Prédiction par apprentissage automatique de la longueur des fractures de fracturation dans des réservoirs compacts intégrant les caractéristiques du champ de contraintes

LU XUEJIAO ,  

LI HONGCHANG ,  

LI YUZHENG ,  

WANG SIYI ,  

WANG JING ,  

YANG HUANYING ,  

PING YI ,  

摘要

Pour résoudre les problèmes clés rencontrés dans le développement des réservoirs d’huile compacte du champ pétrolier Huaqing du bassin d’Ordos, tels que la faible précision de la prédiction des fractures naturelles et le manque de soutien théorique dans la conception de la fracturation manuelle, une méthode intégrée de caractérisation du réseau de fractures et de calcul de fracturation multidisciplinaire a été adoptée. Basé sur les données d’imagerie de 452 puits, des données de carottes et des expérimentations de mécanique des roches, un modèle de couplage multivarié "réponse du journal de puits - champ de contraintes - paramètres des fractures" a été construit. Des critères quantitatifs de reconnaissance des fractures naturelles ont été établis, prenant en compte une diminution de la résistivité de plus de 30%, et une augmentation du délai d’onde acoustique de plus de 10%. Grâce à la simulation gaussienne séquentielle et à l’algorithme d’Oda (modélisation stochastique du réseau de fractures discrètes), une reconstruction 3D du réseau de fractures dans la zone d’étude a été réalisée (orientation NE 60°~90° représentant 66,7%, longueur 5~95 m, perméabilité 0~18×10-3μm2), avec un coefficient de validation du modèle proche de 90%. Pour caractériser le champ de contraintes, la méthode corrigée d’Eaton a permis d’obtenir une différence de contraintes principales horizontales de 4~8 MPa (contrainte horizontale maximale à 75° NE). Basé sur l’étude des fractures naturelles et du champ de contraintes, un système de prévision de la longueur des fractures de fracturation a été développé en intégrant les modèles PKN/P3D (Perkins-Kern-Nordgren / pseudo-3D) et l’algorithme XGBoost. L’innovation clé réside dans la combinaison du modèle PKN/P3D classique avec la considération de la difficulté d’obtenir certains paramètres sur le terrain, en utilisant des fractures calculées à partir de certains puits via le logiciel commercial mature Kinetix (simulation dynamique de fracturation) comme échantillons d’apprentissage automatique, afin d'estimer les fractures pour tous les puits et zones adjacentes. L’application sur le terrain a montré que l’erreur moyenne des prédictions par rapport aux données de surveillance micro-sismique est seulement de 7,2%, et l’utilisation des résultats a permis une augmentation de la production de 42% après fracturation répétée du puits B195-100X. Cette étude a formé un parcours technologique intégré "reconnaissance des fractures - caractérisation du champ de contraintes - prévision de la longueur des fractures - optimisation de la fracturation" adapté aux réservoirs compacts sans données sismiques, fournissant une méthode théorique et un modèle technique reproductibles pour le développement efficace des réservoirs compacts dans le bassin d’Ordos et des conditions géologiques similaires.

关键词

réservoir compact;forte inclinaison;distribution des fractures naturelles;fractures de fracturation;apprentissage automatique;champ de contraintes

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