王旭林,王 鵬,李勇根,呂明慧,魏雅齋

(1.非常規(guī)油氣湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心,湖北武漢430100;2.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長江大學(xué)),湖北武漢430100;3.中國石油天然氣股份有限公司勘探開發(fā)研究院,北京100083;4.中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司研究院大港分院,天津300280)

頁巖氣作為目前世界上新興的清潔能源之一,備受矚目,具有良好的發(fā)展前景。頁巖厚度、有機(jī)質(zhì)豐富度以及熱成熟度等相關(guān)參數(shù)常被用于評價(jià)頁巖氣產(chǎn)能,即所謂的“甜點(diǎn)預(yù)測”技術(shù),以此找出更有開發(fā)前景的頁巖儲層,提高頁巖氣開采的成功率[1]。但頁巖儲層具有低孔隙度、低滲透性、低連通性等儲層物性特征,一般需要采用水力壓裂等技術(shù)對頁巖儲層進(jìn)行改造,利用人造裂縫網(wǎng)絡(luò)作為油氣運(yùn)移的通道,從而提高頁巖氣的采收率[2]。

對于壓裂后的產(chǎn)能預(yù)測分析目前主要使用儲層壓裂改造體積(stimulated reservoir volume,SRV)作為評判標(biāo)準(zhǔn)。在頁巖儲層壓裂改造過程中,會(huì)形成復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),該裂縫網(wǎng)絡(luò)的空間范圍即為SRV,并可近似為微地震事件云的體積[3-4]。但僅使用SRV作為頁巖氣產(chǎn)量預(yù)測的標(biāo)準(zhǔn)存在明顯的不足,一是沒有考慮壓裂改造后儲層內(nèi)部縫網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化差異,二是該評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際生產(chǎn)存在一定的出入,即位于同一區(qū)域的不同頁巖氣開發(fā)井,其SRV值接近,頁巖氣產(chǎn)能卻有很大差別,或者出現(xiàn)估算的SRV較大,但頁巖氣產(chǎn)能卻較小的情況。因此,需要在SRV基礎(chǔ)上,加入更多的信息作為約束條件,進(jìn)一步提升頁巖氣產(chǎn)能的預(yù)測準(zhǔn)確性。

近年來大量生產(chǎn)資料證明,頁巖儲層通過水力壓裂改造后,內(nèi)部縫網(wǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,產(chǎn)能效果越好。李亞龍等[5]對頁巖氣藏的賦存特征與滲流運(yùn)輸機(jī)制進(jìn)行了研究,認(rèn)為儲層內(nèi)部的縫網(wǎng)表征研究是頁巖氣井產(chǎn)能預(yù)測的關(guān)鍵;杜悅等[6]對多級裂縫模型進(jìn)行了分析,認(rèn)為裂縫密度與頁巖氣產(chǎn)能具有明顯的相關(guān)性;康凱等[7]對目前裂縫氣藏產(chǎn)能評價(jià)方法進(jìn)行了改進(jìn)研究,得出裂縫密度越大,單位長度儲層中的裂縫越多,儲層流動(dòng)能力越強(qiáng),氣井產(chǎn)能越高的結(jié)論;張德良等[8]對多級壓裂水平井產(chǎn)能模型進(jìn)行了研究,認(rèn)為裂縫長度與低滲透氣藏的產(chǎn)能有著密切的聯(lián)系。但是這些研究只是驗(yàn)證壓裂改造的效果,沒有考慮如何更好地描述或預(yù)測頁巖壓裂改造形成SRV范圍內(nèi)縫網(wǎng)的復(fù)雜性對于頁巖氣采收率的影響。在相同壓裂改造體積下,不同頁巖儲層的產(chǎn)能表現(xiàn)存在較大的差異,儲層巖石的破裂程度,即裂縫網(wǎng)絡(luò)的密度,是導(dǎo)致產(chǎn)能差異的主要原因之一,因此,亟需研究儲層壓裂改造后的裂縫密度,并建立相應(yīng)數(shù)學(xué)模型。關(guān)于壓裂改造后儲層內(nèi)部裂縫密度差異的變化與頁巖氣產(chǎn)量是否相關(guān),是本文研究的主要內(nèi)容。SRV是將計(jì)算壓裂改造體積的范圍大小作為產(chǎn)能預(yù)測的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),具有一定的理論指導(dǎo)意義。為了更好地對頁巖氣產(chǎn)能進(jìn)行合理評價(jià),本文提出裂縫體積與SRV的比值即裂縫體積密度作為壓裂效果評價(jià)的指標(biāo),在SRV評價(jià)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),引入裂縫體積密度概念對頁巖氣產(chǎn)能評價(jià)方法進(jìn)行完善。最后將本文方法用于同一地區(qū)相鄰5口頁巖氣井?dāng)?shù)據(jù)的分析,以驗(yàn)證本文方法的有效性與準(zhǔn)確性。

