简介:在上个十年左右,随着钻井、压裂和完井技术的进步,以往不具经济性的油气资源得以开发,非常规页岩油气资源在油气生产中发挥着越来越大的作用,分段压裂技术已经在北美非常规油气资源的开发中得到了广泛的应用。在这个时期,完井技术在不断进步,最早出现的是桥塞分段射孔法(PlugandPerfmethod),后来又出现了球座尺寸渐小的丢球打开式滑套法(multipleballseatsizeactuatedslidingsleeves)。但这两种方法都有缺陷,前者需要多次重新返回已钻井眼和开展铣钻作业,而后者的压裂段数有限,因为球座的尺寸需要逐渐变小,而且在完井后可能还需要铣钻球座,以便消除流动障碍(Wozniak,2010)。由于这两种方法存在这样的缺陷,业界一直在努力研发高性能的多段压裂完井系统,现在市场上已经出现了可以替代上述两种方法的新型完井技术。最近业界已开发出了3种无限制的多段压裂系统,在需要的情况下,它们可以用水泥进行固定,具有全井眼内经(ID),或者说在压裂后与管柱(tubularstring)尽可能接近,而且不需要进行铣钻作业,因而缩短了总体完井作业时间,提高了压裂和生产效率。它们分别是:(1)挠性管(CT)操作的套筒:这种工具结合了井下钻具组合(BHA),用于封隔目的层,打开套筒,沿着挠性管/套管环空向下开展压裂作业,套筒的数量几乎不受限制。(2)改进的丢球启动式压裂工具系统:每个压裂段都采用同样尺寸的球和球座,压裂的段数几乎不受限制。(3)射频识别(RFID)压裂套筒:简单地在完井管柱中放入RFID标签即可,采用RFID压裂套筒系统进行作业时,压裂的段数几乎不受限制。文中将回顾这些多段压裂完井技术的研发,详细描述以往压裂系统所不具备的独特特征和性能,介绍基于定量对比方法
简介:多级压裂增产处理的实施和优化仍然是非常规油气资源商业性开发中最关键的一个步骤。最近发展起来的并经过现场测试的两项新技术为压裂作业带来了巨大的变化,它们分别是无缝衔接式射孔(1ust—In—TimePerforating,lIPT)和自主完井系统(AutonomousCompletionSystems)。尽管无缝衔接式射孔已是一项比较成熟的技术(在科罗拉多州Piceance盆地已经得到广泛应用),但它在水平井中的运用却是近期才开始的,有望改善单段增产处理的效果,有效降低功耗,减少所需的压裂桥塞的数量,增强水资源管理的灵活性。此外,埃克森美孚公司正在大力发展其拥有专利权的自主完井系统,有了这个系统,就无需采取管缆操作的采油井下工艺措施(如铜缆、挠性管或牵引车等),使得地表设备的使用效率达到最大化,此外也不再需要润滑器、起重设备、额外的人员和车辆,同时增强作业的安全性。本文展示了在完井技术发展过程中近期取得的一些里程碑式进步。最近通过一个综合性的先导试验项目成功地证实了无缝衔接式射孔技术在水平井中的适用性,这个项目涉及30多口井,1400多井次的单段压裂施工。同样,自主完井系统的应用范围也可以拓展到射孔作业系统以外。此外,自主完井部件都是高度易碎的,不需开展回收作业。这些技术的应用有望改善油气业界现有的多级压裂方法的设备使用效率和操作灵活性。
简介:模糊逻辑和其他相关“软”计算技术的理论和应用最近有了快速发展,为在以自然语言表述的知识基础上开展模拟开辟了新的途径。对于一般的沉积学模拟和具体的地层模型,基于模糊集理论的模糊逻辑系统都能提供真实的沉积分布特征。本文有两大目的:(1)介绍模糊集和模糊逻辑的基本概念;(2)在日益复杂的成套沉积模型中使用这些概念。这些沉积模型在时间和空间的标度上是变化的,因此要模拟沉积物的分布体系可以使用模糊逻辑系统。本文要介绍的模型有:(1)最近8万年海平面变化过程中的礁发育二维模型;(2)海平面变动或稳定条件下的泛滥平原三维假想模型;(3)加勒比海大巴哈马滩碳酸盐沉积物产率的二维模型;(4)美国死谷中部盆地化学和硅屑沉积物深部岩心的沉积相复原模型。这一死谷地区的模型使用了与自适应神经网络相结合的模糊逻辑系统的“学习功能”。用模糊逻辑模拟沉积特征的地层模型,一般都能以自然的地质变量模拟地下的沉积相分布(不仅仅是沉积水深)。这为地下地质学的统计模拟提供了另一种方法。对于地质家而言,这种方法与需要解成对微分方程组的复杂模型相比,在计算上显然更为有效和更为直观。
