[0036]比如，一种模型可包括:用于代表一个或多个井的一个或者多个裂缝，和与储层(例如，砂岩储层、页岩储层以及砂页岩储层等)连通的一个或多个裂缝。作为示例，这样的模型可被提供用于低渗透率(如，微米和纳米达西范围)压裂页岩储层的分析，例如该页岩储层已通过与多个贯穿裂缝相交的水平井完成。比如，适宜的压力瞬态井性能模型可以是所谓的“三线模型”(例如因为理想线性流的三个区域)。三线模型可包括裂缝长度范围内的储层区域中存在的理想线性流的第一区域。在此区域内，可假设存在线性流，其中，流体流与一个或多个裂缝的平面正交。在这样的示例中，储层容积可由竖直裂缝的长度、地层厚度、竖直裂缝的数量以及相邻裂缝之间的间隔(例如，刺激储层容积(SRV))来限定。
[0037]例如，三线模型中的第二区域可用于裂缝内的理想线性流，且第三区域可用于超过(多个)竖直裂缝长度的一个或多个储层区域的理想线性流。在低渗透率储层(例如，压裂页岩气和油储层)中，SRV之外的储层区域对井生产做出的贡献在实际中可忽略。
[0038]图1示出了对应于三线模型的、例如与多个贯穿竖直裂缝相交的水平井的理想化模型100。图1也显示了对称元件110，其可以用于建模目的。对三线模型进行求解的时候，例如可假设每个竖直裂缝的尺寸和性质是相同的，从而可允许对单个裂缝和相关的流域进行估算。这样的求解例如可利用对称来扩展到整个水平井和多个贯穿的竖直裂缝系统。在这样的示例中，实际的水平井可从竖直方向上偏离，并包括水平方向分量，且实际的竖直裂缝可包括竖直方向分量。换句话说，实际水平井不必是严格意义上的水平(例如相对于地球表面来说)，且实际的竖直裂缝也不必是严格意义上的竖直(例如相对于地层表面来说)。
[0039]比如，三线压力瞬态方法可被实施，以用于流态特定诊断分析的改进，和用于对很低渗透率压裂页岩储层中的水平井的生产性能进行分析的更一般的非线性反演，所述水平井与多个贯穿竖直裂缝相交。
[0040]诊断分析
[0041]如，存在于由多条、贯穿、竖直裂缝穿过的水平井的压力或瞬态特性中的流域，可对应于井性能的早期、中间、和晚期特性。在该例中，多重压裂水平井的早期瞬变状态压力特性可由井藏来控制。而，对于确定完井效率和储层特性来说，这种流域的瞬变状态性能分析在生产性能分析中不是最有用的，中间流域分析可提供帮助确定井和储层性能生产性能方面的信息。
[0042]比如，可发展特殊的诊断分析，以用于井的生产性能中可能呈现的特定的中期流域。比如，这些可包括双线性和线性的流域，以及其他可能较少熟知的过渡流域特性。比如，双线性流域过程中的井的瞬变状态压力特性可直接随着时间的平方根函数而变化，同时存在线性流的井的压力瞬变状态特性可与时间平方根成比例地变化。
[0043]因为完井效率和储层固有特性的特点，因此为了降低反演分析结果中的不确定性程度和独特性的缺乏所实施的表征可能是有益的。比如，方法可包括:根据存在于井生产性能中的瞬态特性的类型进行初始确定。比如，这样的过程可以通过以下方式完成:准备系统标准率下降的诊断分析图表作为将流域考虑在内的可应用叠加时间函数。比如，当双线性或者线性流域存在于井的生产性能中，线性关系可出现在压力和导数函数中，其中，导数函数具有等于O的截距值(如，导数函数线穿过原点处)。比如，对于两个特殊化流域分析中每一个来说这样的条件可以是真的。
[0044]比如，低渗透气体储层中的多次压裂水平井的首次诊断分析可包括:相对于针对双线性、线性和拟径向流域的适当的叠加时间函数来绘制对应于井生产数据的流速标准化拟压力下降。这些关系在数学`上可分别用方程1、2和3表达双线性、线性和拟径向流诊断。
【权利要求】
1.一种方法(1460),包括: 提供用于作业场的数据，该作业场包括裂缝和井(1462)； 至少分析所述数据中的在小于相互作用时间的时间内的那部分数据(1464);以及输出用于表征作业场中的流体存储的参数的一个或多个值，以及输出用于表征作业场中的流体的传输的参数的一个或多个值(1466)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析包括诊断分析和非线性回归分析。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析包括相对于三线模型进行分析。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相互作用时间包括小于大约150天的时间。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相互作用时间包括小于大约50天的时间。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相互作用时间包括小于大约25天的时间。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，小于相互作用时间的时间提供了表示不同裂缝的数据。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，大于相互作用时间的时间提供了表示相互作用裂缝的数据。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析包括确定相互作用时间。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述确定包括使用相互关系来估算作为终止初始裂缝线性流域的时间的相互作用时间。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述作业场包括页岩。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述作业场包括多于50条的裂缝。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述作业场包括体渗透率在纳米达西范围之内的材料。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括基于裂缝长度、地层厚度、裂缝数量和相邻裂缝之间的间隙限定受刺激的储层容积。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述裂缝包括竖直裂缝。
16.一种用于构建包括井和液压裂缝的作业场的系统(1560)，包括: 处理器(1566)； 可由处理器访问的存储器(1568);和 存储在存储器中并可由处理器执行的指令模块(1580)，其中指令模块包括 生产诊断指令模块(1515)，其与至少部分地经由液压裂缝从作业场的流体的生产相关联， 非线性回归指令模块(1525)， 近井变化确定指令模块(1535)，和 材料平衡分析指令模块(1545)。
17.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述系统包括生产控制指令模块。
18.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述系统包括压裂计划设计指令模块。
19.一种方法(1600),包括:提供压裂计划(1608)； 根据压裂计划以多条裂缝对井进行压裂(1610)； 提供来自井的数据(1620)； 对数据执行分析，其中，该执行包括至少分析所述数据中的在小于多个裂缝的相互作用时间的时间之内的那部分数据(1630);和 至少部分地基于对所述数据的分析来调整压裂计划(1650)。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法包括根据调整后的压裂计划对所述井或者另一井进行压裂。
【文档编号】E21B43/26GK103809555SQ201310584937
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2012年9月27日
【发明者】B·D·波, K·阿特伍德 申请人:普拉德研究及开发股份有限公司