渠源/iNDIGO
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前言
感谢您的关注,最近一段时间没有推送更新,我也一直在思考要怎么在这样的平台上做更多内容更丰富的分享。借此角落,首先回复几个问题。
会继续更新这个系列吗?
当然,我会继续更新这个系列,届时还将做更多新内容的推送。同时,我还计划引入多媒体内容来帮助我解释更多技术和研究中的思考。
我在公众号中留过言,但是没得到回应,是你没收到吗?
感谢您的留言,留言我都有看到,因为时间成本的问题,不太可能一一作答,我会尽我所能把共性的问题一一回答,同时,我希望能得到更多尊重别人时间成本的有质量的问题,感谢您的关注。
你是出于什么考虑写的这个系列?为什么要写这个系列?
从2012年,微信开始加入公众号这个功能之后,很多人开始在这样的平台里表达自己的见解。从我的观察来看,从2014年起,陆陆续续有许多人开始做起了石油工程、石油工业、石油技术类的公众号内容。在我看来,几乎所有有关石油工程类的内容,几乎都是在传播与技术没什么关系的信息,从来没有人告诉你什么是真正的技术以及技术背后真正的思考。你可以抱着手机看一天与石油工业相关的内容,但什么都学不到。我也一直在想,这里到底发生了什么。
从一个工程师内心的角度来讲,是谭维维在《我是歌手》第三季第6集登场时的一个采访段落给了我答案:
以前我经常说一句话,别人能不能听懂我的歌?
无所谓,因为我要做我自己。但我现在真真切切地说,再怎么样去孤芳自赏,它是孤单的,我想与人接近,我想我的音乐与人接近。
我现在写的这个系列的内容,以及我之后会更新的更多方面的内容,不是因为一定要在写作题材方面做更多的超越,这也不是一场比赛,而是要在做好一个石油工程师这件事上做永无止境的达阵,而又是什么激励了我?是下面这个视频当中叫作 Rob Gronkowski 的新英格兰爱国者队的87号明星近端锋激励了我。当他面对防守队员的擒抱和阻挠时,他选择的从来都不是护球倒地,而是肩膀上挂着两三个人做永无止境的达阵。
接前文,非常规资源开发中的先导试验项目
在前文中,我有提及
我们知道,传统油气藏的开发比较依赖生产工具的使用以及油气藏动态模型对不同区块中的不同井的产量预测。而这些预测的结果源于压力、流体性质、基质或总体渗透率,还有孔隙度、水饱和度,相对渗透率以及对于地层总体岩性的判定。这些油气藏模型主要用于预测油气井的生产情况,包括油气井生产的产量曲线,产量平台期、产量递减期以及一些特定开发情形下的产量。而这种相对容易量化的井产量预测结果就可以反过来用在对该项目的经济性评价上,可以使投资者获得关于该项目投资前景和投资可行性的有效预测。
而常规储层模型在这里的应用非常有限,
我想说的是,这些在致密储层中是完全行不通的,我也亲眼见过很多不懂行的领导在根本没有对非常规开发有足够的了解的情况下盲目地给下属布置任务,甚至用错误的结论忽悠客户。
开始先导试验所需的重要信息
一旦我们确认了非常规油气的存在,或者在常规油藏钻进中发现了非常规资源,或是通常在潜在的区块中钻勘探直井等方式证实了非常规油气的存在,我们就可以考虑开展先导试验项目了。
所谓的这些先导试验项目先于评价井,并且是基于多井的,主要是为了确定区块开发的潜力。如果储层较厚,例如,位于西落基山脉的区块或者英国Bowland页岩区块,我们一般会打直井作为评价井。但在页岩气的开发中,也有很多水平评价井,这些井的水平段会串连起很多薄的页岩段,通常为10到50米厚。我们通常也会这样做:先打直井段,在一定深度开始回填,之后再有目的的做侧钻,这也是一种评价井,而先钻成的直井段一般会用来做取芯,测井,划分层位,有了这些信息之后,我们就知道在什么深度做侧钻。
对于我们所谓的评价井,一般都会上增产措施,比如水力压裂,并且会做包括评价井水平段不同位置处的多段压裂。之所以对评价井使用这样的增产措施是因为:我们需要垂直于井眼的人工裂缝,需要了解造这些人工缝的诸多信息,来保障在相对薄的页岩段中做正常的井设计。使用带有水平段的评价井就是为了确定钻类似的井的最佳井方位角,以确保良好的压裂效果。
井的方位角应该与最小水平主应力方向平行。一旦我们选择的方位角与这个角度有一定差距,就容易导致近井筒人工缝的弯曲度(tortuosity)增大,这会增加支撑剂滤出的风险并且会降低井的初始产量,这是我们极力想要避免的。弯曲度(tortuosity)的概念不仅存在于钻井过程中,在水力压裂中也普遍存在,弯曲度大的水力压裂裂缝与井眼的连接会出现问题,导致裂缝的初始压开压力,破裂压力和裂缝扩散压力都增高。在井开始生产的时候,水平裂缝中径向进入水平井眼的流动不顺畅,会形成一定的高压降。
