Машинное обучение для прогнозирования длины трещин гидроразрыва в плотных коллекторах с учётом характеристик напряжённого состояния

LU XUEJIAO ,  

LI HONGCHANG ,  

LI YUZHENG ,  

WANG SIYI ,  

WANG JING ,  

YANG HUANYING ,  

PING YI ,  

摘要

Для решения ключевых проблем при разработке плотных коллекторов нефтяного месторождения Хуачин региона Ордо — низкой точности прогнозирования природных трещин и отсутствия теоретической поддержки при проектировании гидроподрывов — применён междисциплинарный метод моделирования сети трещин и расчёта гидроподрыва. На основе данных измерений 452 скважин, в том числе имидж-логов, керна и лабораторных исследований прочности пород, построена многопараметрическая модель "отклик измерений — поле напряжений — параметры трещин". Установлены количественные критерии идентификации природных трещин при снижении сопротивления более чем на 30% и увеличении времени прохождения акустической волны более чем на 10%. С помощью последовательного гауссовского моделирования и алгоритма Ода (стохастическое моделирование дискретной сети трещин) реконструирована 3D сеть трещин в исследуемом районе (направление северо-восток 60–90°, доля 66,7%, длина 5–95 м, проницаемость 0–18×10-3μm2), достоверность модели около 90%. Для характеристики напряжённого состояния поля применён исправленный метод Итона, который позволил определить разницу горизонтальных главных напряжений в 4–8 МПа (максимальное горизонтальное напряжение направлено на северо-восток 75°). На базе изучения природных трещин и напряжённого состояния разработана система прогнозирования длины гидраторазрывных трещин с использованием моделей PKN/P3D (Перкинс-Коэн-Нордленд/псевдо-3D) и алгоритма XGBoost, ключевым новшеством стало сочетание классических моделей PKN/P3D с учётом сложности получения некоторых параметров на месте и обучение на данных трещин, рассчитанных в части скважин с помощью коммерческого ПО Kinetix (динамическое моделирование гидроразрыва). Согласно полевым испытаниям, средняя ошибка прогноза составила 7,2% относительно данных микросейсмического мониторинга, а применение результатов исследования позволило увеличить добычу на 42% после повторного гидроразрыва скважины B195-100X. Исследование сформировало интегрированный технический подход "распознавание трещин — характеристика напряжений — прогноз длины трещин — оптимизация гидроразрыва" для плотных коллекторов без сейсмических данных, предоставив воспроизводимый теоретический и технический образец эффективной разработки нефтяных залежей в бассейне Ордо и аналогичных геологических условиях.

关键词

плотные коллекторы;крутой наклон;распространение природных трещин;трещины гидроразрыва;машинное обучение;напряжённое состояние

阅读全文