1 方法原理

1.1 裂縫體積密度分析

在水力壓裂作業(yè)過程中,通過注入壓裂液使天然裂縫在應(yīng)力作用下打開,形成壓裂主裂縫,產(chǎn)生的壓裂裂縫與頁巖儲層內(nèi)天然裂縫相互連通,形成交錯(cuò)復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)[9]。圖1展示了儲層壓裂后內(nèi)部常見的主要縫網(wǎng)形態(tài),其橫向?qū)ΨQ的粗實(shí)線表示主裂縫形態(tài),其余細(xì)實(shí)線表示連接主裂縫的次生裂縫,外圍的橢圓形虛線示意其改造范圍。由于儲層特征和壓裂施工參數(shù)差異的影響,次生裂縫的空間展布形態(tài)多樣,例如圖1中的“田”字型、“十”字型和“喇叭”型。

圖2展示了壓裂后儲層內(nèi)部縫網(wǎng)的局部特征,其中黑色陰影區(qū)域表示儲層內(nèi)部裂縫走勢分布狀態(tài),淺色陰影區(qū)域?yàn)榱芽p擴(kuò)展影響區(qū)域,空白區(qū)域表示此區(qū)域未受水力壓裂影響。觀察圖1與圖2可知,壓裂后儲層內(nèi)部的縫網(wǎng)形態(tài)不僅范圍大小不同,其內(nèi)部的縫網(wǎng)結(jié)構(gòu)也存在較大差異,儲層內(nèi)部不僅包含水力壓裂改造區(qū)域,即傳輸頁巖氣的天然裂縫與次生裂縫區(qū)域,也存在未受水力壓裂影響區(qū)域。假設(shè)在壓裂改造區(qū)域大小相同的情況下,儲層內(nèi)部的裂縫產(chǎn)生區(qū)域占比越大,推測頁巖氣的傳輸效率與采收率相對就越好。給出某壓裂工區(qū)相鄰兩口頁巖氣井,分別對兩口井的某區(qū)塊壓裂儲層進(jìn)行分析,提取其緊鄰壓裂段的微震監(jiān)測結(jié)果,并給出兩口井在同等地質(zhì)條件下壓裂改造微震事件點(diǎn)展布(圖3)。三維xyz坐標(biāo)軸展示了該壓裂區(qū)域的空間展布大小,并非實(shí)際深度。不同壓裂段的微震監(jiān)測結(jié)果用不同顏色加以區(qū)別。井1在壓裂儲層范圍內(nèi)包含了4段壓裂段,井2在壓裂儲層范圍內(nèi)包含了3段壓裂段。

