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Kinetix一体化软件融合多种模型实现增产40%

Kinetix一体化软件融合多种模型实现增产40%

Kinetix是斯伦贝谢推出的压裂生产一体化综合软件,包含了地震、压裂、完井、油藏等多个学科的应用,可进行有针对性的,非均匀分布的射孔方案。

来自 | Schlumberger
编译 | 周诗雨

Kinetix页岩软件是一款以油藏为中心的压裂生产软件,也是目前唯一一款能够实现从地震到数模整个工作流程无缝连接的、综合非常规储层多层次优化的水力压裂设计软件。Kinetix数模软件包中整合了地球物理学、地质学、岩石物理学、完井工程、油藏工程和地质力学,其工作流程具有可重复性,确保了数据完整性和决策的高质量。凭借这些多重功能,该Petrel E&P平台插件可帮助用户最大限度地提高任何油气藏(从常规储层到非常规致密砂岩和页岩)的产能和投资回报。

多种可用于水力压裂模拟的油藏显式网格模型

Kinetix页岩软件中提供了多种模型,能够帮助作业者实现理论和油藏实际之间的最佳匹配。

非常规裂缝模型(UFM)

UFM模块是用于模拟复杂裂缝几何形态的全耦合数值模拟解决方案,能够同时考虑储层的非均质性、应力各向异性和三维应力阴影效应。由于软件攻克了裂缝扩展力学机理和支撑剂运移这两个问题,所以能够有效模拟人工裂缝与多层天然裂缝之间的相互作用。

线网模型模块(Wiremesh Model)

线网模型能够对水力裂缝网络进行数学表征,可以对支撑剂的位置和裂缝网络尺寸进行快速估算。

全3D设计模拟器模型Planar3D模块—Planar3D模拟引擎是一款由高性能引擎支撑、能够表征应力阴影效应的全3D模型,可对具有复杂应力剖面的储层进行最准确的平面裂缝模拟。

裂缝网络系统网格的显式表征、裂缝尺寸及导流能力的捕捉,可追踪裂缝网络中支撑部位和未支撑部位,三者结合在一起可自动生成高分辨率的模拟网格;同时还配置了新的高效算法:只要可获得资源,UFM和Planar3D建模模块就能在本地计算机或云中,利用批量处理模式,同时运行多个模拟运算。

应用范围

1.常规、非常规、致密砂岩的压裂施工模拟;
2.垂直井、位移井和水平井;
3.多级完井设计;
4.井、区块和资产三种层面上的生产优化。

软件优势

1.可重复工作流程;地球物理学、地质学、岩石物理学、完井工程、油藏工程和地质力学的无缝整合,确保了数据完整性和决策质量;
2.基于岩石物理分析,能够不再局限于几何均匀分布形态的射孔方案,而是可以有针对性的设计分级方案,进行选择性射孔;
3.高保真模拟器考虑了压裂和生产过程中的地质力学效应,为井、区块或资产层面上的关于新开发、加密或重复压裂等决策提供了重要的新见解;
4.云计算,自动并行评估多达数百种设计方案,为压裂优化设计中的效率问题带来了新发展。

软件特点

1.集成、可重复的工作流程;
2.多级完井设计;
3.可捕获三维地质和地质力学特征;
4.为平面和非平面裂缝量身定做的高保真数值模型;
5.2D和3D中考虑了多级应力阴影(从压裂段到井间),可对连续压裂施工进行建模;
6.高分辨率裂缝流体力学和原地动力学模型;
7.多层离散裂缝网络(DFN);
8.三维有限元地质力学模拟;
9.结构化和非结构化网格化;
10.用于生产预测和校准的高分辨率油藏模拟;
11.采用了云计算,软件框架灵敏;
12.最先进的可视化功能。

Kinetix软件在鹰滩页岩区块实现增产40%

面临的问题:人工裂缝扩展能力及井产能受限

某家油公司在鹰滩页岩优质部位的各口井,产能上存在较大差异。这在非常规储层中是非常典型的情况。岩石中天然裂缝发育的情况和密度限制了人工裂缝的生长以及井的产能。

过去通常对这些井采用滑溜水和混合水力压裂技术来进行增产,但在这种环境下这些技术无法取得效果。在如今的行业状况下,为了提高产能、降低成本,油公司希望进行一份综合油藏描述和完井研究,借此开发出相应的工程方法。

