页岩油开发井网部署方法与流程

本发明涉及油气藏勘探开发技术领域，特别涉及一种页岩油开发井网部署方法。

背景技术：

页岩油作为非常规油气资源之一，分布广泛，开发潜力巨大。目前，我国的页岩油以陆相为主，勘探开发处于探索和准备阶段，与北美海相页岩油相比，具有构造复杂、储层非均质性强、分布面积小、埋深大、异常压力不明显、油质重、气油比低等特点，因此无法照搬北美海相页岩油勘探开发技术和经验。目前页岩油开发的重要手段是水平井加上大型压裂，不同于流动的石油可以直接钻取，开采页岩油必须直接从生油母岩中提取，通俗地说就是“在石头缝里采油”。由于陆相页岩层系以低孔-特低-超低渗储集层为主，渗流机理复杂，压裂后流动机理认识不清，因此，要实现规模增储与效益建产，目前急需开展页岩油效益开发井网适用性研究。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种页岩油开发井网部署方法，能够优化水平井的立体空间配置，从而在陆相页岩油开发过程中提高单井产量和缝控储量。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种页岩油开发井网部署方法，该方法包括：

确定多个页岩油甜点箱体；

从所述多个页岩油甜点箱体中确定先导开发箱体，其中相邻的两个先导开发箱体之间的间距不大于预测的裂缝缝高；

根据预测的裂缝分布轨迹和预先计算的水平井的最大主应力方向，确定所述水平井在其对应的先导开发箱体中的轨迹部署方位；

根据所述水平井对应的先导开发箱体中甜点体的平面分布范围确定所述水平井的水平段长度，其中所述甜点体的平面分布范围由预测获得；

根据预测的裂缝缝长确定相邻两个水平井之间的井距；

根据预测的每一水平井的井口与该水平井的靶点之间的对应关系以及不同层系水平井空间位置关系，确定由所述水平井所组成的井网的部署规模。

优选的，所述确定多个页岩油甜点箱体，包括：

对完钻井的岩心进行分析，根据分析结果建立页岩油甜点箱体的选择标准；

根据所述选择标准确定所述页岩油甜点箱体。

优选的，所述选择标准包括以下项目中的一个或多个：

检测获取的超越效应优于预设超越效应；

检测获取的气测值高于预设气测阈值；

检测获取的电阻值高于预设电阻阈值；

检测获取的核磁孔隙度高于预设核磁孔隙度阈值；

检测获取的地化指标高于预设地化指标阈值；

检测获取的脆性指数高于预设脆性指数阈值。

优选的，每个所述页岩油甜点箱体的厚度为10-20m；相邻的两个先导开发箱体之间的间距为60-80m。

优选的，所述从所述多个页岩油甜点箱体中确定先导开发箱体，包括：

对所述多个页岩油甜点箱体进行试油试采，根据试油试采结果对所述多个页岩油甜点箱体进行出油潜力排序；

根据出油潜力排序结果确定所述先导开发箱体。

优选的，对所述裂缝分布轨迹进行预测，包括：

采用蚂蚁追踪算法和/或最大主曲率法和/或ovt处理技术进行裂缝预测，获得裂缝预测图；

采用钻井实测的方式对所述裂缝预测图进行修正；

根据修正后的裂缝预测图获得裂缝分布轨迹。

优选的，所述水平井在其对应的先导开发箱体中的轨迹部署方位包括：所述水平井在其对应的先导开发箱体中的延伸方向；所述延伸方向与所述最大主应力方向的夹角为60-90°。