圖1 裂縫網(wǎng)絡(luò)的空間展布特征a “田”字型; b “十”字型; c “喇叭”型

圖2 壓裂后儲層內(nèi)部縫網(wǎng)局部特征

圖3 多壓裂井段微震事件空間展布形態(tài)a 井1四段壓裂微震事件空間分布; b 井2三段壓裂微震事件空間分布

在開采環(huán)境等條件一致的情況下,井1與井2的SRV值差別不大,依照SRV的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),則這兩口井的頁巖氣產(chǎn)能效果應(yīng)該相近,壓裂改造效果一致。但實(shí)際頁巖氣采收結(jié)果表明,井1的產(chǎn)能效果明顯大于井2,與SRV預(yù)測的結(jié)果存在差異。除去SRV的影響因素,對儲層內(nèi)部的縫網(wǎng)結(jié)構(gòu)差異進(jìn)行分析,經(jīng)過直觀觀察可知,兩口井的微震事件點(diǎn)數(shù)量與分布狀態(tài)皆不同,分布狀態(tài)的差異可以通過提高SRV的計(jì)算精度,以SRV值差異進(jìn)行比較,因此分布狀態(tài)的差異不是兩口井產(chǎn)能差異影響因素,兩口井的微震事件的數(shù)量差別是影響頁巖氣井產(chǎn)能效果的主要原因。圖3中井1的壓裂區(qū)域微震事件點(diǎn)分布更為集中,而井2的微震事件點(diǎn)分散,分布范圍較大,壓裂段內(nèi)部呈現(xiàn)明顯的空洞。分別計(jì)算井1與井2單位區(qū)域的微震事件數(shù)量,發(fā)現(xiàn)井1的單位區(qū)域微震事件密度明顯大于井2。比對最終頁巖氣產(chǎn)量可知,井1的頁巖氣累計(jì)產(chǎn)量較高,據(jù)此可以推測:微震事件點(diǎn)分布密度較大的儲層,壓裂改造效果較好,頁巖氣產(chǎn)量也就較高。但這種情況是否可以廣泛適用,需要進(jìn)行驗(yàn)證。微震事件網(wǎng)絡(luò)形態(tài)錯(cuò)綜復(fù)雜,而且大規(guī)模的壓裂改造產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集非常龐大,僅通過直觀觀察是不可行的,可以結(jié)合數(shù)學(xué)模型方法對儲層內(nèi)部縫網(wǎng)進(jìn)行體積換算,求出裂縫體積所占儲層壓裂改造區(qū)域的比重大小,記為裂縫體積密度作為頁巖氣產(chǎn)量預(yù)測的標(biāo)準(zhǔn),后續(xù)討論的內(nèi)容將圍繞SRV與裂縫體積的求取展開。

1.2 SRV計(jì)算方法原理

Delaunay三角剖分算法作為計(jì)算幾何中的一項(xiàng)重要研究內(nèi)容,在數(shù)據(jù)可視化、地理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)圖形領(lǐng)域等都有著廣泛應(yīng)用[10]。相比規(guī)則包絡(luò)體擬合的SRV計(jì)算方法,Delaunay三角剖分通過構(gòu)建多個(gè)四面體將微震事件點(diǎn)包裹進(jìn)來形成不規(guī)則凸包,即不規(guī)則凸多面體,且形成的包絡(luò)體封閉且連續(xù)。Delaunay三角剖分主要滿足兩個(gè)特性,即空圓特性與最大化最小角特性,這兩個(gè)特性將保證Delaunay形成的四面體網(wǎng)格接近規(guī)則性,且任意4點(diǎn)不共圓[11-12]。但Delaunay三角剖分算法計(jì)算出來的凸包形狀十分粗糙,包含了很大部分的非有效區(qū)域。為了剔除這些非有效區(qū)域,使得擬合出的不規(guī)則包絡(luò)體更加準(zhǔn)確,引進(jìn)AlphaShape算法對Delaunay算法進(jìn)行優(yōu)化。

AlphaShape算法的定義[13]為:假設(shè)S是一系列點(diǎn)的集合,對于點(diǎn)集中的任何兩個(gè)點(diǎn)p與q,如果滿足:存在一個(gè)半徑為α的圓,這個(gè)圓經(jīng)過p和q,點(diǎn)集S中的點(diǎn)都不在這個(gè)圓的內(nèi)部,則p,q定義的線段就是AlphaShape中的一條邊。在三維空間中,就是用一個(gè)半徑為α的球在數(shù)據(jù)點(diǎn)集周圍進(jìn)行滾動(dòng),如果球不能通過點(diǎn)集的某一區(qū)域,則這一區(qū)域的數(shù)據(jù)點(diǎn)就作為AlphaShape中的邊界。具體算法過程如下。

給定三維點(diǎn)集S={p1,p2,,pn},從三維點(diǎn)集S中任意選擇一個(gè)點(diǎn)p1,將與點(diǎn)p1距離不大于2α的點(diǎn)集組成一個(gè)新的點(diǎn)集,記為S′,從點(diǎn)集S′中任意選取兩個(gè)點(diǎn)p2,p3,求出經(jīng)過這2個(gè)點(diǎn)且半徑為α的球,并求出球心o,再求出過點(diǎn)p1且半徑為α的球的球心o′。遍歷數(shù)據(jù)集S′,求出點(diǎn)集內(nèi)其余點(diǎn)到球心o與o′的距離d,d′。如果d,d′中至少有一個(gè)數(shù)值不小于半徑α,則可以判斷點(diǎn)p1,p2,p3是邊界點(diǎn),如果d,d′中都存在小于半徑α的點(diǎn),則可以判斷p1,p2,p3不是點(diǎn)集S的邊界點(diǎn)。按照以上方法對點(diǎn)集S內(nèi)的所有數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行遍歷,找出所有邊界點(diǎn),則此方法結(jié)束,輸出邊界點(diǎn),再通過三角剖分構(gòu)成空間四面體[14]。