而至于正确方位角的选择,我们一般通过井下或地面的微地震监测来确认,通过这样的监测可以观测到水平方向上的裂缝的几何形状、取向和分布情况,确认它们是水平方向的裂缝并且都垂直于井筒的方位角走向。
而近年来,我们做的实践或者说是设计中,包括多个压裂流体系统,比如交联、混合和滑溜水,并且将其用于水平段的不同压裂阶段,这种方法已经被广泛用于北美以外地区的评价井。这样做是为了比较生产结果和不同的微地震事件,从而更好的理解哪种流体和压裂设计更加适合于当前储层。
我们非常希望从评价井短期的测试中获得生产数据,这样我们才能验证这个先导试验项目的成果,而对评价井做测井、监测和评价则提供了优化钻井和完井设计的重要信息,会帮助项目推进到新的阶段。
图中是Barree等人提出的非常规资源评价中的一个草拟的后期压裂监测计划图。
有了一口井的成果后我们会选择是否将其推广到多个评价井中做试点项目,而在多井试点项目批准进行之前,我们已有的可用数据可能包括:地震数据、地震解释和属性分析,通过垂直剖面和任何水平剖面的来自勘探井和评价井的测井(电缆测井或LWD)数据,取芯数据(一般来自于直井段),以及压裂早期阶段和试验生产时的生产监测数据。
对于岩芯的分析是重点,因为在水力压裂之前进行的流体采样不可能在纳米级的渗透介质环境中获得,而这就为测井数据提供了适当的校准。低TOC和源岩中吸附的烃几乎对测井数据没有影响,所以我们从测井数据中提取气体和水饱和度数据就变得很难。在水力压裂设计中做岩石力学性能精确评价还需要使用岩芯实验室的测试进行校准。
在勘探和评估阶段收集的数据已经足够帮助我们做出停止或继续开发的决定,当然,一般来讲,我们建议做更多的数据收集,尽可能做先导试验验证可行性。在这一阶段所需的确切数据将根据区块、具体的油公司政策和项目标准来收集,最重要的项目应当优先提到试点项目中做更全面的评价,这同时也是降低财务风险的考量。
上述过程中所提到的数据可能包括以下这些种类:
对油气显示、应力和脆性的三维(或二维)地震解释
矿物组成,包括黏土体积和种类
地质环境
有机质含量
渗透率
孔隙度
饱和度
预测油或气储量
弹性力学性能
岩芯-测井数据校准
孔隙压力
应力机制和破裂压力梯度
微地震监测成果解释
生产数据分析,包括初始产量
有了这些信息就足以确定非常规油气资源的范围和储层的生产潜力,这也是我们极力推荐要对非常规油气资源做先导试验的原因。
参考文献
Ahmed, U., Roux, P.F., Leung, E., and Gill, C. 2015. Hydraulic Fracturing Monitoring Technologies: Microseismic, Fiber Optic, and Tracers and their Interpretation. HFJ, 2 (1): 40–60.
Ahmed, U. 2014. Optimized Shale Resource Development: Balance between Technology and Economic Considerations. Paper SPE 169984 presented at the SPE Energy Resources Conference. Trinidad and Tobago. 9−11 June. http://dx.doi.org/10.2118/169984-MS.
Barree, R.D., Fisher, M.K., and Woodroof, R.A. 2002. A Practical Guide to Hydraulic Fracture Diagnostic Technologies. SPE 77442.
Bickle, M., Goodman, D., Mair, R., et al. 2012. Shale Gas Extraction in the UK: A Review of Hydraulic Fracturing. The Royal Society and the Royal Academy of Engineering. London, England.
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