SPE 91755
在成熟致密储层寻找加密钻井潜力的快速方法
L. Guan, SPE, 德克萨斯大学和新墨西哥采矿和技术学院
摘 要
加密钻井在提高油层油气恢复上起到一个重要重要作用。但是定量法在加密钻井生产烃类领域时是一个尖锐的有挑战性的问题，岩石质量有比较大的可变性，对井间距，完井作业，和大部分井来说都是棘手的。同时，随着对能源和可用油的逐渐增长的要求以及天然气价格的增长，世界越来越的领域应用填充钻井。对一家公司来说有数百或数以千计的侯选填充是罕有的。对很多高分子烃领域通过完成整合水库研究来说是非常耗时和昂贵的。
这篇著作提出一个可选择的方法在高分子烃盆地进行水库研究来找出加密钻井是可能的。这种方法能够在数周内甚至数千口井当中很快的评价可行的加密钻井。一些领域提供例子示范在天然气盆地中这种技术的主要优点是它的速度和仅依靠在特定井位之上和生产数据。
介 绍
在21世纪传统的方法石油和天然气供应开始耗竭，世界要求用非传统的方法来增加生产以适应需求的增长。保证高产，节约，环保，平稳的供应天然气的方法之一是在非传统的，低渗透率的，高分子发展极大的气藏。虽然在非传统的，低渗透率的，高分子气井的平均生产率很低，他们在石油工业中扔起着很重要的作用。依据2003发行的IOGOC调查，1.高密度气井表现10%的天然气生产结实在2002年的43%的天然气生产方面的全部提高，和2002年在全球陆地石油生产下降的情况下石油生产增长7678000桶。但是低渗透率井生产不是由大的石油公司来进行，在很多方面，是由小的自由工作者。研究是生产那些低渗透油藏的关键，然而，那些小的私人生产者没有发展特有研究方案的打算。尝试面对这个另人畏惧的任务钻数百口加密井在一个气藏。许多生产者依赖非常简单的分析来选择加密方位。这常常导致在错误的位置钻井。但是更糟的是在观察比期望的还少的填充性能的条件下，很多私人生产者轻易的放弃加密钻井并且这样会失去重要的时机。在初始发展时候之后钻附加的加密井在高分子储层的石油和天然气的增产中起着重要作用。2.一般来说，储层异质和层连贯性会被井间距改变。加密钻井缩短烃领域的井间距并且提高井的连通性。吴等一些人报告他们的研究成果关于影响在西德克撒斯碳酸盐储层钻注水恢复加密钻井。他们的研究表明了在注水和井间距之间的相互关系特定程度。最近，随着能源要求的增加和有用石油和天然气价格的增长，世界上越来越多的领域都经历加密钻井。虽然储层管理的进步在帮助石油工程师高度有效的描绘好储层提供烃分配的非常清晰的照片。先进的描绘技术工作者选择最好的位置加密钻井使井布置最优化。但是当面对数百口或数千口发展中井的加密井的一口是会发生什么事？通常，在密实的烃领域一家公司有数百或者数千填充侯选者去选择是很正常的。
发现致密储层加密钻井的快速方法。L. Guan ， SPE ，德克萨斯 A&M 大学和 Y. Du ， SPE, 新墨西哥采矿和技术学会。通过空隙度和渗透率构造和校准一个地区的储层模型，然后预测将来的生产和潜在的产能。尽管那样可能是正确的，但是这种方法耗时而且昂贵。对于某些大的低渗透大数据组复合地层天然气盆地来说，这种昂贵切耗时的对常规储层需要条件评估研究是不被接受的。作为一个引导其他可能完成方式的研究，不同的研究者通过经验或统计分析将井的可变性能进行论证。特别的是，麦肯用了统计，移动构造窗的方法判定填充联合体，低渗透气藏的潜能。不久后，Voneiff和Cipolla应用了一个相似的方法进行井位和生产资料在丘陵地区重新完成和填充潜能分析。Guan et al.13-15首先评价这个可选择的方法精确性。这项工作的目标是推测这个方法为在低渗透气藏选择填充侯选井的精确性为这个快速的方法指导方针。很多领域的应用在会在这骗文章的结素进行讨论。