优选的，采用岩性反演法对所述甜点体的平面分布范围进行预测。

优选的，所述根据与所述水平井对应的先导开发箱体中甜点体的平面分布范围确定所述水平井的水平段长度，包括：

根据与所述水平井对应的先导开发箱体中甜点体的平面分布范围，确定所述水平井的最大水平段长度；

根据所述水平井对应的先导开发箱体中的地层产状、构造形态和断裂特征确定多个备选水平段长度；所述备选水平段长度不大于所述最大水平段长度；

对每个备选水平段长度进行单井产量预测和经济评价，获得单井效益评价和单井产量预测结果；

将所述单井效益评价达标条件下的所述单井产量预测结果的最大值对应的备选水平段长度作为所述水平井的水平段长度。

进一步的，该方法还包括：

对预设的试验井组进行压裂放喷；

根据所述压裂放喷的效果和所述预测的裂缝缝长确定相邻两个水平井之间的井距。

优选的，所述相邻两个水平井之间的井距包括：平面井距和纵向井距；所述平面井距为150-200m，所述纵向井距为110-130m。

本发明提供的页岩油开发井网部署方法，针对陆相页岩油层系，首先在纵向上优选了先导开发箱体，然后在平面上优化了每个水平井的轨迹部署方位和水平段长度、相邻两个水平井之间的井距以及水平井所组成的井网的部署规模，能够在整体上优化水平井的立体空间配置，从而在陆相页岩油开发过程中提高单井产量和缝控储量。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1为本发明实施例的方法流程图；

图2为本发明实施例中根据多项检测参数确定的页岩油甜点箱体和先导开发箱体；

图3为本发明实施例中的裂缝预测图；

图4为本发明实施例某一页岩油层系中甜点体的平面分布范围示意图；

图5为本发明实施例中井网部署规模的立体示意图；

图6为本发明实施例在页岩油层系中所部署的井网的剖面示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

本发明实施例提供的页岩油开发井网部署方法，包括对陆相页岩油层系纵向上的配置优化和平面上的组合优化。具体地，纵向上的配置优化包括精细评价定箱体和精准分析选层系两个方面，即图1中所示的步骤s101和步骤s102：

步骤s101，确定多个页岩油甜点箱体。

本实施例中，确定多个页岩油甜点箱体具体包括：对完钻井的岩心进行观察、薄片鉴定、气测、地化、元素录井、测井等操作，以对完钻井的岩心进行分析，重点加强单井甜点层的精细评价。

根据上述分析结果，即根据获取的地化指标(s1/toc*100)、气测曲线、电阻率、核磁孔隙度、曲线交互、元素录井、定量荧光对比级等资料建立页岩油甜点箱体的选择标准，该选择标准为达到超越效应好、气测值高、电阻高、核磁孔隙度高、地化指标高、脆性指数高、曲线交互红等指标的页岩油甜点箱体，具体地，该选择标准包括以下项目中的一个或多个：检测获取的超越效应优于预设超越效应；检测获取的气测值高于预设气测阈值；检测获取的电阻值高于预设电阻阈值；检测获取的核磁孔隙度高于预设核磁孔隙度阈值；检测获取的地化指标高于预设地化指标阈值；检测获取的脆性指数高于预设脆性指数阈值。根据上述选择标准确定多个页岩油甜点箱体。

本实施例中，根据上述选择标准确定的每个页岩油甜点箱体的厚度为10-20m左右，针对每个井区优选1-2口关键井进行评价，对比不同井区差异性，落实页岩油纵向最优甜点分布，为开发层系优选组合提供支撑。

步骤s102，从所述多个页岩油甜点箱体中确定先导开发箱体，其中相邻的两个先导开发箱体之间的间距不大于预测的裂缝缝高。

本实施例中，从多个页岩油甜点箱体中确定先导开发箱体具体包括：对多个页岩油甜点箱体进行试油试采，根据试油试采结果对多个页岩油甜点箱体进行出油潜力排序，根据出油潜力排序结果确定先导开发箱体，将出油潜力大、排在前几位的页岩油甜点箱体确定为先导开发箱体，其余的页岩油甜点箱体作为后备接替箱体。对先导开发箱体进行优先开发，对后备接替箱体进行后续开发。在确定先导开发箱体和后备接替箱体的过程中，同时采用微地震裂缝监测技术进行裂缝预测，获取裂缝缝高，以确保相邻的两个先导开发箱体之间的间距不大于该裂缝缝高。优选地，相邻的两个先导开发箱体之间的间距为60-80m。在此基础上，进一步优化纵向层系组合配置，确保后期的压裂改造能实现有效缝网搭接，进而提高单井产量。

本实施例中，对陆相页岩油层系平面上的组合优化包括：裂缝预测定方位、交叉评价定段长、缝网监测定井距和立体雕刻定规模四个方面，即图1中所示的步骤s103至步骤s106：

