王 瑞

(中油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163453)

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致密油藏水平井體積壓裂效果影響因素分析

王 瑞

(中油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163453)

在致密油藏開發(fā)中，影響水平井體積壓裂壓后效果的因素較多，確定壓裂后產(chǎn)能的影響因素對(duì)于制訂壓裂方案，提高壓裂工藝適應(yīng)性具有重要意義。針對(duì)某致密油試驗(yàn)區(qū)，確定7種影響水平井體積壓裂的影響因素，應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)法，分析了壓裂后不同時(shí)期各因素對(duì)產(chǎn)油量的影響大小和原因，并提出了改進(jìn)工藝?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，在不產(chǎn)生嚴(yán)重縫間干擾的前提下，盡可能縮短縫間距、提高布縫密度，加大施工規(guī)模，可提高致密油藏水平井體積壓裂效果。該分析方法可用于致密油藏儲(chǔ)層水平井壓裂方案優(yōu)選及改進(jìn)，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

致密油藏；影響因素；灰色關(guān)聯(lián)分析；壓后效果；水平井；體積壓裂

引 言

近幾年低滲透致密油儲(chǔ)層逐漸成為大慶油田產(chǎn)能開發(fā)的重點(diǎn)，為探索經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)途徑，在大慶某致密油區(qū)塊開展了超長水平井大規(guī)模體積壓裂現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，隨著研究的深入，壓裂后的效果分析成為區(qū)塊儲(chǔ)量評(píng)價(jià)和壓裂工藝改進(jìn)的重點(diǎn)[1-2]。黃志文認(rèn)為區(qū)塊壓裂效果與單井壓裂效果的評(píng)價(jià)技術(shù)在評(píng)價(jià)方法和資料收集上是不同的[3]?；疑P(guān)聯(lián)法是一種較理想、便捷的分析方法，計(jì)算量小，分析結(jié)果與定性分析吻合性好。通過灰色關(guān)聯(lián)分析方法計(jì)算和分析灰色關(guān)聯(lián)度，能夠區(qū)分影響因素的主次，有助于針對(duì)性地篩選和改進(jìn)壓裂工藝[4-7]。以大慶X區(qū)塊低滲透致密油藏為主要研究對(duì)象，通過統(tǒng)計(jì)和分析該油藏近幾年實(shí)施的水平井體積壓裂施工相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)壓裂效果的影響因素進(jìn)行篩選，采用灰色關(guān)聯(lián)分析法分析并確定各因素優(yōu)先順序和影響程度大小，為該區(qū)塊乃至油田內(nèi)該類油藏的壓裂工藝篩選和改進(jìn)提供有效參考。

1 油藏基本情況

大慶X區(qū)塊油藏巖性為致密砂巖，巖心平均孔隙度為14.6%，平均滲透率為1.54×10-3μm2，屬于低孔、特低滲透儲(chǔ)層。儲(chǔ)層整體埋深為1 700～2 450 m，地溫梯度為0.051 6～0.054 2℃/m，平均為0.053 1℃/m。儲(chǔ)層平均壓力為16.9 MPa，平均壓力系數(shù)為0.012 7 MPa/m，整體上屬于高地溫梯度、高壓力系數(shù)油藏。地面原油黏度為32.9 mPa·s，凝固點(diǎn)為31.5℃，含蠟量為21.2%。

2 壓裂效果影響因素分析

2.1 灰色關(guān)聯(lián)分析理論

灰色關(guān)聯(lián)分析理論于20世紀(jì)80年代由鄧聚龍教授提出，是灰色系統(tǒng)理論的主要內(nèi)容之一，即運(yùn)用特定方法描述信息不完全的系統(tǒng)并進(jìn)行預(yù)測(cè)和控制。文獻(xiàn)[8-10]對(duì)該理論及其算法給予了深入的研究，目前該理論在很多行業(yè)都廣泛應(yīng)用，文獻(xiàn)[11-16]研究了灰色關(guān)聯(lián)分析在油田增產(chǎn)方面的應(yīng)用。本文將該方法應(yīng)用于致密油藏水平井體積壓裂效果影響因素分析。

2.2 影響因素確定與分析

影響水平井體積壓裂效果的因素很多，可以從地層參數(shù)和工程參數(shù)兩方面考慮。地層因素包括孔隙度、滲透率、含油飽和度、壓裂井段厚度、水平段長度等，工程因素即水平井壓裂施工參數(shù)，包括壓裂液用量、支撐劑用量、壓裂排量、壓裂段數(shù)、縫間距等。由于影響因素眾多，必須選擇對(duì)壓裂效果有顯著影響同時(shí)又容易獲取和量化的參數(shù)。此外，某些影響因素間存在固定的函數(shù)關(guān)系，需要從其中排除掉關(guān)聯(lián)度最小的影響因素。