方 法 论
这项工作的快速方法是Voneiff和Cipolla描述的活动窗口法的延伸，这种方法由很多类似的本地分析组成。
如上图，这个快速方法的图表表现出这个窗口怎样移过交叉区域。小的蓝色圆圈是井位并且大的圈是可活动区域。
这个项目中，在每一个活动的区域的分析是很严格的，以模型为基础。这个模型是在结合材料平衡等式和流动稳定状态平衡等式的基础上，被简化的在每一个单独的活动区域很多是恒量。应用在每一个窗口的结果导致线形衰退平衡。
在这种严格的情况下，以模型为基础的方法，BY在这个稳定的流动模型被用作为生产速度代理。BY，就是连续完整的12个月的产量除12，这些在图1中有表现并且经联系长期的生产被证明。在图3中，VBY，是BY油Virgin公司在井中的应用。消耗效果被藉由计算移动
那被每次当地区域在使用 2D 的消耗之前复原被对好的开始日期。 VBY 为 pseudosteady 州流程相等的 kh 被当作一个代理使用。 在这一个方法中，好的间隔为排水区域被当作一个代理使用和是在每个很好地基于好的位置周围从 voronoi 多角形的区域计算。
每个窗口的衰退系数是由每个窗口的井参数恢复决定。这些窗口限制在3000 英亩，并且一般包含5到20口井。如果窗口中的井数少于最小值，全局衰退将会代替局部衰退。
一旦每个窗口的这些衰退平衡系数被确定，填充井的性能被评估通过适当的侯选填充井条件评价。分析的结果是一个新填充井偏置法BY预测每一个现有的井。可动领域技术的主要优点是它的速度和它的依靠井位和生产数据。它是通常过去一直执行装入审查计画的研究有 1000 年代涌出而且能用来评估一在一些整个盆地。
渗透性测试区域的产生和生产数据的放置
我们在加拿大选择一个有100口井的真实区域用于井间距的现实的分发和这100口井的第一手生产资料。为实验合成人造生产资料，我们首先在一个天然气藏模拟器中进行渗透性分类。为了研究异质的影响，我们列举4个例子，一个相似的储层和3个不同的储层，定义规格为54*54*1。这四个例子平均渗透性是相同的，0.2md。例1是相似类型的储层，例2-例4，我们用一个对数正态的分类来产生一个基础任意的渗透性领域。
为了得到异质程度不同的领域，我们用迅速的渗透性平均分类，用不同的均分领域均分2-4例。油藏变得非常严重的非均质性随着这种情况的增加。井的数量和存在位置，孔隙度，油藏压力，表皮，和油藏流体特性对四个例子都是同样的。
我们下一步进行模拟100口油井的生产历史，其应用移动主导技术来评价实际井的生产动态。油藏历史包括井开始在不同时期大约接近40年的方法来代表实际钻井。
方法学的确定性
精确的方法来确定如何用快速方法来描述实际井的生产动态，那是第一必要的来确定实际井的生产动态从模拟装置中。为了做到这个，我们设置一口新井在第一网格和作1年的注入，从历史年限来看，来确定生产能够得到一口新井在这个位置处。然后我们在这个系统中重复每个网格，由此能够得到一个地图，或者分布图，在油藏中所有可能的网格由于一口新井而产生的附加生产。
从模拟装置中评价实际生产动态是一个基础，那第一个方法的结果是一口井的基础。因此，必须将那模拟结果修改为井的基本原则。在做这个之前我们首先决定，为每一口井，由所有模拟的单元井组成的区域优于任何一个单独的井，对于那些极大的井，我们限制了圆形区域的搜寻半径大约符合到被用于快速的方法分析， 3,000亩英亩的最大的搜寻区域。 图 4 举例说明有计划的好区域。 下一个步骤将计算一新的-对于来自个别的细胞价值的每个区域的好累积的生产。 我们用那
