致密油藏體積壓裂水平井產(chǎn)能評(píng)價(jià)新方法

李春生

摘要：現(xiàn)今致密油藏的油氣開(kāi)采是市場(chǎng)上油氣的重要來(lái)源之一，致密油藏具有非常巨大的開(kāi)采價(jià)值，然而其地質(zhì)與儲(chǔ)層物性要求必須采取體積壓裂水平井等開(kāi)采技術(shù)才能夠進(jìn)行油氣的開(kāi)在，然而體積壓裂技術(shù)中產(chǎn)生的裂縫形態(tài)以及流動(dòng)特征有著一定的不確定性，因此如何合理的對(duì)水平井的油氣產(chǎn)能進(jìn)行評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)就成為了實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的一項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)，這也是本文的主要研究?jī)?nèi)容。

關(guān)鍵詞：致密油藏;體積壓裂;水平井;產(chǎn)能評(píng)價(jià)

1 體積壓裂水平井的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型研究

1.1體積壓裂水平井技術(shù)

采用體積壓裂技術(shù)對(duì)致密油藏進(jìn)行開(kāi)采的過(guò)程中，由于水力壓裂的存在會(huì)導(dǎo)致一系列裂縫的產(chǎn)生，這些裂縫本身就具有高導(dǎo)流的能力，而在這些裂縫的周圍會(huì)自然形成形狀復(fù)雜不可預(yù)測(cè)的縫網(wǎng)，目前沒(méi)有合適的技術(shù)能夠較為準(zhǔn)確的探測(cè)清楚復(fù)雜縫網(wǎng)的幾何形狀與分布位置，這也對(duì)考慮導(dǎo)流能力，分析各項(xiàng)性能參數(shù)對(duì)產(chǎn)能產(chǎn)生的影響帶來(lái)了很大的困難。地應(yīng)力存在的差異會(huì)直接導(dǎo)致水平井長(zhǎng)度不同，體積壓裂后產(chǎn)生的每一條裂縫在長(zhǎng)度、導(dǎo)流能力、條數(shù)等各個(gè)屬性上都存在一定的差別。裂縫與裂縫之間通常也不是隔離開(kāi)的，而是會(huì)產(chǎn)生一定的關(guān)聯(lián)性，相互影響。在這種背景下采取合理有效的措施對(duì)體積壓裂水平井進(jìn)行產(chǎn)能預(yù)測(cè)是壓裂技術(shù)不得不面對(duì)的技術(shù)關(guān)卡。

1.3水平井體積壓裂產(chǎn)能的影響因素

為了有效的建立產(chǎn)能評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)模型，就必須明確存在哪些因素能夠?qū)λ骄w積壓裂產(chǎn)能形成影響，并且需要弄清楚這些因素的主次之分。

致密油藏存在著低孔低滲的特點(diǎn)，這就直接導(dǎo)致了它存在很明顯的非均質(zhì)性，這個(gè)性質(zhì)造成在油藏中流體要想從靜止?fàn)顟B(tài)過(guò)渡到流動(dòng)狀態(tài)就必須克服一定大小的阻力，當(dāng)壓力梯度超過(guò)某臨界值時(shí)流體才能夠從靜止?fàn)顟B(tài)改變?yōu)榱鲃?dòng)狀態(tài)，一般情況下將該臨界值記為啟動(dòng)壓力梯度。啟動(dòng)壓力梯度跟隨儲(chǔ)層物性的滲透率變化，觀察不同啟動(dòng)壓力梯度的日產(chǎn)量曲線和累計(jì)產(chǎn)量曲線以及采收率與啟動(dòng)壓力梯度的關(guān)系曲線，可以發(fā)現(xiàn)在日產(chǎn)量中日產(chǎn)量值會(huì)因?yàn)閱?dòng)壓力梯度值增加而出現(xiàn)降低的趨勢(shì)，繼而油氣采出程度也會(huì)減小，這實(shí)際上反映的規(guī)律就是當(dāng)啟動(dòng)壓力梯度越大時(shí)，儲(chǔ)層內(nèi)流體流動(dòng)起來(lái)需要的壓力梯度就越大，因此壓力波范圍減小，動(dòng)用范圍減小，采收率最終會(huì)降低。

采用體積壓裂技術(shù)時(shí)，水平井會(huì)被多段壓裂，在每一段上多會(huì)形成多簇裂縫。裂縫的簇?cái)?shù)直接對(duì)每段內(nèi)部形成天然裂縫的程度造成影響，影響壓裂改造區(qū)的改造程度?？梢钥紤]應(yīng)用對(duì)比試驗(yàn)分析裂縫簇?cái)?shù)對(duì)水平井產(chǎn)能的影響。觀察每段不同簇?cái)?shù)下的日產(chǎn)量曲線和累計(jì)產(chǎn)量曲線以及收率與裂縫簇?cái)?shù)的關(guān)系曲線。發(fā)現(xiàn)在日產(chǎn)量曲線中產(chǎn)能往往會(huì)隨著簇?cái)?shù)的增加而上升，產(chǎn)量隨之增加，而且簇?cái)?shù)對(duì)產(chǎn)量的初期和中期影響都較大。觀察采收率與簇?cái)?shù)關(guān)系曲線就能知道當(dāng)簇?cái)?shù)增大時(shí)采收率也會(huì)隨著增大，但是增大幅度會(huì)逐漸變小。每段裂縫簇?cái)?shù)越多，溝通的人工裂縫和天然裂縫密度越大，對(duì)壓裂改造區(qū)的改造程度越大，促使產(chǎn)能越大。