步骤s103，根据预测的裂缝分布轨迹和预先计算的水平井的最大主应力方向，确定所述水平井在其对应的先导开发箱体中的轨迹部署方位。

本步骤中，首先对页岩油开发过程中的裂缝分布轨迹进行预测，具体包括：采用蚂蚁追踪算法和/或最大主曲率法和/或ovt(offsetvectortile，炮检距矢量片)处理技术等方法进行裂缝预测，评价甜点层的各向异性、微裂缝等特征，获得裂缝预测图，并采用钻井实测的方式，结合人工裂缝压裂方位与长度，对该裂缝预测图进行修正，根据修正后的裂缝预测图获得裂缝分布轨迹。

对待部署的水平井的最大主应力方向进行计算包括：通过各项异性测井、水平井压裂地震监测及地应力实验分析，计算确定最大主应力方向，以确定水平井轨迹的最优部署方位。

根据上述获得的裂缝分布轨迹和最大主应力方向，确定水平井在其对应的先导开发箱体中的轨迹部署方位。本实施例中，水平井在其对应的先导开发箱体中的轨迹部署方位包括：水平井在其对应的先导开发箱体中的延伸方向，该延伸方向与上述最大主应力方向应该尽量垂直，实践中，由于不同区块的差异性，结合构造、断层、井场的影响可适当调整角度，优选地，该延伸方向与最大主应力方向之间的夹角为60-90°。

步骤s104，根据所述水平井对应的先导开发箱体中甜点体的平面分布范围确定所述水平井的水平段长度，其中所述甜点体的平面分布范围由预测获得。

本实施例中，采用岩性反演法结合地震属性对甜点体的平面分布范围进行预测。根据甜点体的平面分布范围确定水平井的水平段长度具体包括：根据与水平井对应的先导开发箱体中甜点体的平面分布范围，按照水平段距离断层200m、地层产状稳定、内部断层少的原则确定井区可实施的水平井的最大水平段长度；根据水平井对应的先导开发箱体中的地层产状、构造形态和断裂特征确定多个备选水平段长度，该备选水平段长度不大于上述最大水平段长度。在此基础上，建立水平段长度归一化的产油量图版，并建立不同备选水平段长度的单井产量预测与经济效益评价交叉判别图版，对每个备选水平段长度进行单井产量预测和经济评价，获得单井效益评价和单井产量预测结果；将该单井效益评价达标条件下的单井产量预测结果的最大值对应的备选水平段长度作为最终优选的水平井的水平段长度。

步骤s105，根据预测的裂缝缝长确定相邻两个水平井之间的井距。

本实施例中，根据微地震、电位法裂缝监测技术预测的裂缝缝长来确定相邻两个水平井之间的井距，上述裂缝缝长代表了不同页岩油甜点箱体中预测裂缝有效缝长的展布范围。此外，还可以进一步地对预设的试验井组进行压裂放喷，根据该压裂放喷的效果和上述预测的裂缝缝长来确定各个层系中相邻两个水平井之间的最优井距。

本实施例中，相邻两个水平井之间的井距包括：平面井距和纵向井距。其中，平面井距优选为150-200m，纵向井距优选为110-130m。

步骤s106，根据预测的每一水平井的井口与该水平井的靶点之间的对应关系以及不同层系水平井空间位置关系，确定由所述水平井所组成的井网的部署规模。

本实施例中，通过精细反演立体追踪算法，结合属性分析，在各层系的平面上预测甜点分布范围，确定三维立体追踪种子点特征，精细刻画甜点立体分布范围。按照井丛场部署思路，结合井场位置，优化预测的水平井井口与该水平井靶点之间的对应关系以及不同层系水平井空间位置关系，减少绕障作业，确定由水平井所组成的井网的部署规模。

根据上述对陆相页岩油层系纵向上的配置优化和平面上的组合优化，可得到页岩油多层系立体井网部署模式。具体地，根据纵向开发层系组合和平面井网-缝网匹配关系，在纵向上优化开发层系组合，在平面上结合缝网特征优化井组配置，建立“甜点体-井网-缝网匹配”的陆相页岩油水平井多层系立体开发井网部署模式，优选开发层系垂向间距、平面井距、纵向井距，保障最大限度地提高缝控储量。