算术平均新的好被在所有的细胞之上在每个井的模拟区域中当做标准对于比较而且带了它当做那从模拟被计算装入。
异质的影响
异质的影响取决于这种快速方法精确性的评估，我们对快速方法和模拟储层进行对比。我们对比在每种情况下填充最佳年份评估被证实与长期生产关联的很好。因此，通常被看作是这种快速方法有生产潜力的证明。
展示这种快速方法的平均填充能力和异质储层的仿真的不同程度的结果。尽管在评估单独井填充性能有较大的误差，但是这种快速方法预知填充井性能很准确。平均错误误差是-11.2%到2.3%并且图5对第2种情况下进行了对比。
这种快速方法的出现为填充井的性能提供一个保守的评估。对于所有的情况来说，对于平均填充性能的评估即非常准确又在模拟的价值之下。那是很明显的，储层变成种类更多，填充井性能更加分散。
平均渗透率的影响
1到4的平均平均渗透率是0.2md。决定了平均渗透率在评估结果中的影响程度，我们也会运行另外一个相似的储层。我们使平均渗透率增长到1.0md并且与0.2md的情况相比较。
在第一种0.2md情况下，这种快速方法的填充的平均值是513MSCM/M并且在仿真情况下的填充的平均值是543MSCM/M。因而，从平均水平上看，低估了填充能力大约6%。这个小错误是显著的，考虑到储层经理了损耗导致12%的生产能力降低。
但是对于1.0md同质的情况来说，这个错误增加使评估变得更加分散并且许多井在模拟价值上有超过50%的不一致。这种快速方法低估了在某种情况下25%的填充能力。这个大的错误归结于较大的损耗，1md的40%只有当渗透率和其他储层参数都相同的情况下。
研究区域的影响
这种快速方法局部研究区域的默认价值是3000英亩。为了找出研究区域的影响。我们在第3种分析情况下划分出1000到1200英亩，结果体现在图6。
小尺寸区域内的结果比整体的结果高。一般说来，在一个比较大区域的道具比在小道具区域的储层道具有很大的变化。这些结果显示，如果区域尺寸超过3000英亩。填充条件的相对误差开始增加的很明显。
从这项研究我们可以知道，研究区域的尺寸对于这种方法的评估精确性有很大的影响。当我们在有个新区域开始研究时这个最适宜的研究区域尺寸应当首先确定。
我们还应当注意有关图6中相关研究区域的尺寸，但是我们不知道是什么原因导致的。然而我们知道这种2000英亩的研究区域与第3种情况的分类很相近。
因而，表明这个研究区域应当少于或于渗透区域相关长度相等并且这个区域是最合适的相关长度。从地质学上说，研究区域应当足够小来避免较大的地方性储层道具的变化。然而，统计学方面来说，它必须要足够在一个窗口区域有很多口井。
井距的影响
这种快速方法在数据处理时要考虑最初的井间距和当前的井间距。当前的井间距通常被看作地区排水的代理。我们要确定井间距在移动领域技术的预算结果的影响。但是100口井的间距在四种情况下我们操作的是不相同的。它不同于100口井区域的井间距绘制。
为了研究不同井间距的影响，我们划分另外的四种与其渗透率相近和井的排列相同的情况，结果表明井间距在这种快速方法的评估精确性上没有很大大影响。
填充井数据分析的影响
这部分研究的目的是确定时间差异在填充井时和井生产出产品时最后数据在我们研究区域对研究结果的影响见图7。
图7中的2条线开始时不是十分大但是随着时间而增大。表明最精确的填充井评估时间填充钻井后的周期不久。
井数的影响
