新疆油田自研“天眼”助力裂缝预测提速六十倍
8月4日记者获悉,新疆油田勘探开发研究院自主研发的“一种道运算方位振幅椭圆拟合裂缝检测方法”正式获得国家发明专利授权。该技术如同为地下油气通道装上了一双精准的“天眼”,将叠前裂缝预测运算速度提升60倍。
裂缝是油气在地层深处储存和运移的“高速公路”。对于页岩油、超深层致密气等非常规储层,裂缝更是决定产能的关键。然而,长期以来,常规叠后地震预测方法对大尺度断裂“看得见”,对小尺度、呈组群发育的裂缝却几乎“视而不见”,而理论上可行的叠前方位各向异性裂缝预测技术,又因计算量庞大,在实际生产中“算不动、算不起”,工业化应用受到制约。
为突破这一瓶颈,新疆油田科研团队直面现有叠前裂缝预测技术精度低、效率低的通病,深耕水平横向各向异性介质理论(HTI介质)和地球物理预测方法,通过严密的公式推导与精心的算法设计,研发了该项高精度高效叠前裂缝预测专利技术。技术主体包含两部分创新:一是重新推导建立出利用6个分方位地震数据拟合裂缝各向异性的叠前裂缝预测公式;二是在此基础上,创造性地建立按道运算的求解方程,引入奇异值分解算法,将原本在庞大数据体上的复杂迭代,简化为逐道高效求解。该项创新源自对地震数据结构和裂缝预测方法的深刻认识。现有技术逐点运算求解的方式犹如“千军万马过独木桥”,计算效率低;该创新技术“逐道运算+奇异值分解”的方法好比把独木桥换成了6车道高速公路,再配上涡轮增压,运算速度一举达到现有技术的60倍,计算成本大幅下降。
在新疆油田,这项技术正成为页岩油效益开发和超深层天然气快上产的“利刃”。吉木萨尔国家级陆相页岩油示范区油层薄、非均质性强,钻井轨迹如同在迷宫中穿行。裂缝走向与区域最大主应力方向的夹角,直接决定压裂能否形成有效缝网、单井能否高产。该技术应用于吉木萨尔页岩油J10041井区,成果令人振奋。基于新方法预测的裂缝发育高密度区,与后续实钻显示的油气活跃段吻合率超过85%。目前,该技术已支撑12口水平井的轨迹优化,其中3口井完钻后测试获日产超百吨高产油流,单井估算最终可采储量(EUR)比原计划提高超12%。
准噶尔盆地南缘天山北麓是超深层天然气领域主阵地,气藏埋深普遍突破7000米,地层压力系数逾2.0,超深、超高温、超高压的“三超”极限工况,让裂缝精准识别直接关乎钻井安全与压裂成败。在天湾地区一口重点超深风险探井的部署论证中,该技术的应用提前刻画出井轨迹穿越的3组小尺度裂缝发育带,帮助工程团队提前预判风险,优化井身结构和压裂方案,完井测试获工业气流,为天山北麓千亿立方米气区勘探开发保驾护航。