合理生產(chǎn)中的壓力差是促進(jìn)產(chǎn)能開(kāi)發(fā)的重要指標(biāo)。為了克服油庫(kù)壓力坡度，確保底流壓力較低，避免原油早期油庫(kù)壓力較低，依次設(shè)計(jì)井底流動(dòng)性壓力為6mpa、7mpa、8mpa、9mpa和10mpa進(jìn)行試驗(yàn)分析對(duì)生產(chǎn)能力的影響。觀察了日產(chǎn)曲線、累計(jì)生產(chǎn)量曲線、收獲率和生產(chǎn)壓力之間的關(guān)系。觀察發(fā)現(xiàn)隨著水井底流壓力的增大，即生產(chǎn)壓力差的減少，日產(chǎn)量逐漸減少，結(jié)果顯示，累計(jì)生產(chǎn)量也隨之減少，收獲率也相應(yīng)較低。如果壓力增大，其生產(chǎn)量的范圍就會(huì)增大，外部基質(zhì)的累積范圍也會(huì)增大。

除了上訴因素對(duì)水平井產(chǎn)能有影響之外，裂縫的半長(zhǎng)，段數(shù)，以及導(dǎo)流能力實(shí)際上也對(duì)產(chǎn)能有著一定程度上的影響，建立產(chǎn)能預(yù)測(cè)模型，分析評(píng)價(jià)產(chǎn)能的新方法需要綜合考慮這些因素。

2 產(chǎn)能評(píng)價(jià)模型的建立與驗(yàn)證

首先，擬采用多層次分析方法設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)致密油藏體積壓裂水平井產(chǎn)能的多層次評(píng)價(jià)模型，將體積壓裂水井設(shè)置為目標(biāo)層，將儲(chǔ)層物性能指標(biāo)與完井標(biāo)準(zhǔn)值指定為主標(biāo)準(zhǔn)層，將前文分析總結(jié)的對(duì)水平井產(chǎn)能有影響的因素綜合為一個(gè)影響因子集合，并制定為子標(biāo)準(zhǔn)集。其次，在多層次分析的基礎(chǔ)上再充分結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析法，合理分配在評(píng)價(jià)模型中各項(xiàng)關(guān)鍵影響因子所占的權(quán)重值，找到并設(shè)置好影響產(chǎn)能的主控因素，依據(jù)此能夠合理列出評(píng)價(jià)因子。

建立評(píng)價(jià)矩陣是設(shè)計(jì)產(chǎn)能模型的第一步，首先需要明確多層次評(píng)價(jià)體系的評(píng)價(jià)矩陣以及評(píng)價(jià)指標(biāo)參考體系系列X0，在評(píng)價(jià)矩陣中的各個(gè)元素都分別代表著每一口水平井的產(chǎn)能影響因子，而評(píng)價(jià)指標(biāo)參考系列則是代表著每一口水平井體積壓裂之后剛開(kāi)始首年的累計(jì)產(chǎn)量，在計(jì)算之前需要對(duì)每一項(xiàng)指標(biāo)做歸一化處理。

其中X為評(píng)價(jià)矩陣，Xi（j）為評(píng)價(jià)矩陣元素;X0為評(píng)價(jià)指標(biāo)參考系列，m為體積壓裂水平井的樣本個(gè)數(shù);n為水平井產(chǎn)能影響因子的個(gè)數(shù)，T表示的是矩陣轉(zhuǎn)置符號(hào)。

最后就是對(duì)評(píng)價(jià)因子做出運(yùn)算，通過(guò)權(quán)值與評(píng)價(jià)矩陣，先運(yùn)算出儲(chǔ)層質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)因子Q以及產(chǎn)能綜合評(píng)價(jià)因子E，基于兩項(xiàng)評(píng)價(jià)因子就可以對(duì)水平井儲(chǔ)層的質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行合理的劃分你，并且評(píng)價(jià)因子Q的大小與儲(chǔ)層質(zhì)量直接相關(guān)，Q值越大代表儲(chǔ)層的質(zhì)量與開(kāi)發(fā)潛力越大，另外一項(xiàng)產(chǎn)能評(píng)價(jià)因子E也同時(shí)可以反映儲(chǔ)層物性參數(shù)與完井參數(shù)，E值越大則代表儲(chǔ)層效果越好。

其中K代表體積壓裂水平井儲(chǔ)層物性參數(shù)的個(gè)數(shù)，l則代表的是體積壓裂水平井儲(chǔ)層物性參數(shù)和完井參數(shù)的個(gè)數(shù)。

結(jié)束語(yǔ)

總之，研究致密油藏的開(kāi)采有著非常重要的意義，能在很大程度上緩解當(dāng)前由于石油供應(yīng)不足的局面，而致密油藏體積壓裂技術(shù)的研究，能有效的開(kāi)拓這一領(lǐng)域的生產(chǎn)，因此必須要重視此技術(shù)，并且深入研究，這樣能為我國(guó)開(kāi)采出更多的石油資源。

參考文獻(xiàn)：

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