微地震+重复压裂=高产?!

Microseismic event (Source: MSI, USA)

Title: Microseismic and Refrac Lead to High Production?!

Velda Addison | Hart Energy

因完井技术的进步而带来的美国非常规资源区带的产量的巨大增长已经毫无疑问地改变了美国乃至全世界的石油和天然气格局。然则,页岩油和页岩气较低的采收率以及页岩油气井快速的产量递减表明仍存在较大的改进空间。在当前低油价环境下,一些石油公司转向了微地震和重复压裂,希望获得更好的回报。

美国MicroSeismic公司的完井评价部门副总裁Sudhendu Kashikar称弥补非常规储层的产量递减要求持续钻井和完井作业,这一过程非常耗时且成本巨大。重复压裂为钻新井提供了低成本的替代解决方案。重复压裂通常能提高现有井的产量,并且成本更低。

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然而,通过重复压裂新岩层来增产并不是没有困难。

对新手来说,区块各向异性以及施工压力对作业影响巨大。当前,大多数重复压裂是在没有机械封隔的情况下作业的,也就是说打开所有压裂段和射孔簇让流体流动。

Kashikar补充道:“我们努力利用不同类型的转向剂业实现隔离,这样有助于沿水平段从趾部到跟部重复压裂油气井;但是,微地震监测结果表明重复压裂在水平段产生了巨大的差异。”

主要的困难在于确定新的水力裂缝产生的时间和位置。

他比较了首次水力压裂和生产几年后才进行的重复压裂期间采集的地面微地震数据。

监测结果叠合图揭示首次压裂形成的水力裂缝被重新激活(活化),而且微地震活动也出现在了首次压裂没有的区域。他说:“我们可以确定该重复压裂作业形成了新的水力裂缝”。

他解释说,通过对比2次监测结果,“首先,重复压裂的方位通常与首次压裂的方位一致。没有证据表明重复压裂的水力裂缝发生了转向。最后,油藏衰竭的程度影响重复压裂的结果。”一旦我们能够奢侈地在第一次压裂和重复压裂期间都采集微地震数据(很多重复压裂井在首次压裂时并没有进行微地震监测),难点就变成了“我们如何区分出改造的新岩层和激活或重新改造已有的裂缝?”

微地震和瞬时停泵压力(ISIP)有助于解决上述难题。Kashikar使用了一幅图表来解释他的观点。

新水力裂缝或已有裂缝的重激活(图片来源:美国MicroSeismic公司)
新水力裂缝或已有裂缝的重激活(图片来源:美国MicroSeismic公司)

上图中,X轴代表重复压裂的压裂段,主Y轴代表每一压裂段的ISIP。红色实线代表首次压裂的ISIP,右侧Y轴代表重复压裂期间的微地震事件的数量。

主要现象为:

  • 一些压裂段出现了大量微地震事件;
  • 重复压裂最初几段的ISIP低于首次压裂的ISIP,表明注入的压裂液试图克服枯竭压力并且未导致显著的微地震活动;
  • 一旦ISIP达到或超过新岩石的ISIP,微地震事件显著上升。“在该拐点之后记录的微地震事件可能是由新裂缝或改造的新岩层产生的”, Kashilkar如是说。

“我们可以利用上述信息即ISIP低于新岩层时所记录的微地震事件的位置来生成枯竭区域图”,他解释说。

同样,ISIP等于或超过新岩层ISIP时的微地震事件可用来对重复压裂期间新产生的裂缝进行成图。

其它井的观测也表明通过在压裂开始前对井筒施加压力可获得枯竭裂缝的精确图像。该技术提供了识别和量化重复压裂生成的额外改造储层的机制。

一些公司认为重复压裂可带来更高的产量,而另一些已经取得了成功。

PetroQuest Energy公司Oklahoma油气资产副总裁Mark Castell在去年的DUG Midcontinent大会上预测未来将会有更多的重复压裂井。他称其为重复压裂的复兴。