用于执行井眼增产操作的系统和方法 |
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| 申请号 | CN201280034330.1 | 申请日 | 2012-07-11 | 公开(公告)号 | CN103649463A | 公开(公告)日 | 2014-03-19 |
| 申请人 | 普拉德研究及开发股份有限公司; | 发明人 | K·武特里奇; K·J·沃克; W·索耶; B·阿贾伊; | ||||
| 摘要 | 提供了一种对被井眼穿入的地下 地层 执行增产操作的方法。所述方法包括：在向井眼的隔离层段注入 流体 的注入期间收集井眼的隔离层段的压 力 测量结果；基于所述压力测量结果产生裂缝闭合；基于所述裂缝闭合和所述注入期间的所述隔离层段的小型压降测试产生传导率；由所述隔离层段周围的所述地下地层的图像获得裂缝几何特征；以及由所述传导率和所述裂缝几何特征产生系统渗透率。本方法还可包括：将 电缆 增产工具布置到井眼中，采用电缆增产工具隔离井眼的层段并将流体注入到层段中。通过对地层成像可以获得裂缝几何特征，且通过岩芯 采样 可以获得裂缝几何特征。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种对被井眼穿入的地下地层执行增产操作的方法，所述方法包括： |
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| 说明书全文 | 用于执行井眼增产操作的系统和方法技术领域[0001] 本公开涉及用于执行油田操作的技术。更特别地，本公开涉及用于执行井眼增产操作，例如射孔、注入、处理、压裂和/或表征地下地层，的技术。 背景技术[0002] 可以执行油田操作用以放置和采集有价值的井下流体，例如油气。油田操作可以包括，例如勘测、钻井、井下评估、完井、开采、增产、以及油田分析。勘测可以包括地震勘测，例如使用地震卡车用以发送和接收井下信号。钻井可以包括将井下工具推进到地质中用以形成井眼。井下评估可以包括将井下工具布置到井眼中用以执行井下测量和/或用以回收井下样品。完井可以包括对井眼进行固井和加装套管，准备开采。开采可以包括将开采油管布置在井眼中用于从储层将流体传输到地表。 [0003] 在一些情况中，可以执行增产操作用以便于从地下地层开采流体。上述增产可以通过对井眼壁射孔用以产生到围绕井眼的储层的流动路径来执行。延伸通过地层的天然裂缝网络也为流体的流动提供路径。可以通过将处理液注入到围绕井眼的地层中产生人造裂缝和/或膨胀天然裂缝来增加流动路径。 [0004] 某些井下参数可能影响增产操作。可以使用上述的井下参数来执行油田分析用以表征和认识井下条件。在以下情况下，油田分析可以包括将井下工具布置到井眼中用以测量井下参数，例如温度和压力，或者用以执行不同的井下测试，例如小型裂缝、微型裂缝以及诊断裂缝注入测试(Diagnostic Fracture Injection Test，DFIT)。可以分析最终的信息用以表征可能影响增产和/或开采的井下环境。井下分析的实例以下专利/文章中提供：美国专利号：6076046；K.G.Nolte的“Background for After-Closure Analysis of Fracture Calibration Tests",(SPE39407),Unsolicited companion paper toSPE38676,1997 年 7 月 ( 本 文 称 为“SPE39407”)；Jean Desroches 等 人的“Applications of Wireline Stress Measurements”(SPE58086),SPE ATCE,New Orleans,LA,USA,27-301999 年 9 月 ( 本 文 称 为“SPE58086”)；Bryce B.Yeager 等人 的“Injection/F ail-off Testing in the Marcellus Shale:Using Reservoir Knowledge to Improve Operational Efficiency”，(SPE139067)SPE Eastern Regional Meeting,Morgantown,WV,USA,2010年 10月 12-14日 (本 文 称 为“SPE139067”)；以及R.D.Baree等 人 的“Holistic Fracture Diagnostics:Consistent Interpretation of Prefrac Injection Tests Using Multiple Analysis Methods”(SPE107877)SPE Vol.24,No.3,2009年8月(本文称为“SPE107877”)，其全部内容在此以参考的形式引用。