基于水平井井型，對(duì)X區(qū)塊致密油儲(chǔ)層水平井體積壓裂施工資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在消除水平段長度影響的前提下，選取影響壓裂效果的砂巖厚度、伽馬值、孔隙度、滲透率、平均注液量(水平段每米壓裂液量)、平均加砂量(水平段每米加砂量)和縫間距等7個(gè)因素為比較數(shù)列；選取初期日產(chǎn)油量、生產(chǎn)1個(gè)月后平均日產(chǎn)油量、生產(chǎn)2個(gè)月后平均日產(chǎn)油量為參考數(shù)列。本文采用極差變換[6]將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，結(jié)果見表1。

表1 各因素?zé)o量綱化結(jié)果

根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析計(jì)算方法，得出不同階段壓裂后日產(chǎn)油量與各影響因素之間的灰色關(guān)聯(lián)度(表2)。將灰色關(guān)聯(lián)度進(jìn)行排列比較，確定各因素的重要程度。關(guān)聯(lián)度越大，該影響因素對(duì)參考序列的影響程度越大；關(guān)聯(lián)度越小，該影響因素對(duì)參考序列的影響程度越小。

表2 各影響因素關(guān)聯(lián)系數(shù)

壓裂后初期，縫間距、儲(chǔ)層厚度和孔隙度的影響程度較大，這與壓裂后初期近井區(qū)域致密儲(chǔ)層砂巖孔隙得到較好溝通、產(chǎn)油能力增加相符。生產(chǎn)1個(gè)月后，平均加砂量、砂巖厚度、縫間距、平均注液量成為主要影響因素。此時(shí)，近井區(qū)域供油能力逐漸減弱，產(chǎn)油量開始由遠(yuǎn)距離滲流供給，裂縫填砂所增強(qiáng)的裂縫導(dǎo)流能力作用進(jìn)一步體現(xiàn)，平均加砂量的影響能力增加。生產(chǎn)2個(gè)月后，伽馬值、砂巖厚度、縫間距成為主要影響因素。伽馬值反映了儲(chǔ)層砂巖含量，在一定范圍內(nèi)伽馬值越低，說明含泥越少，砂巖含量越高。砂巖厚度、縫間距的影響分別反映了地質(zhì)和工程的雙重作用。綜上所述，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，壓裂后產(chǎn)能的主要影響因素由縫間距逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)層物性。由于X井區(qū)為致密油藏，所以原始滲透率對(duì)產(chǎn)能的貢獻(xiàn)較為有限，與灰色關(guān)聯(lián)分析的結(jié)果相吻合。

通過以上分析可知，對(duì)于該區(qū)塊致密儲(chǔ)層的特點(diǎn)，在相同的地質(zhì)條件下，為進(jìn)一步提高水平井體積壓裂投產(chǎn)效果，設(shè)計(jì)布縫方案時(shí)，在不產(chǎn)生縫間嚴(yán)重干擾的前提下，應(yīng)盡可能提縮短縫間距、增加施工規(guī)模，提高人工裂縫的波及范圍。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

原方案施工的9口井，縫間距平均為80 m，平均加砂量為0.75 m3/m，平均注液量為7.4 m3/m，壓裂后初期日產(chǎn)油量為20.6～37.8 t/d，生產(chǎn)2個(gè)月后日產(chǎn)油量為6.2～12.9 t/d。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)法分析結(jié)果，針對(duì)該區(qū)塊致密油儲(chǔ)層，可以通過控制縫間距、加砂量和注液量提高水平井壓后產(chǎn)量。將分析結(jié)果應(yīng)用于該區(qū)塊其他2口水平井壓裂施工設(shè)計(jì)中，將原設(shè)計(jì)加砂量提高10%，縫間距減少25%，平均注液量提高15%，壓裂后初期日產(chǎn)油量分別為36.5、40.2 t/d，生產(chǎn)2個(gè)月后日產(chǎn)油量分別為12.1、14.9 t/d?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，縮短縫間距、增加加砂量及注液量，可提高致密油藏水平井體積壓裂效果。