空間四面體計(jì)算體積公式為:

(1)

(x1,y1,z1),(x2,y2,z2),(x3,y3,z3),(x4,y4,z4)分別為四面體4個(gè)頂點(diǎn)A,B,C,D的直角坐標(biāo)。

隨機(jī)擬合出一組三維數(shù)據(jù)點(diǎn)采用AlphaShape算法進(jìn)行SRV求取,擬合的數(shù)據(jù)點(diǎn)如圖4所示。

圖4 三維數(shù)據(jù)隨機(jī)擬合結(jié)果

圖5和圖6分別為采用Delaunay三角剖分算法與AlphaShape算法對數(shù)據(jù)集擬合得到的儲層改造范圍模型。將AlphaShape算法與Delaunay三角剖分算法計(jì)算得到的四面體數(shù)據(jù)分別代入公式(1)進(jìn)行計(jì)算,模型包含的所有四面體的體積之和即為所求SRV值。采用Delaunay三角剖分算法得到的SRV值為323×104m3,采用AlphaShape算法得到的SRV值為255×104m3。雖然這兩種方法都可以將事件點(diǎn)進(jìn)行包裹形成封閉包絡(luò)進(jìn)行SRV值求取,但采用AlphaShape算法得到的SRV值更為精確,得到的不規(guī)則包絡(luò)體模型與微地震監(jiān)測的結(jié)果具有更好的貼合度,并且可以剔除非產(chǎn)能區(qū)域帶來的誤差影響,其計(jì)算的包絡(luò)體還具有一定的收縮性,根據(jù)不同的參數(shù)α進(jìn)行計(jì)算,可以快速得到較為精確的SRV值。

圖5 Delaunay三角剖分算法結(jié)果

圖6 AlphaShape算法結(jié)果

1.3 裂縫體積密度計(jì)算方法

頁巖水力壓裂改造過程是依靠高壓流體在地層巖石中產(chǎn)生裂縫的過程,這一過程將遵循能量守恒和物質(zhì)平衡定理,所以求取裂縫體積可以通過注入壓裂液總體積減去濾失體積獲得[15]。注入壓裂液總體積可知,需要對濾失體積進(jìn)行計(jì)算。

濾失的定義,簡單來說,就是由于縫內(nèi)外存在壓力差,注入壓裂液超過了油層的吸收能力而產(chǎn)生的現(xiàn)象[16]。壓裂濾失在水力壓裂研究中是一個(gè)非常關(guān)鍵的參數(shù),它會(huì)影響生成裂縫的幾何形狀、分布等[17]。目前對濾失量的研究,一般通過求取濾失系數(shù)來求取濾失體積。

濾失系數(shù)與壓力有關(guān),一般認(rèn)為,整個(gè)裂縫壓裂閉合期間的濾失系數(shù)不變,且施工過程中濾失系數(shù)相同。壓裂液的濾失體積Vl的計(jì)算公式[18]為:

(2)

式中:c為液體的濾失系數(shù);h為裂縫高度;n為有效裂縫段數(shù);x為平均裂縫長度;τ(t)為t時(shí)刻壓裂液到達(dá)x處的時(shí)間。

由(2)式可知,濾失體積與有效裂縫段數(shù)n、平均裂縫長度x有關(guān)。根據(jù)能量守恒原理,在體積壓裂過程中注入地層中的能量轉(zhuǎn)化為裂縫內(nèi)流體的壓力能、動(dòng)能、摩擦產(chǎn)生的消耗能、巖石形變產(chǎn)生的張裂能,這些能量的轉(zhuǎn)化將遵循最小能量路徑[19],總能量滿足的平衡方程為:

(3)

式中:x′為裂縫增長率;Q為總能量;C為常數(shù)。

將壓力能、動(dòng)能、摩擦產(chǎn)生的消耗能、巖石形變產(chǎn)生的張裂能代入(3)式可以得到:

(4)

式中:V為裂縫總體積;es為比表面能;σh為最小水平地應(yīng)力;w為縫網(wǎng)內(nèi)裂縫的平均寬度;p為裂縫內(nèi)的平均壓力;f為范寧摩阻系數(shù)。

在壓裂過程中的物質(zhì)平衡方程為:

(5)

式中:qinj為注入壓裂液量。

裂縫的平均寬度計(jì)算公式為:

(6)

式中:E為楊氏彈性模量;δ為泊松比。

壓裂過程中裂縫的擴(kuò)展速度等于此時(shí)裂縫內(nèi)流體的流動(dòng)速度,在壓裂的初始時(shí)刻(t=0時(shí)),裂縫的擴(kuò)展速度等于此時(shí)孔眼內(nèi)流體的流動(dòng)速度,由此邊界條件求取常數(shù)C。

裂縫的擴(kuò)展速度計(jì)算公式為:

(7)

式中:t為注入時(shí)間;pinj為縫口壓力。

孔眼流體速度計(jì)算公式為:

(8)

式中:N為射孔孔眼數(shù);r為射孔眼半徑。

初始時(shí)刻,裂縫的擴(kuò)展速度與孔眼內(nèi)液體的流動(dòng)速度相等,可以求出常數(shù)C:

(9)

聯(lián)立公式(2)～公式(9),可得有效裂縫段數(shù)n與平均裂縫長度x滿足的方程,即:

(10)

由于壓裂改造體積范圍內(nèi)裂縫長度和裂縫段數(shù)是關(guān)于濾失量的函數(shù),因而可以采用迭代方法進(jìn)行計(jì)算。首先假設(shè)在初始時(shí)刻濾失量為0,計(jì)算出該段的平均裂縫長度與有效裂縫段數(shù),然后增加一個(gè)單位Δt的時(shí)間,計(jì)算出該時(shí)刻平均裂縫長度與有效裂縫段數(shù),將計(jì)算結(jié)果代入公式(2)中,求出新時(shí)刻的濾失體積,按照此方法依次迭代計(jì)算,直到工程施工時(shí)間結(jié)束為止,可以計(jì)算出最終的濾失體積Vl,注入壓裂液總體積記為VE。

裂縫體積Vc的表達(dá)式為:

Vc=VE-Vl

(11)

裂縫體積密度ρv作為頁巖氣產(chǎn)能的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),其表達(dá)式為:

(12)

2 實(shí)例分析

頁巖氣井的產(chǎn)能主要受儲層含油度等地質(zhì)條件和壓裂工程改造效果的影響,為了更真實(shí)地反映體積壓裂工程改造效果與頁巖氣產(chǎn)能之間的關(guān)系,我們選取重慶涪陵地區(qū)頁巖氣田的某頁巖氣儲層微地震監(jiān)測項(xiàng)目作為測試工區(qū),并挑選相鄰5口水平井作為研究對象,分析了其連續(xù)一年的頁巖氣累積產(chǎn)量。所選取的5口井的井身結(jié)構(gòu)基本相同,各井的參數(shù)如井底壓力、溫度、巖性、含油性、流體黏度、孔隙度、滲透率等儲層地質(zhì)條件基本一致,微地震監(jiān)測結(jié)果及初期試采情況均說明各井之間不連通,并在生產(chǎn)初期排除了各井之間的相互干擾。

5口井的設(shè)計(jì)壓裂段數(shù)分別設(shè)置為10段、16段、18段、9段和12段。壓裂過程主要以低粘度滑溜水作為壓裂液。在多級壓裂改造過程中,采用微震監(jiān)測設(shè)備對微地震事件點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位和采集。對采集到的5口井的微震事件點(diǎn)數(shù)據(jù)分別采用AlphaShape方法進(jìn)行SRV值求取,根據(jù)事件點(diǎn)分布分別設(shè)置合適的α進(jìn)行SRV值求取。非壓裂改造區(qū)域的剔除依據(jù)微震事件的分布密度與α的大小設(shè)置來計(jì)算,需要根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)的產(chǎn)能效果對α的大小進(jìn)行校正,從而得到較為合理的SRV計(jì)算結(jié)果。α設(shè)置越大,SRV值越大;α設(shè)置越小,SRV值越小。根據(jù)微震檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整后,對于這5口井,本文將α分別設(shè)置為100,80,90,100,80時(shí)可以得到較為合理的SRV值。