例如页岩的一些岩石地层可能对执行某些井下测量和/或表征造成困难。 发明内容 [0005] 在至少一个方面中，本公开涉及一种对被井眼穿入的地下地层执行增产操作的方法。所述方法包括：在向井眼的隔离层段注入流体的注入期间收集井眼的隔离层段的压力测量结果；基于所述压力测量结果产生裂缝闭合；基于所述裂缝闭合和所述注入期间的所述隔离层段的小型压降测试产生传导率；由所述隔离层段周围的所述地下地层的图像获得裂缝几何特征；以及由所述传导率和所述裂缝几何特征产生系统渗透率。本方法还可涉及：对地下地层进行射孔；将电缆增产工具布置到井眼中；采用电缆增产工具的至少一个封隔器隔离井眼的层段；将流体注入到井眼的层段中；以及测量层段中的压力。隔离的层段可以是从大约100mL到大约400mL的小体积。在一些情况中，该方法可以包括对地下地层进行成像，获得岩芯样品以及执行声波测井。 [0006] 提供本发明内容部分用于介绍概念的一个选择，该概念在下文详细的说明书中进一步描述。本发明内容部分不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在作为一种帮助用于限制所要求保护的主题的范围。附图说明 [0008] 图1.1-1.3是部分横截面的示意图且说明了具有其中可以实施方法的实施例的不同电缆增产工具的井场； [0009] 图2是说明了压力和泵送速率相对于时间的图； [0010] 图3.1是说明了压力和导数相对于时间的图； [0011] 图3.2是说明了相干性变量相对于时间的图； [0012] 图4是说明了系统渗透率相对于裂缝间距的图； [0013] 图5是说明了地下地层的裂缝的示意图；以及 [0014] 图6是描述了执行井眼增产操作的方法的流程图。 具体实施方式[0015] 下文的说明书包括体现本文主题的技术的示例性系统、器械、方法以及指令序列。但是，应理解，描述的实施例可以在没有这些特定细节的情况下实施。 [0016] 本公开涉及使用电缆增产工具执行增产操作的技术。可以将电缆增产工具布置在井下，用以隔离井眼的小的层段并将流体注入到周围地层中。注入期间，电缆增产工具还可以用于执行井下测量，例如温度和压力，以及用于执行增产测试，例如小型压降测试和应力测试。收集的信息可以用于确定例如裂缝尺寸的各种井下参数，以及用于表征井眼和周围地层。 [0017] 电缆增产 [0018] 图1.1-1.3分别描述了不同的电缆增产工具100.1、100.2、100.3，其可用于执行井下增产操作，例如压裂、注入、测量和/或测试操作。这些电缆增产工具100.1、100.2、100.3中的每一个都通过从钻机106处悬挂的电缆104布置在井眼102中。井眼102可以是如图1.1和1.2所示的裸眼井，或者如图1.3所示，具有胶结在适当位置的套管108以形成套管井。可以在地表位置处和/或在电缆增产工具100.1、100.2、100.3中提供控制器 109。还可以提供其它装置，例如通信、采样、以及其它井下工具。 [0019] 尽管在这些附图中的每一个中描述了具有电缆工具的基于陆地的钻机，但本文描述的某些技术也可以用在任意钻机(例如，基于陆地或基于水的)中，且采用可以执行增产、测量和/或测试操作的任意井下工具。在一些情况下，多个井下工具可以用于执行操作的不同部分。例如，可以使用单独的射孔工具。在另一个实例中，多个工具可以用于执行井下测量和/或测试。 [0020] 电缆增产工具100.1、100.2、100.3中的每一个具有用于隔离井眼102的一部分的隔离装置。隔离装置可以是常规的封隔器或由弹性材料制成的封隔器110.1、110.2、110.3，其用于密封接合井眼的壁(或套管的壁，如果存在的话)。封隔器110.1、110.2、110.3限定了与井眼102的剩余部分流体隔离的层段112.1、112.2、112.3，以限定具有减小的体积空间的压力密封区域，在该体积空间中可以执行某些测试。 [0021] 图1.1的电缆增产工具100.1具有可在电缆增产工具周围膨胀的双封隔器110.1，用于在它们之间隔离层段112.1。电缆增产工具100.1还提供有其它装置，例如泵出模块116，其用于泵送流体；和流动控制模块118，其用于选择性地使通过电缆增产工具100.1的流体转向。