以下结合官东地区孔二段实际地质资料、综合增储建产方案的部署实践，对本发明所述的页岩油开发井网部署方法进行进一步阐述。

官东地区孔二段发育7个甜点段c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7，首先，根据地化指标(s1/toc*100)、气测曲线、电阻率、核磁孔隙度、曲线交互、元素录井、定量荧光对比级等资料建立页岩油甜点箱体的选择标准，该选择标准为达到超越效应好、气测值高、电阻高、核磁孔隙度高、地化指标高、脆性指数高、曲线交互红等指标的页岩油甜点箱体，根据该选择标准确定多个页岩油甜点箱体，每个页岩油甜点箱体的厚度为10-20m左右。然后，根据试油试采结果对多个页岩油甜点箱体进行出油潜力排序，对采用微地震裂缝监测技术获取的不同甜点段的裂缝缝高进行对比分析，官东地区两口水平井gd1701h和gd1702h微地震监测资料显示人工压裂形成单段缝高60-80m，综合上述因素在官东地区优选三套先导开发箱体c1②、c3⑧、其余作为后备接替箱体。并确保相邻的两个先导开发箱体之间的间距不大于压裂缝缝高，如图2所示。在此基础上，进一步优化纵向层系组合配置，确保后期的压裂改造能实现有效缝网搭接，进而提高单井产量。

采用蚂蚁追踪算法和/或最大主曲率法和/或ovt(offsetvectortile，炮检距矢量片)处理技术等方法进行裂缝预测，评价甜点层的各向异性、微裂缝等特征，获得裂缝预测图，如图3所示，并采用钻井实测的方式，结合人工裂缝压裂方位与长度，对该裂缝预测图进行修正，根据修正后的裂缝预测图获得裂缝分布轨迹。

根据裂缝分布轨迹和最大主应力方向，确定水平井在其对应的先导开发箱体中的轨迹部署方位。该轨迹部署方位即为水平井在其对应的先导开发箱体中的延伸方向，该延伸方向与上述最大主应力方向应该尽量垂直，由于不同区块的差异性，结合构造、断层、井场的影响可适当调整角度，优选地，该延伸方向与最大主应力方向之间的夹角为60-90°。

采用岩性反演法结合地震属性对甜点体的平面分布范围进行预测，如图4所示。根据与水平井对应的先导开发箱体中甜点体的平面分布范围，按照水平段距离断层200m、地层产状稳定、内部断层少的原则确定井区可实施的水平井的最大水平段长度；根据水平井对应的先导开发箱体中的地层产状、构造形态和断裂特征确定多个备选水平段长度。在此基础上，建立水平段长度归一化的产油量图版，并建立不同备选水平段长度的单井产量预测与经济效益评价交叉判别图版，对每个备选水平段长度进行单井产量预测，获得单井产量预测结果；将该单井产量预测结果的最大值对应的备选水平段长度作为最终优选的水平井的水平段长度。官东地区优选水平段1000m，部分井区构造破碎、断层多、规模小，适当缩短水平段长。

根据微地震、电位法裂缝监测技术预测的裂缝缝长和对预设的试验井组进行压裂放喷的效果，分析有效缝长展布范围，确定相邻两个水平井之间的最优井距为150-200m。

通过精细反演立体追踪算法，结合属性分析，在各层系的平面上预测甜点分布范围，确定三维立体追踪种子点特征，精细刻画甜点立体分布范围。按照井丛场部署思路，结合井场位置，优化预测的水平井井口与该水平井靶点之间的对应关系，减少绕障作业，确定由水平井所组成的井网的部署规模，如图5所示。

根据纵向开发层系组合和平面井网-缝网匹配关系，在纵向上优化开发层系组合，在平面上结合缝网特征优化井组配置，建立“甜点体-井网-缝网匹配”的陆相页岩油水平井多层系立体开发井网部署模式，如图6所示。相邻开发层系垂向间距为60-80m，平面井距为150-200m，纵向井距110-130m，保障最大限度的提高缝控储量。

需要说明的是，尽管上述实践方案是针对官东地区孔二段页岩油层系进行部署的，本发明提供的技术方案同样也适用于其它地区不同层系的页岩油水平井部署，在本行业本领域内具有较大的借鉴和推广意义。

本发明提供的页岩油开发井网部署方法，针对陆相页岩油层系，首先在纵向上优选了先导开发箱体，然后在平面上优化了每个水平井的轨迹部署方位和水平段长度、相邻两个水平井之间的井距以及水平井所组成的井网的部署规模，能够在整体上优化水平井的立体空间配置，从而在陆相页岩油开发过程中提高单井产量和缝控储量。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。