综合油藏描述及多井完井工作流程设计

为了研究鹰滩目标地区的页岩储层,选择了分别具有三口水平井和五口水平井的两个区块。使用Kinetix页岩软件的工作流程,对候选井的最佳完井方案进行了评估和制定—所有这些工作都是在Petrel * E&P软件平台上进行的。为了建立一个用于综合研究的稳健模型,研究人员进行了以下工作:含有地震资料的三维地质模型建立、结构定义、气藏&岩石物理和地质力学的性质表征、测井曲线绘制、以及考虑有微震数据作为约束的压裂历史。

增产设计方案是采用Kinetix页岩软件中最先进的UFM*非常规裂缝模型进行创建的。在水力压裂施工期间收集的微震数据,被用于对裂缝几何和扩展轨迹的进一步校准。

工作流程中最后一步很重要,即:将复杂的水力压裂设计与Kinetix页岩软件中的生产模拟相耦合。自动非结构化网格技术能够捕获所有井中复杂人工裂缝的粒度,这样就为三维裂缝网络的产能响应预测提供了一个严谨的模型,也能对人工裂缝引起的井间干扰和总的油藏衰竭进行准确的模拟。

Kinetix一体化软件融合多种模型实现增产40%

在校准模型并完成历史拟合后,就可以对多井区的完井方案进行优化设计了。参数研究考虑了不同的完井方案、压裂施工变量和井间距。

方案和井间距优化

优化后的施工设计被应用到了现场的十几口井中,产量提高了40%,平均完井成本降低了11%。Kinetix页岩软件强大的工作流程也为未来的人工裂缝设计施工优化构建了一个基础。

鹰滩页岩:油藏模型帮助制定加密井方案,避免产量流失

面临的问题:母井中裂缝减产情况严重

近年来,许多油公司在钻井的时候发现,如何压裂水平段挨着已有的生产母井,则会产生井间干扰。先前被压裂或压裂衰竭的区域产生的压力降,会给临近加密井压裂施工造成一个最小阻力通道,导致母井产生轻微、严重或者完全的产量丧失。

对此,斯伦贝谢研究了鹰滩页岩区内母井和加密井之间的井间干扰情况及其对产量的影响。

多数据源集成,实现准确建模和风险最小化

斯伦贝谢的压裂、油藏和地质力学工程师合作开发了一个集成工作流程。流程的开始由三维地震数据构建的地质模型,近邻试验直井的合成记录和裸眼井的测井数据组成。3D地震数据还用于表征天然裂缝密度和方位的空间变化率,构建DFN模型。在Kinetx页岩软件中利用UFM*模块生成非常规裂缝模型,模拟鹰滩页岩中每次压裂计划所要形成的水力裂缝网络。

使用INTERSECT高分辨率油藏模拟器,对母井的初始产量和衰竭情况进行模型,模型中包括PVT数据、相对渗透率和压敏裂缝导流能力。

模拟出的3D油藏压力场被导入到VISAGE*有限元地质力学模拟器中,以确定原地应力大小和方位角的空间和时间变化,然后将其结果作为输入值,进行加密井的裂缝扩展建模。最后再进行母井和加密井的联合最终模拟,完成整个工作流程。

油公司优化开发方案,实现风险最小化

对生产母井和压裂加密井之间,随时间变化的压裂衰竭和所产生的新应力状态进行建模,是整个盆地生产策略的一个有机组成部分。应力衰减、应力各向异性和应力转向之间的相互复杂作用关系决定了新压裂的裂缝是将朝着母井方向,还是朝着相反方向扩展。

认识到UFM建模工作流程能够更加合理地处理复杂钻井和完井作业,鹰滩页岩区的几个油公司都选择了斯伦贝谢对复杂裂缝和井间干扰进行建模。Kinetix页岩软件的压裂设计和建模流程还被用于后续开发方案的制定,包括加密井和重复压裂方案优化、加密井水平段之间的间距优化、以及裂缝扩展的优化控制,最大限度地降低了不理想的裂缝构建和其他各种干扰。

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