电缆增产工具100.1可以是常规的电缆工具，例如具有双封隔器的模块动态测试仪(ModularDynamics Tester,MDTTM)，其可商购于Schlumberger技术公司(参见：www.slb.com)。井下测量的实例，例如基于使用配置为具有双封隔器、泵出模块以及流动控制模块的电缆运送式MDT的微液压压裂的电缆应力测量，在SPE58086中概述，其已在前文引入本文中。 [0022] 可以使用的可选电缆增产工具在图1.2和1.3中示出。电缆增产工具100.2具有探针120，其上具有封隔器110.2，封隔器110.2可定位用于接合井眼102的壁，且在其中限定层段112.2。电缆增产工具100.1可以是常规的电缆工具，例如具有探针的MDTTM，其可商购于Schlumberger技术公司(参见：www.slb.com)。 [0023] 在一些情况中，例如存在套管时，可能必须具有射孔装置用以对地层122射孔且便于开采和/或注入。电缆增产工具100.3(或单独的工具)可以具有用于产生射孔111的装置，例如，如图1.3中所示，可延伸的钻头126。封隔器110.3被提供用于限定出绕着射孔111的层段112.3。电缆增产工具100.3可以是具有钻井能力的电缆工具，例如套管井孔TM动态测试仪(Cased Hole Dynamics Tester,CHDT )，其可商购于Schlumberger技术公司(参见：www.slb.com)。 [0024] 电缆增产工具100.1、100.2、100.3可以提供有流体源128用于将流体注入到由封隔器110.1、110.2、110.3隔离的层段中。流体可以注入到层段112.1、112.2、112.3中且进入到射孔111和周围地层122中的裂缝129中。 [0025] 电缆增产工具100.1、100.2、100.3或其它井下测量装置可被提供用于在增产操作之前、期间或之后测量不同的井下参数。电缆增产工具100.1、100.2、100.3可例如设有一个或多个测量器130用于测量井下参数，例如压力、温度以及流动速率。电缆增产工具也可设有用于成像、取岩芯（coring）、以及根据需要用于执行其它测试的装置。 [0026] 在操作中，电缆增产工具100.1、100.2、110.3可以用于执行不同的测试。测试可以从大约20分钟到大约1.5小时或高至10或更多小时，这取决于例如执行的注入循环的数量、储层的渗透率以及注入流体的量。对于页岩应用，测试时间可以例如从大约1.5小时到大约4小时。一旦获得数据，可以对封隔器放气或释放封隔器，且将电缆增产工具移动到另一个测试层段。 [0027] 压力测量 [0028] 图2是示出了用于由电缆增产工具（例如在图1.1-1.3中描述的那些）执行的测试的泵送序列的图200。图200描述了测试操作期间的压力P(左侧y-轴)和泵送速率R(右侧y-轴)相对于时间t(x-轴)的变化。线220描述了测试操作期间的泵出模块的泵送速率。线222描述了在层段中（例如，在图1.1中的封隔器之间）由压力测量器（例如，石英测量器）测量的压力。线224描述了由另一个压力测量器、例如封隔器中的传感器测量的压力。 [0029] 在时间零点(t0)处，一旦正确地定位电缆增产工具，将要测试的层段通过膨胀或设定封隔器形成封隔器密封进行隔离，如图1.1-1.3所示。一旦设定且与井眼密封，可以在压力下将处理流体注入到层段中且迫使其进入周围地层中。 [0030] 在时间t1处，接通泵出模块且泵开始泵送。流体注入到层段中直到层段中的压力开始增加。然后可以观察随后的压力下降，用以检查封隔器密封的质量。如果密封不令人满意，可以进一步对封隔器增压或重置。 [0031] 当更多的流体泵送到层段中时，如线222和224所示压力增加且如线220所示泵送速率减慢。在这个初始阶段期间的线222的初始部分的斜率由线226描述。可以将流体再次注入到层段中，直至开始生成张拉裂缝，以执行液压压裂循环。线222在时间t2处的注入点228偏离线226。注入点228是层段中的压力已经增加到足以压入到地层中且增加周围的地层中的裂缝的那个点。 [0032] 在注入点228之后，线222变平，直到在时间t3和点230处发生破裂。破裂点230被认为是克服了最小应力、岩石损坏且产生裂缝的那个点。在某一压力下，流体将最终毁坏岩石且将裂缝延伸用以接收额外的流体。裂缝生成可通过破裂或由压力平台进行识别。 [0033] 裂缝可以通过在将泵停止(关井)之前注入某一体积的流体进行扩展。一旦泵已经停止，这个点232被称为瞬时关井压力(instantaneous shut in pressure，ISIP)。线222继续平坦，直到在时间t4的ISIP点232处发生关井。