简介:富有机质页岩的地球物理描述涉及地质和地球物理力学参数的间接估算。地质参数包括孔隙度、粘土含量(V粘土)以及总有机碳含量(TOC)。重要的地质力学参数包括天然裂缝和可压性(岩石水力压裂容易程度)。除了各种工程因素,可压性还取决于以下地质因素:原地应力(垂直有效应力和最大及最小水平有效应力)、孔隙压力、脆性和岩石强度。在井场,我们有时可以获取完整描述目标页岩层的足够的测量数据,但远离井场时,常常没有足够的实际测量数据,因此岩石性质往往是不清楚的。另一方面,地震数据通常可用于岩石的波阻抗(AI)和Vp/Vs比值的估算。如果地震资料品质足够好且工区的面积足够大,那么有时还可以估算岩石的密度,此外还可以估算各向异性弹性,但这些测量结果都会存在一定程度的误差。由于页岩储层非常复杂,岩石性质参数的数量相对较多,而且现场可独立获取的信息也有限,导致岩石性质的反演结果常常不是唯一的。
简介:以往几十年间,页岩气已成为越来越重要的一种全球性天然气资源,美国尤其如此。据Polczer(2009)和Krauss(2009)预测,页岩气开发将在全球范围内大面积推开,到2020年北美地区的天然气总产量有望一半来自页岩气。由于页岩储层基质渗透率极低,因而页岩气被视为非常规天然气资源,这类资源的开发需要由裂缝为天然气提供流入井筒的通道。由于页岩气地质储量的定量计算和流动特性的识别都存在很大的不确定性,页岩气藏最终开采量的估算需要有新的方法。文中介绍了估算页岩气井最终开采量的4种方法,其中包括2种经验法(常规的和改进后的递减曲线分析法)、解析模型法和数值模型法。这四种方法在美国四个不同的页岩成藏层带内得到了应用(巴奈特、海因斯维尔、马塞勒斯和伍德福德)。
简介:断层封闭是控制油气聚集和圈闭体积的重要因素之一,对开采期间油藏动态有重要的影响。因此,断层封闭是勘探和开采中的主要不确定因素。本文介绍评价断层封闭油气的地质风险的系统框架。如果断层变形作用形成隔层封闭或断层相对于储集岩并置封闭岩石,并且断层其后不再活化致使油气注入圈闭,那么断层是封闭的。根据这种原理,断层封闭的综合概率可用下式表示:断层封闭的综合概率={1-[(1-a)(1-b)]}×(1-c),式中,a,b和c分别表示变形作用封闭的概率、并置封闭和断层活化负载。这个关系式为综合评价断层封闭风险提供了依据,其断层封闭分析的主要参数被引入标准勘探程序中,以便估算地质成果的概率。对每个远景构造而言,利用断层封闭风险网可以使断层封闭综合概率显现出来,通过建立勘探风险网剖面,断层封闭风险网可对成功或失败的实例进行快速比较。断层封闭在各个方面的不确定性(U)和信息值(VOI)对断层封闭总风险的影响可以通过建立信息网和关系式U=[1-{(∑nw)/n}]×100来确定,式中nw是每个数据网参数的给定值;n是数据网格的数目。例如,评价断层活化风险所需的数据网格包括地层主应力的方向和大小、孔隙压力、断层结构和断层的地质力学性质。澳大利亚西北大陆架丹皮尔次盆地阿波罗远景构造的风险评价已作为研究实例被提出来。阿波罗远景构造的断层封闭风险评价对10~100ft油柱和体积概率进行了综合研究。阿波罗远景构造的断层封闭风险评价的主要参数反映的是岩石崩解带断层(泥岩断层泥与断层泥的比值很低)维持油柱日益增大的能力。在对阿波罗单个断层进行断层封闭评价时,取a=0.3(油柱为10ft)和a=0.1(油柱为100ft),b=0.2和c=0.1。当油柱10ft时,阿波罗圈闭边缘的断层封闭的总概率为0.4或40