Evaluation of Post-fracturing Fractures and Production Analysis in Yingxiongling Shale Oil
本文提出了一种综合性的分析方法，通过将短期压力瞬态诊断与早期生产分析相结合，旨在评估非均质性鹰胸岭页岩油储层中的裂缝演化、量化系统损伤，并优化管理策略以提高产能。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是对下方论文的AI生成解释。它不是由作者撰写或认可的。如需技术准确性，请参阅原始论文。 阅读完整免责声明
在西中国柴达木盆地高耸且多风的平原深处，地质学家们正在寻找一种被困在地球上最顽固岩石中的资源。这就是页岩油，一种被锁在细粒沉积层中的石油，这些沉积层极其致密，以至于石油无法自行流动。为了将其取出，工程师必须破碎岩石，通过高压泵入大量的流体来创造一个裂缝网络。一旦岩石被破碎，流体被移除，井口就会打开以让石油流动。然而，从岩石破碎到石油开始流动的过程充满了隐藏的危险。这种岩石极其复杂，由不同矿物的薄层交替组成，这些矿物对压力的反应难以预测。如果裂缝在压裂过程后过快闭合，或者用于破碎岩石的流体卡在内部，井口的产油量可能会非常低，导致巨大的资源无法被开发。
在最近的一项研究中，来自中国石油大学和中国石油天然气集团有限公司的研究团队将注意力转向了该盆地中一个被称为鹰雄岭的特定区域。在这里，岩石是一种“混合型”页岩，这意味着它是由在极短距离内频繁变化的各种矿物层组成的混乱混合物。这种地质复杂性使得预测裂缝在初始泵送停止后的行为变得十分困难。研究人员希望了解在压裂作业结束与生产开始之间的关键时期，裂缝网络究竟发生了什么。他们重点研究了一个被称为“关井”的阶段（即暂时关闭井口以让压力趋于稳定）以及随后的“返排”阶段（即将流体带回地面）。通过仔细监听井内的压力信号并观察流体的流动情况，他们旨在诊断裂缝网络的健康状况，并确定在井口开始产油前，有多少创造出的空间实际上已经流失。
该团队研究了位于同一个钻井平台的四口水平井，每口井都配备了数十个压裂段。他们首先分析了在关井期间记录的压力数据。随着压力的下降，压力的下降方式讲述了一个关于岩石内部裂缝的故事。研究人员寻找特定的压力下降模式，例如剧烈的跌落或缓慢的恢复，这些模式就像是裂缝系统的“指纹”。他们发现，主裂缝的长度和次级裂缝的密度在不同井之间存在显著差异。在某些井中，压力数据表明存在一个强大的裂缝网络；而在另一些井中，信号则表明裂缝难以保持开启状态或连接性不佳。这种初步诊断使他们能够根据压裂过程中创建的裂缝网络质量对这些井进行排名，揭示了压裂规模和岩石的脆性在裂缝形成过程中起到了重要作用。
一旦井口打开并开始返排，研究人员便将重心转向了从地下涌出的流体。他们追踪了产水量随时间变化的速率与总产水量之间的关系。这种关系帮助他们计算出实际承载流体的裂缝体积与有效消失的体积。他们发现，很大一部分裂缝空间正在流失，这主要是因为在支撑岩石壁的支撑剂（类似沙子的材料）能够沉降并提供支撑之前，裂缝就已经闭合了。在其中一口井中，这种损失尤为严重，近三分之一的创造出的裂缝体积消失了。而在另一口井中，损失极小，表明裂缝保持开启且有效。研究表明，当裂缝过早闭合时，支撑剂无法得到妥善放置，导致井口无法维持高产率。
随后，研究人员将这些物理观察结果与实际的石油产量数据联系起来。他们发现，那些具有最复杂裂缝网络（以许多微小、相互连接的裂缝为特征）的井，其裂缝损失率往往较低。这些复杂的网络似乎能更均匀地分配闭合岩石产生的应力，从而防止裂缝完全塌陷。然而，情况并非完全简单化。有一口井拥有非常大的初始裂缝体积和极佳的含油量，但却出现了产量快速下降的情况。研究人员得出结论，该井创建了如此庞大的裂缝系统，以至于它留住了过多的压裂液，从而干扰了石油的流动。相反，另一口裂缝体积较小但裂缝网络高度复杂的井，则保持了稳定的产量且裂缝空间损失极少。
研究结论指出，解锁这些困难页岩储层潜力的关键在于平衡压裂规模与裂缝网络的质量。仅仅扩大裂缝的大小是不够的；网络必须足够复杂，才能在压力下保持开启。研究人员建议，工程师应在压裂后让井进行充分的“焖井”时间，让压力自然下降，直到裂缝完全由支撑剂支撑后再开启井口。这种方法可以防止导致高裂缝损失的过早闭合。通过理解压力数据中的微妙信号和返排行为，操作人员可以做出更好的决策，如何管理这些井，从而确保压裂岩石的艰辛工作能转化为稳定、长期的石油供应。这些发现为提高世界上一些最具挑战性的页岩油田的产量提供了实用的路线图，将复杂的地质数据转化为清晰的开采策略。
您所在领域的论文太多了？
获取与您研究关键词匹配的最新论文每日摘要——附技术摘要，使用您的语言。