图2表明了什么时候在点228处开始生成裂缝（其由线222的压力斜率的改变来表示），什么时候在点230处最终发生破裂、以及在瞬间ISIP点232处发生什么（当泵送停止时其被记录）。 [0034] 在时间t4处，关闭泵且泵送速率下降到零。由测量器测量的压力继续读取“下降(fall off)”压力，直到在时间t5处到达闭合点234。线234示出测量的闭合压力为5258psi(371.45Kg/cm)。为了确定注入到地层中的体积，可以假设只要裂缝开口，则流体便进入裂缝。因此，通过计算从超过在时间t5处的闭合压力至t4处关井的时间期间泵送的流体，可以确定总注入流体的估计值。 [0035] 一系列上述注入/压降循环可以跟随，以重新开启、进一步传播以及关闭裂缝，用以检查测试的可重复性且可能改变注入参数（流动速率和注入体积）。诸如图3的应力测试的应力测试可以包括任意数目的循环，例如从大约2到大约5个上述的循环。 [0036] 虽然图2中的闭合点234提供了一种闭合的测量，但是闭合还可以由其它方法确定。例如，闭合可以使用关井时间的平方根获得，其中闭合被确定为这样的压力：在该压力下，压力下降偏离对关井时间的平方根的线性（直接）依赖性。在一些情况下，例如在具有页岩地层或其它应用（其中存在多个或不清楚的闭合点）的情况下，G-函数导数分析可以用于确定闭合。G-函数的迭加导数的特征形状可以有助于确定原生裂缝闭合与否。 [0037] 裂缝闭合 [0038] 图3.1是描述G函数迭加导数分析的图300。这个分析可以基于例如图2中描述的压力测试。这个图300描述了应力测试，其画出了压力P(左侧y-轴)与导数δ(右侧y-轴)相对于时间G(x-轴)变化。线338描述了压降期间压力相对时间的变化。线340示出了导数dP/dG相对于时间的变化，线342描述了迭加导数GdP/dG相对于时间的变化。G函数分析可以使用例如SPE107877中描述的技术执行，其已在前文引入本文中。 [0039] 斜率线344使用倾斜斜率的最佳拟合分析沿着从G0延伸的线342的初始线性部分进行描绘。线342从斜率线344的偏离点346被定义为裂缝闭合点346。裂缝闭合点346还可以通过确定在时间G1导数线340开始下降的点进行确认。 [0040] 使用这个应力测试程序，裂缝闭合压力可以在例如在页岩井中的单个井内具有多个点的情况下确定。这些点可以包括在初级开采目标、以及对裂缝生长可以起到阻挡作用的岩石两者之内的层段。进一步地，可以运行地层成像工具，用以识别井眼壁中的原有裂缝和缺陷。一旦探测到，则可以避免这些特征，以确保被测试层段的隔离，例如通过避免流体绕过封隔器流动。 [0041] 传导率 [0042] 可以使用图2所示的相同的应力测试注入以及使用图3.1中确定的闭合压力来执行闭合后分析，用以确定传导率。闭合后分析可以在例如页岩的非常规的井眼中使用封隔器注入技术，其中，在井内可以探测到原处的多个应力值。具有充足的关井时间的话，可以达到拟径向流动型态(pseudo radial flow regime)，其允许使用闭合后分析，例如使用Gulrajani和Nolte的“Reservoir Stimulation”,vol.3,ch.9,pp.56-58(2000)中概述的技术，其整个内容在此以参考的形式引用其全部内容。 [0043] 使用涉及拟径向流动的闭合后分析，迟时间(late-time)压力下降发展成为拟径向流动，其允许使用改进的Horner或如图3.2所示的小型压降事后(post)闭合分析来确定传导率。图3.2示出描述流动型态识别(FLID)图的图345，其可以用于识别或核实特殊的(线性的或径向的)流动型态的存在。该FLID图描述了线性相干性变量(左侧y-轴)和径向相干性变量(右侧-y轴)相对于时间t(x-轴)的变化。点347定义了描述使用常规的技术由图2的压力图产生的线性流动的曲线，点349定义了描述使用常规的技术由图2的压力图产生的径向流动的曲线。 [0044] 点347和349限定出临近图的左侧y-轴的共同竖直部分。可以计算这个竖直部分中的每一个点的平均截距且将其用作储层压力的合理的估计。曲线的斜率，结合注入体积和泵送时间(如果地层被压裂，则使用闭合时间)，可以用于确定传导率。 [0045] 该FLID图提供了归一化的压力截距-斜率比率相对于时间数据的变化，使得产生相对于无量刚的时间函数(“FLID”变量)的斜率(导数)。这个图可以使用下述的方程(1)且画出它们相应的比率，由线性-径向截距和每一个分段部分的压力响应的斜率来产生。对于线性或者径向情况的这个比率的恒定性可以显示出良好定义的线性或径向流动期间。