4 結(jié)論和建議

(1) 根據(jù)水平井體積壓裂施工特點(diǎn)，結(jié)合地質(zhì)參數(shù)和工程參數(shù)，分析確定了7種影響致密油藏大規(guī)模水平井體積壓裂后效果的影響因素：砂巖厚度、伽馬值、孔隙度、滲透率、平均注液量、平均加砂量和縫間距。

(2) 利用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法，計(jì)算了各影響因素對(duì)不同階段生產(chǎn)能力的影響排序。通過分析，計(jì)算結(jié)果與水平井不同生產(chǎn)階段供油機(jī)理相符。得出了影響該區(qū)塊致密油儲(chǔ)層水平井體積壓裂投產(chǎn)效果的主要因素，設(shè)計(jì)布縫方案時(shí)，在不產(chǎn)生縫間嚴(yán)重干擾的前提下，應(yīng)盡可能提縮短縫間距、增加施工規(guī)模，提高人工裂縫的波及范圍。

(3) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，縮短縫間距、增加加砂規(guī)模及注液量，可提高致密油藏水平井體積壓裂效果?；疑P(guān)聯(lián)分析方法簡單、合理，可用于該區(qū)塊致密油儲(chǔ)層水平井壓裂方案優(yōu)選及改進(jìn)，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1] 安永生，魯玲，劉姝.壓裂水平井增產(chǎn)因素分析與裂縫參數(shù)優(yōu)化[J]. 大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2012，31(6)：109-113.

[2] 魏海峰，凡哲元，袁向春.致密油藏開發(fā)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 油氣地質(zhì)與采收率，2013，20(2)：62-66.

[3] 黃志文. 壓裂效果評(píng)價(jià)方法及目標(biāo)性分析[J]. 內(nèi)蒙古石油化工,2009,19(14)：43-45.

[4] 馬興強(qiáng). 老井重復(fù)壓裂優(yōu)化選井、選層技術(shù)研究[J]. 特種油氣藏，2005，12(4)：74-82.

[5] 毛虎，李勇明，郭建春，等. 利用灰色關(guān)聯(lián)法分析壓后產(chǎn)能影響因素[J]. 重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，13(1)：64-66.

[6] 郭建春，吳建發(fā)，趙金洲，等. 用灰色關(guān)聯(lián)分析法優(yōu)選壓裂井[J]. 鉆采工藝，2005，28(2)：25-27.

[7] 周志軍，薛江龍，李慧敏，等. 壓裂后增油量預(yù)測(cè)模型[J]. 特種油氣藏，2013，20(3)：76-78.

[8] 鄧聚龍. 灰色系統(tǒng)基本方法[M]. 武漢：華中理工大學(xué)出版社，1987：53-63.

[9] 陳瑤，魏勇. 一種新灰色關(guān)聯(lián)度的計(jì)算方法[J]. 樂山師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，25(5)：14-18.

[10] 王蓮花，楊效文，盧建春，等. 灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算新方法及其應(yīng)用[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1996，30(4)：401-403.

[11] 孫敬，劉德華，張亮，等. 低滲透油藏遞減影響因素的灰色關(guān)聯(lián)分析[J]. 特種油氣藏，2012，19(2)：90-93.

[12] 齊寧，周福建，高成元，等. 澀北氣田出砂影響因素的灰色關(guān)聯(lián)分析[J]. 特種油氣藏，2010，17(1)：100-104.

[13] 曲悅銘，張繼成，曲鑫，等. 壓裂效果預(yù)測(cè)方法研究[J]. 數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2013，43(6)：181-187.

[14] 趙艷林，楊綠峰，梅占馨，等. 多目標(biāo)灰色關(guān)聯(lián)決策方法[J]. 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1999，24(2)：89-92.

[15] 劉思峰，黨耀國，方志耕，等. 灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用[M]. 北京：科學(xué)出版社，2004：51-60.

[16] 宋毅，伊向藝，盧淵，等. 基于灰色關(guān)聯(lián)分析法的酸壓后產(chǎn)能主控因素研究[J]. 石油地質(zhì)與工程，2009，23⑴：82-84.

編輯 劉 巍

20141105；改回日期：20150205

中國石油天然氣股份有限公司重大科技專項(xiàng)“大慶探區(qū)非常規(guī)油氣勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)”(2012E-2603)

王瑞(1982-)，女，工程師，2004年畢業(yè)于東北石油大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，2007年畢業(yè)于該校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)從事油氣藏改造方面的研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.02.032

TE357

A

1006-6535(2015)02-0126-03