从分析中我们知道这快速方法评估会是对单独井是非常快速的。所以、排列加密潜力在特定作业地点的缩写必要地屈服最好的全面的结果。贫瘠的井，价值评估好的井，有待于开发而且高产的井，价值评估低的井或许不会被开采。但是好像这种快速方法在评估一组井的加密性能时起到很好的作用。所以当我们使用这个技术到评价加密钻潜力时我们将调查井群的加密钻井程序。
关等人研究对于数口井的这种影响。在图8中的结果证明那变化性的那预期平均值加密水井性能随井数的变化而变化。
在一些情况下，因为错误的报告努力想解释为什么这种快速的方法不能精确的预言加密井的性能对于某些独立井来说，我们仔细检查这些评估方法估计过高或低估性能超过50%的井。
首要的预报错误的原因是不平常的渗透率变化。例如这种快速的方法将会低估一口低渗透加密井的的偏移量，如果有一个高渗透率位于附近而不是低渗透井。这种快速方法是以分析井位和生产数据为基础的，如果没有井开采在高渗透率地层。
Milk河。Milk河是浅的在加拿大西方形成的气藏沉积盆地，他的发展依靠160英亩空间。Hudson 提供了最后一个统计学方法用以在很短的时间内确定加密潜力。他们觉得那里可能遭遇空的储层因为那条河形成了一条900米200000英亩的研究区域。在确认这个方法由最近完成的井的生产性能的历史拟合之后，他们使井的质量与原始井密度相关联。
讨 论
以上表明这种快速方法在语言一组井的加密生产能力时很准确。因此当我们使用这种技术评价加密钻井的潜力时我们应当把这项技术应用在一组井中。当我们使用这些技术时，我们可以把一块地分成几个小的区域来对该区域进行能力评估。
在我们研究的基础上，我们建议使用这种快速的方法。在这种情况下，传导传统思想是不可能的在移动区域技术。这项结果将告诉石油工程师在未来的研究中什么地区需要放更多的注意力。在对这项技术研究的基础里我们发现有一些局限性。
当我们发现新井的这个性能比旧井的遭，我们不知道是否是要耗尽或者是石头质量的变化引起生产井中的塌。此外，这个改变发生了并且产生了变化生产技术超过很长的时间设计也会做。
图10准确的表现了结果。平均储层已经长药力20%在1991年。表面上，技术改变这个领域的损耗影响。
第三个限制是这项技术每个区域都要有一些井,而且在生产的期间要求有充沛的流量.仅当这是真实的情况,才能准确的估算出冲击区和每英亩补充的.然而,在某些低渗透的存储区要9到14年去寻找高流区.这样我们不应该应用流动区域技术在某些短开发时间的气田,比如是少于10年。
这项技术是在物质平衡和垂直井状态流体运动方程为基础的。垂直井的状态流体运动方程和水平井的状态流体运动方程是有区别的。因此，如果在储层中钻水平井，移动领域的结果可能是不精确的。
这项技术主要发展用于气藏中的单项流体，我们不知道这项技术在多项流体的条件下的精确性，比如气藏中的生产水或者油藏中。
结 论
在这篇文章中我们系统的评估在大的气藏中一种钻加密井的快速方法的精确性，在参量敏感性研究之后，讨论了这种方法的优点，缺点和地区应用。具体结论如下。
1.结合这篇文章，加密技术的预言结果和模仿结果非常的相近，这表明这种快速方法趋向于低估加密钻井潜力，提供了一个保守的估计。
2.加密井预言的精确性，即对单独的井又对一组井，减退非均质性增加，并且在组增加中和井的数量相关。
3.这种快速方法的研究区域通常渗透率与储层渗透率很接近或者低于储层渗透率。
4.这种快速方法的估计错误加密新的日期不同于新加密井的数据和最终加密井的数据。这说明最竟区的估计时期为加密井或是在加密井之后不久。
5.这种快速方法的主要好处是他的速度和它依赖好的井位和生产数据。它可用于数以万计的项目的加密研究，并且可以使用评估一个储层。