例如，在美国专利号6076046中提供用于产生FLID图的技术和相关的分析，其已在前文引入本文中。 [0046] 闭合后径向流动是注入体积、储层压力p、地层传导率、以及闭合时间的函数。它们的关系在下述使用径向流动时间函数FR的方程中提供： [0047] p(t)-pr=mr*FR(t,tc) (1) [0048] 其中tc是在时间零点t设定为泵送的开始时的闭合时间，pr是初始储层压力，mr在用于常规测试时在功能上等价于Horner斜率；以及 [0049] [0050] 因此，相对于径向流动时间函数的压力笛卡儿（Cartesian）图由y-截距产生储层压力，且斜率(mr)允许传导率的确定： [0051] [0052] 其中，k是以毫达西(mD)为单位的系统渗透率，h是以英尺(ft)为单位的裂缝高度，μ是以厘泊(cp)为单位的粘度，tc以分钟为单位且Vi是注入体积(bbl)(注意，所有其它方程或是无量刚的或是一致的单位)。 [0053] 用于小型压降的封隔器注入允许注入小体积，因此隔离所引起的裂缝高度生长到一层段，所述层段在近井眼中是可测量的，因此允许裂缝高度(h)的估计用以由方程(3)来确定系统渗透率(k)。例如，在包括在水平井眼中使用后闭合分析技术的情况中，以及在包括注入大体积流体的情况中，因为裂缝延伸超过可测量的井眼区域，可能没有直接方法来测量裂缝高度。此外，夹点(pinch point)可以潜在地隔离单独的储层部分和研究的高度(h)，其可以由传导率影响渗透率的确定。 [0054] 裂缝成像 [0055] 用在方程(3)中的裂缝高度(h)可以由不同的方法确定。为了处理可能存在的不确定性，可以使用较小的注入体积(例如，如图1.1中在裸眼井环境中的双封隔器之间的层段)。可以注入从大约100到大约400ml的小注入体积。同样，最终的裂缝可以包括到封隔器之间的区域。可以使用这个受限的体积和隔离，例如，用以隔离通向储层的单个部分的裂缝。 [0056] 作为对裂缝高度的第一估计，可以使用两个封隔器之间的距离。因为裂缝高度可能与封隔器距离不同，因此，裂缝高度还可以使用地层成像工具，例如地层微成像仪(FMITM)进行核实。FMI可以布置到井眼中用以执行地层和其中裂缝的成像。在一些情况中，可以提供其中具有成像能力的井下增产工具。最终的裂缝几何特征可以用于进一步的分析。例如，渗透率与裂缝高度成比例。还可以如图4所示表征裂缝。用于确定裂缝高度的另外的方法可以包括使用例如放射性追踪物的追踪材料，将其注入到诱发的裂缝系统中，且然后使用例如伽马射线测井仪的工具进行成像。 [0057] 在方程(3)中需要获得的接下来的变量是注入流体的体积(vi)。在此概述的构造中，封隔器之间的体积可以是从大约10到大约12L，其中注入的体积是从大约100到大约400mL。在一些情况中，实际注入裂缝中的体积的确定可能存在困难。在裂缝闭合之前的长期间中，流体仍然可以从封隔器之间的区域进入裂缝中。因此，可以假设，流体的总注入体积等于在泵送压力第一次到达闭合压力的时间到注入停止的时间期间的流体注入量。 [0058] 系统渗透率 [0059] 使用上文概述的技术，可以确立总系统渗透率，以及表征裂缝组。如果还已知基质渗透率(即通过取岩芯测试)，可以取得用以开始表征天然裂缝组的相关关系。对于通过狭缝的层流，固有渗透率由如下方程给出： [0060] kf=84.2wf2 (4) [0061] 其中wf是以微米(1微米=1×10-6m)为单位的孔隙或裂缝的宽度，kf是以mD为单位的固有渗透率，如例如Craft&Hawkins,SINGLE PHASE FLUID FLOW IN RESERVOIRS,ch.7nd,p.226,Equation7.18(2 ed.1991)中所描述的。 [0062] 具有裂缝宽度wf、均匀间隔Fs英尺、在渗透率为km的低渗透率基质中分开的压裂介质的总系统或主体渗透率由如下方程给出： [0063] [0064] 方程(5)可以使用通过平行层的Darcy流动关系导出，其中当Fs>>wf，方程(5)变成： [0065] kf≈(kfwf)/Fs+km (6) [0066] 方程(6)示意性地由图5的裂缝图描述。如图5所示，对于裂缝间距Fs上的总渗透率km，裂缝具有裂缝宽度wf和裂缝渗透率kf。方程(6)中，wf和Fs必须是相同的单位。wf用微米表示且Fs用英尺表示时，方程(6)变成： [0067] kf=3.2808×10-6kf(wf/Fs)+km (7) [0068] 通过结合方程(4)和(7)，对于任意给定的具有宽度wf的孔隙，可以获得主体渗透率与裂缝间距之间的下述关系。 [0069] kf=2.76×10-4(wf3/Fs)+km (8) [0070] 使用方程(8)，且将km设定成测量的岩芯渗透率，可以产生如图6所示的裂缝宽度和间距如何可以影响系统渗透率的图表示(例如，对于300nD岩芯样品)。如果使用本文描述的小型压降技术获得总系统渗透率且裂缝间距已知(通过例如微成像测井的方法)，可以确定那些裂缝的有效流动宽度。这产生了表征储层之内的裂缝组的一种方法，并且提供了用于开采建模的另一种技术。可以使用本文描述的方法确定和使用裂缝间距、裂缝宽度、裂缝高度以及其它裂缝尺寸。 [0071] 图4是基质渗透率 的裂缝表征的图400。 图400描述了在给定 的300nano-Darcy(nD)的基质渗透率下裂缝间距Fs(y-轴)相对于系统渗透率Kf(x-轴)的变化。线450、452、454以及456分别描述了在1、2、5以及10微米的不同裂缝宽度下，裂缝间距相对于系统渗透率的变化。例如，可以由使用FMITM工具执行的裂缝测量，或者基于估计确定裂缝宽度。如这个图所示，可以基于已知的(或估计的)裂缝宽度以及基于传导率来确定系统渗透率。 [0072] 基质渗透率可以由使用常规方法的取岩芯测试来确定。由基质渗透率和系统渗透率可以导出裂缝尺寸，如裂缝间距。 [0073] 可以对于原处应力和裂缝表征来确定孔隙度和渗透率。可以使用电缆增产工具和小型压降分析用以在多种井下条件下获得这些相同的值，例如在穿过多个深度的页岩气体储层中。电缆增产工具的减少的层段构造可以用于在估计渗透率中定义裂缝高度和估计注入到裂缝中的总体积。与小型裂缝测试有关的较大的泵入相比，小的注入体积可以减少需要达到拟径向流动的时间。节省的时间可以在给定的操作期间用于在井眼中的一个或多个点处提供额外的测量。 [0074] 使用电缆增产工具，可以测量裂缝高度以及注入感兴趣的区域中的体积。这可以允许使用小型-压降测试来确定渗透率。但是，不像岩芯测试，确定的渗透率是总系统渗透率，或贯穿研究半径的平均渗透率，且不仅仅是在单个样品点处。使用本文概述的技术获得的总系统渗透率可以与由岩芯测试取得的基质渗透率结合。这可以意味着可以考虑例如天然压裂的任意次生孔隙度，其可能导致用于分析的一些额外的可能性。因此，还可以表征包括在页岩储层之内的天然裂缝组。 [0075] 由本文的技术产生的信息可以用于对水平井进一步优化完井策略。井间距的建模、液压压裂设计、可能的开采干涉和其它井眼参数可以基于这个信息执行。 [0076] 指导 [0077] 常规的测试描述了用于常规储层类型的应用，但是可能适于某些井下条件，例如超低渗透率页岩。例如，当低渗透率使得到地层的泄露最小时可能不需要常规的漏泄测试。此外，为了最小化强制泄露到周围地层中的流体的量（其可能导致较少次数的闭合），注入体积可能减少到小于大约500cc。可以根据条件调整测试的数目。例如，在时间有限的情况下，在需要较长时间用以获得闭合的情况中（每个单独站可从大约30分钟到超过大约3小时），可以在每一层段处执行大约1到2次测试。 [0078] 至少一些测试，例如那些涉及流体泄露低的页岩储层的测试，可以使用由SPE58086概述的指导来执行，其在前文以参考的形式引入本文中。至少一些测试还可以用于确定例如孔隙压力和渗透率的参数。例如，测试可以用于最大化在合理的时间量之内获得拟径向流动的可能性，这可以使得能够如SPE39407所描述的使用小型压降技术在井内的几个点处获得孔隙压力和渗透率的评估分析，其已在前文以参考的形式引入本文中。 [0079] 可以在原生储层部分中实施测试，因为在从可能典型地具有较低渗透率的阻挡层区域获得渗透率时可能存在小值。此外，这些低渗透率可能引起过多的时间需求来获得需要执行小型压降分析的拟径向流动。封隔器之间的区域可以最小化，用以减少在闭合期间到裂缝中的额外流动的影响。最终，因为多个注入可能导致对需要的压力瞬态特性的遮蔽，因此可以在每一个感兴趣的位置处执行单个注入。如果执行额外的注入，这可以在评估中考虑。 [0080] 可以执行多种确认用以减少或防止错误。在一些情况中，进一步的分析和/或测试可以用于确认测试适当地表征了特定情况中的参数，例如在包括多个闭合和/或页岩的情况中。例如，可以确认闭合点用以防止将早期闭合事件错误解释成代表最小应力，且这个错误解释可以进一步导致流体效率和因此的相对渗透率的错误假设。例如，如果确定闭合压力的测试可以基于非常早期的闭合事件，可以将结果解释成大约30%的流体效率。效率的这些低值可以不适当地表明低的渗透率岩石，而不是具有多于大约80%的效率的页岩的渗透率。 [0081] 可以提供额外的指导用以处理可能在某些应用中或在某些条件下发生的潜在差别。例如，额外的指导可以用于执行小型损坏和分析小型破裂。