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加利福尼亚州硅藻土蒸煮操作中的垂直突破分析

ESG成功地监测了位于加州中南部圣华金谷的硅藻土储层的蒸馏操作。对微震事件的高级分析确定了在封闭式和非封闭式垂直裂缝增长过程中非常不同的裂缝行为,导致了对垂直突破条件的高级理解。

硅藻土是一种主要由硅藻(单细胞藻类)的生物硅质沉积物组成的岩层。在加州中南部,在中新世蒙特雷和礁石岭地层中发现了大型含重油的硅藻土油藏。硅藻土层的渗透性相对较低,因此受益于广泛的水力压裂以增加渗透性。水力压裂后,再进行热蒸气,以提高采收率。

挑战

ESG在三口垂直观察井中安装了三个永久性高温微震监测阵列,并对硅藻土层的压裂和蒸气作业进行了连续监测。每口观察井都包含一个配备有三轴传感器的12级工具绳。储层的蒸汽生产产生了两个地震群(图1);第一个(群A)是封闭的,而第二个(群B)表现为无约束的垂直运动。群组A由127个事件组成,而群组B包括164个事件。对这两个簇进行了高级地震矩张量反演分析,以进一步研究与每个簇相关的破坏机制。

ESG解决方案

虽然微震的标准位置分析回答了事件发生的地点和时间,但地震矩张量(SMT)分析可以回答这些事件是如何发生的。作为ResMap™服务的一部分,ESG对群组A和群组B记录的数据进行了SMT分析,并确定每个群组的破坏机制都非常不同。

显示SMT分析结果的一个有用方法是用源型图(图2)。这张图上标明了几种类型的失效机制:双偶(DC),或纯剪切机制将聚集在中心;各向同性或纯开裂或闭合事件将分别定位在图的顶部或底部;纯补偿线性矢量偶极子(CLVD)事件,绘制在图的两侧;最后线性偶极子和拉伸裂缝的开合可以在图的左上方和右下方找到。

图3中A组的源型图将事件放在更接近上半部分和下半部分的中间位置。这些区域的事件表明了混合模式的拉伸开放和关闭(分别是源型图的顶部和底部),加上纯剪切型的失效机制(在源型图的中心发现)。这种模式是非常典型的蒸汽室的发展方式,并加强了蒸汽的最佳行为方式的观察。

对这一观察的一种解释是,这些事件是通过储层中的孔隙压裂的,而孔隙的体积变化是随着处理的进行而交替扩张和压缩的。因此,通过SMT分析,我们可以显示储层的渗透性是如何通过这些孔隙的断裂而改变的。

对于B组,图4中的源类型图表明,这些事件主要是线性偶极和拉伸开闭事件。对这一观察结果的一种解释是,蒸汽正通过一个预先存在的断层或裂缝,在垂直方向上推动。通过沿着这条阻力最小的路径,流体以一种不受控制的方式向上传播。

图1:两个月内记录的微震事件的说明。左边是群集A,右边是群集B。
图2:注明了几个机制位置的源型图
图3:源型图和生产参数(红色为温度,蓝色为压力,事件率直方图),为群集A中描述的包含断裂增长的事件。这些事件按垂直增长在分布的密度图上以灰色标示。
图4:源型图和生产参数(红色为温度,蓝色为压力,事件率直方图),为群集B中描述的非遏制性断裂增长的事件。事件按垂直增长在分布的密度图上进行了灰度标示。