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FracMan油藏压裂模拟 裂缝形态入“目”三分

FracMan油藏压裂模拟 裂缝形态入木三分

在常规的油气藏建模中,我们通常将岩石假设为连续介质,但对于压裂油气藏来说这种假设下所得到的结论常常不太正确。长期开发方案应当基于硬数据和严谨地分析,而FracMan油藏版(FRED)正是一项助力压裂油气藏开发优化的有力工具。

1.全面的数据整合能力;
2.静态模型的开发和验证;
3.原始石油地质储量和油田开发计划;
4.井位设计和提高采收率设计;
5.风险评价。石油圈原创www.oilsns.com

FRED是一款综合的分析、建模方法,且相比于依赖单一的建模范式,FracMan将多种数据类型和概念整合到了一个综合统一模型中。FracMan可以提供多样化的工作流程,可以解决以下问题:
    
1.基于地震属性、地质力学数据和褶皱、断层、地层等区块特点进行裂缝建模。

2.利用模拟的试井拟合对裂缝的开度和渗透率进行评价。

3.应用于全油藏渗流模拟的裂缝属性粗化。

4.Monte-Carlo 模拟法和不确定性分析。

先进数据分析

压裂相关信息的来源途径十分复杂,如流量测井、成像和电缆测井、露头研究和地震勘探等。Fracman可以对这些数据进行分析,并给出如下所列的关键信息:

1.方位角和尺寸;石油圈原创www.oilsns.com

2.裂缝密度和分布;

3.开度和渗透率。

实际裂缝建模

Fracman实现了多种储层工艺的整合,从而可以更完整地描述出整个裂缝网络。裂缝形态、密度、渗透率是可与机械分层、构造变形、地震性质、基岩性质、应力、应变和曲率等关联上的。

连通性和分区评价

许多的油藏工程问题都是属于几何学和水力学的问题。通过刻画裂缝网络的连通性,Fracman可以对关键的流动和采收率问题进行评价:

1.区域划分和Tributary Drainage;

2. 大小、方位、应力等参数敏感性;

3.各分区区域的体积和预测采收率;

4.现有井和计划井的最终估算采收率。

勘探开发井设计

一旦确定了裂缝的流通通道,FraMan就可以对烃类采收率进行最优化设计。其中,连通性分析工具可以完成:

1.将生产井之间的干扰情况最小化;

2.避免注入井和生产井之间形成导流通道;

3.以生产潜力最大的油气藏为目标;

4.评价Tributary Drainage所对应的采收率。

渗流综合模拟

FracMan的双孔介质渗流综合模拟器采用了有限元时间步法,可以更好地模拟裂缝网络的几何形态。该模拟可以用于模型验证和调整实际测井数据得到的裂缝参数。

渗流和地质力学模拟中的粗化功能

FRED只需要简单的几步计算就可以得到等效的裂缝孔隙度、渗透率和形状因子。整个计算过程可在多处理机工作站和多核CPU结构进行并行运算。等效渗透率是以全张量的形式计算的,可以反应每个网格中流动的方向性。当需要进行全油田流动模拟时,可以很容易地将粗化后的裂缝性质导入到油藏模拟器中去。

Monte Carlo模拟和风险/不确定性评价

可靠的油藏管理方案依赖于准确量化各种不确定性。通过分析随机模型的多种结果,最大化成功的可能性。FRED可以对油藏开发过程中的关键因素进行统计评估,如:

1.确定“甜点区”,指导油井设计;

2.防止提采设计(EOR)“短路”;

3.估算最小、最大和预期采收率。

由裂缝流主导的油藏性质通常较为复杂。不规则裂缝网络形态的产能与尺度相关,并呈各向异性,这在常规油藏中是不会出现的。而裂缝与周围孔隙介质之间的水力交互作用使得油藏中的水力响应进一步复杂化。离散裂缝网络(DFN)模型可以对这种作用机理进行建模,这也是FracMan的核心能力。

勘探地质学得到的裂缝数据,裂缝网络模型可以对各种水力性质进行量化处理。根据裂缝尺度的大小,裂缝网络模型可用于油藏模拟、试井分析或者油藏动态评估中的水力参数预测。由于裂缝网络的实现具有随机性,因此还可以用于验证结果的可靠性。模型中既包含有多孔介质中的流动,还包含有裂缝网络中的流动,可以采用的计算方法包括:①高计算效率的解析法,或者②几何形态描述准确的数值计算方法。

确定平均油井产能和预期偏差

由于无法确定井与裂缝系统之间的有效连通性,因此压裂油藏的油井产能通常波动非常大。但是由于裂缝网络模型使用的是随机建模的方法,因此油井产能的可能分布情况是可以确定的。油藏开发过程中不确定性的量化是无法通过标准油藏模型实现的。

井距优化

利用压裂网络模型可以极大地提升压裂油藏的井距优化效果。特别需要指出的是,压裂油藏模型还可以用于评价与连通裂缝网络长度相关的渗透率的尺寸效应、有效泄油半径、和不同井网形态下的裂缝各向异性。

油井增产技术评价

裂缝网络模型可以对油井增产技术的有效性进行评价。模型可以帮助确定所压裂的水力裂缝、多裂缝压裂、以及沟通已有裂缝系统的成功性。在这里,压裂油藏中渗透率和各向异性的尺度效应尤其重要,并且是不能采用标准的多孔介质模型或者双孔介质模型来进行评价的。

二次采油效果评价

压裂油藏的二次开采有许多的问题,特别是基质岩块在完全去饱和前会被注入流体包围和分隔。通过合理地利用裂缝网络的几何形态,是有可能更高效地开采生产原油的。与常规油藏模型相比,该方法可以对注入流体前缘进行更准确的建模。

油藏模拟器输入计算

随机连续模型与裂缝网络模型一起使用时,可以对高度压裂的油藏进行模拟。当对压裂油藏进行模拟时,单一元素性质的分布是由裂缝网络模型决定。

来自/FracMan   译者/周诗雨   编辑/张永君

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白矾
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。