额外的指导还可以处理测试时间。当由经电缆运输的工具执行注入测试而获得测量时，可以将测试时间限制到给定的期间。可以将时间限制设定在给定的期限下，例如，用以防止井眼中工具被卡。在另一个实例中，可以执行测试用以确定是否存在还未被观测到的高几率的额外闭合事件，同时最小化过多的压力监视时间。 [0082] 还可以提供额外的指导用于地质学参数。在一些情况中，地质学参数可能影响测试结果。一些地质学测试可以用于评价例如页岩的特定地质学地层如何影响地质学参数，例如热成熟度、矿物学、有机丰富度以及临近的地层，例如含水的那些。可以使用例如电缆测井的常规技术来获得这些参数。 [0083] 还可以提供额外的指导用于材料性质参数，例如，孔隙压力和渗透率。在一些情况中，例如渗透率和孔隙压力的某些参数可能在例如页岩的某些条件中表现不同。可以使用常规的取岩芯测试获得渗透率。天然裂缝的存在可能有助于总系统渗透率、应力幅度、以及容纳裂缝的能力。 [0084] 在例如页岩或其它条件的一些情况中，可以使用多种不同的技术利用岩芯样品来测量渗透率。基于这些岩芯样品，可以确立孔隙度渗透率关系，然后其可以用于对沿着井眼的渗透率确立粗略的指导。在一些情况中，获得岩芯可能是不实用的。如果可能进行岩芯提取，在提取期间，可能改变岩芯的性质或者可能毁坏岩芯。可以将岩芯携带出它的原位环境，放置到原位环境为执行测试的测试点的实验室中。伴随着某些不确定性，岩芯的测量可以提供基质渗透率，但是可能没有考虑可能导致大于基质渗透率的总系统渗透率的天然裂缝或其它次生孔隙度的影响。 [0085] 还可以提供指导用于天然裂缝的存在性。有几种方法来确定这些裂缝的存在，例如使用3d地震工具，其可以使用例如蚂蚁追踪或甚至地震逆转换的技术来拾取裂缝。工程师还可以使用传统的测井技术（如成像测井）来探测裂缝或声波测量用以推断裂缝的存在。这些技术可以用于确认或否认裂缝的存在性，并且在一些情况中，判断这些裂缝的有效性。 可能需要进一步的评估用以确定裂缝是否开口以及开采与否，或者它们是否互相连接。评估天然裂缝和它们的潜在不确定性的能力可能影响系统渗透率的值。 [0086] 关于孔隙压力，地层孔隙压力可以用于确定气藏量，以及用于校准应力和开采模型。在涉及非常低的渗透率和孔隙度的情况中，例如在一些页岩井中，孔隙压力可能难于获得。井测试和裂缝注入测试可以用于产生孔隙压力的估计。但是，可能需要大量的关井次数用以获得孔隙压力的值。 [0087] 还可以提供指导用于应力测量和裂缝容积。这些参数可以使用声波测井来产生。使用连续的剪切测量和压缩行进次数，可以计算泊松比的估计值。采用这些数据，调整孔隙压力和构造学，可以得到原位应力的估计。这个估计可以通过使用例如斯通利波测量或其它声波测量来获得，用以解释由页岩中的薄层理(bedding)引起的各向异性。在上述情况中，可以做出多种假设用以计算应力，即构造学和孔隙压力，其在给定的井中可能并不确定已知。因此，为了来自声波测井的精确应力幅度，可以通过一个或多个直接测量对测井结果进行校准。 [0088] 原位应力测量可以通过执行微压裂测试来获得，例如使用图1.1-1.3的电缆增产工具。在给定的实例中，可以执行测试用以获得闭合压力的测量值，以及裂缝方位，用以进一步改进页岩储层中它们的液压压裂模型。井眼中的应力可能支配裂缝将如何引发以及从井眼向外如何传播。因此，对应力的认识可以用于确定新活动的可行性，以及在油田的早期开发阶段中优化完井。其它主要参数，例如渗透率、孔隙压力以及次生孔隙度的存在性，也可以使用这个电缆增产测试仪来获得。 [0089] 获得渗透率、孔隙压力以及应力的特性的一个方法是通过使用SPE139067中概述的注入/压降测试，其已在前文引入本文中，其中，在压裂之前，将一定体积的流体(例如从大约10到大约30bbl)注入到水平井的脚趾(toe)阶段。可以监视压力且使用G-函数分析对下降进行分析(参见例如SPE107877，其已在前文引入本文中)，以及在闭合分析方法之后，最终导致在那个脚趾阶段处获得水平应力的状态、储层压力和渗透率的估计。这可以用于在井可能闲置的时间期间采集额外的数据。 [0090] 可以由地表监视压力，且可以计算井眼存储的影响和静水压头的不确定性以及对底部井孔压力测量的任何附加错误值。还可以处理裂缝高度以及注入到地层中的体积的确定中的潜在不确定性。通过使用如SPE38676中描述的小型-压降分析（其已在前文引入本文中），可以从这个分析获得传导率的值(kh/μ)。还可以获得储层流体粘度(μ)的估计值。但是，可能需要进一步的分析用以获得裂缝高度。 [0091] 在一些情况中，可以执行调整用以处理潜在错误或用以调整以适应可能涉及有限裂缝高度的特定应用。例如，不像常规的储层，例如页岩的某些地层可能包括很多不同矿物学的薄片层。在上述情况中，可以假设竖直渗透率是可以忽略的且可以考虑由裂缝接触的储层的这个部分。就是说，可以用于确定k的最大高度是在泵送期间获得的裂缝高度。例如这可以在水平井眼中通过两个方法来获得。 [0092] 第一，可以使用微地震压裂监视的一些形式，其可以给出在何处岩石已经损坏(其可以与裂缝高度相关联)的直接测量。在一些情况中可能需要第二方法，例如，这可能不是实际的解决方式、工序过于昂贵或可能包括注入可能导致裂缝不良表征的小体积的一些不确定性。可能使用的第二方法是用于预测获得的裂缝高度的裂缝模型。这可以涉及对在裂缝起始发生点处穿过储层的地层部分的地层机械特性的认识。在这不可能精确地获得的情况下，例如，在一些水平井眼中，可以使用邻井数据。 [0093] 在另一个实例中，可以针对夹点的出现进行调整。即使裂缝可能穿过几个区域向上开口，但水平应力的差别以及渗透率的差别可能引起裂缝的某些部分在其它部分之前闭合，其可能隔离可被测量的瞬态压力，使其成为明显小于由裂缝接触的区域。此外，可能不能精确地对与瞬态压力连通的储层部分的高度以及注入到储层部分中可能影响模型结果的流体量进行建模。可在评估中考虑这些和其它条件。 [0094] 增产操作 [0095] 图6描述了执行增产操作的方法600。可以使用前文描述的电缆增产工具100.1、100.2、100.3来执行该方法。该方法包括672-对层段射孔、674-将电缆增产工具布置到井眼中、676-隔离井眼的层段、678-将流体注入到层段中、680-在注入层段中期间收集压力测量结果、682-控制层段中的流体压力、684-对地层的裂缝成像、685-获得岩芯样品、 686-基于压力测量结果产生裂缝闭合、687-基于裂缝闭合和小型压降测试产生传导率、 688-由传导率和裂缝几何特征产生系统渗透率、690-比较测量的井下参数、以及692-在一个或多个位置处重复该方法。 [0096] 产生井下参数可以涉及执行压降测试、执行小型应力测试、产生瞬时关井压力、以及产生闭合压力。产生裂缝参数可以包括产生传导率和产生裂缝间距。本文的指导还可以在产生这些项目中使用。 [0097] 任何实际实施例的开发，可以进行大量的实施方式--特殊的决定用以实现开发者的特殊目标，例如遵从系统相关的和商业相关的限制，其可以在一个实施方式与另一个实施方式之间改变。而且，将理解，这样的开发努力可能是复杂且费时的，但将仍然可以是受益于本公开的本领域技术人员的常规的任务。 [0098] 说明书和实例仅仅为了说明本发明的优选实施例而呈现，而不应该被看作对本发明的范围和适用的限制。虽然本文描述的本发明的组成包括特定的材料，但是应该理解，组成可以任选包括两个或更多的化学上不同的材料。此外，本文使用公开的成分还可以包含一些除了已经引用的那些组分之外的组分。在本发明的发明内容和该具体实施方式中，由术语“大约”修饰时（除非已经清楚地这样修饰），每一个数值应该被理解一次，且然后当没有这样修饰时再次理解，除非文本中另有指示。同样，在本发明的发明内容和该具体实施方式中，应该理解，列出或描述的有用的、合适的、或近似表述的浓度范围，旨在表示该范围之内的任何以及每一个浓度，包括端点，这应被视为已阐明。例如“从1至10的范围”应被理解为表明沿着大约1和大约10之间的连续区间的每一个可能的数值。因此，即使在范围之内的特殊数据点、或者甚至在范围之内没有数据点被清楚的标识、或仅仅涉及很少的特殊点，应理解，发明人领会且明白在该范围之内的任何和全部数据点应被认为是已经被精确确定，并且发明人具有在该范围之内的整个范围和所有的点。 [0099] 虽然上文中只详细描述了少数的实例性实施例，但对于本领域技术人员来说将很容易理解，在实例性实施例中很多修改是可能的而不在实质上背离用于执行井眼增产操作的系统和方法。因此，所有这样的修改旨在被包括在下文的权利要求书所定义的本公开的范围内。在权利要求书中，装置-加-功能的语句旨在覆盖本文中描述的结构为执行所述功能，且不仅是结构上的等同物，也是等同的结构。因此，虽然钉子和螺钉可能不是结构上的等同物，因为钉子采用圆柱的表面将木制部件固定在一起；而螺钉采用螺旋的表面；但在紧固木制部件的环境中，钉子和螺钉可以是等同的结构。除了在权利要求中与相关功能一起使用了词语“用于”表述的情况外，申请人的表述旨在不援引35U.S.C§112、段落6来对任何权利要求进行任何限制。 |
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