5口井的主要相關(guān)參數(shù)如表1所示。由表1可知,5口井中,井2的SRV值最小,井3的SRV值最大,而裂縫體積密度最小的為井4,裂縫體積密度最大的為井3,與最終的頁巖氣年累計(jì)產(chǎn)量進(jìn)行比對,井3的SRV值、裂縫體積密度、年累計(jì)產(chǎn)量均為5口井中最大,但是SRV值最小的井2,其年累計(jì)產(chǎn)量卻不是5口井中最小的,而裂縫體積密度最小的井4對應(yīng)的累計(jì)產(chǎn)量也最小,裂縫體積密度與年累計(jì)產(chǎn)量是一一對應(yīng)的。裂縫體積與頁巖氣年累計(jì)產(chǎn)量之間的關(guān)系不足以說明頁巖氣產(chǎn)能的效果,因?yàn)樘烊涣芽p與壓裂裂縫之間的溝通不足時(shí),也可能出現(xiàn)壓裂裂縫體積較大的特點(diǎn),但是此時(shí)并沒有形成復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò),對頁巖氣的產(chǎn)出沒有較好的促進(jìn)作用。因此要更為可靠地對頁巖儲層壓裂改造效果進(jìn)行評價(jià),還需考慮其儲層改造范圍與裂縫體積之間的關(guān)系,從而得出儲層內(nèi)部裂縫的復(fù)雜程度,前人研究成果也表明水力壓裂作用形成的壓裂主裂縫連通次級裂縫形成復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò),通常壓裂形成的裂縫越復(fù)雜,儲層壓裂改造的效果越好,頁巖氣產(chǎn)能效果越好[20-21]。

表1 5口井的主要參數(shù)數(shù)據(jù)

將5口井的SRV值、裂縫體積密度、年累計(jì)產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析,得到的相關(guān)性函數(shù)與關(guān)系曲線如圖7 所示。從圖7a可知,5口井的SRV值與其對應(yīng)的年累計(jì)產(chǎn)量的相關(guān)性指數(shù)較低,主要是由井5、井1和井4之間SRV值與累計(jì)產(chǎn)量之間相關(guān)性較差造成的,井5、井1和井4的SRV值依次增大,但是頁巖氣累計(jì)產(chǎn)量卻依次減小,雖然井2、井3的SRV值與累計(jì)產(chǎn)量之間的契合度較高,但在預(yù)測頁巖氣產(chǎn)量時(shí),會(huì)存在一些氣井的SRV值與頁巖氣產(chǎn)量之間沒有較好的相關(guān)性,因而對最終的產(chǎn)量預(yù)測評價(jià)結(jié)果產(chǎn)生誤導(dǎo)。由圖7b可知,5口井的裂縫體積密度與其對應(yīng)的年累計(jì)產(chǎn)量之間的相關(guān)性較好,相關(guān)系數(shù)達(dá)到了0.94,每一口井的裂縫體積密度與其年累計(jì)產(chǎn)量之間一一對應(yīng),即認(rèn)為井的裂縫體積密度越大,則年累計(jì)產(chǎn)量越高。通過這5口井的產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)分析,驗(yàn)證了本文方法對于頁巖氣井的產(chǎn)能效應(yīng)具有很好的指導(dǎo)預(yù)測作用。

圖7 相關(guān)性分析結(jié)果a SRV值與年累計(jì)產(chǎn)量的關(guān)系; b 裂縫體積密度與年累計(jì)產(chǎn)量的關(guān)系

3 結(jié)束語

對頁巖氣井壓裂后改造的產(chǎn)能效果進(jìn)行合理有效的評價(jià)是目前頁巖勘探開發(fā)研究的熱點(diǎn)問題之一。本文結(jié)合水力壓裂儲層內(nèi)部縫網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,提出裂縫體積密度概念,并對地質(zhì)條件相同的5口井進(jìn)行頁巖氣產(chǎn)量分析,結(jié)果表明,裂縫體積密度與頁巖氣產(chǎn)量具有很好的相關(guān)性,裂縫體積密度越大,壓裂改造的效果越好。相較于SRV評價(jià)參數(shù),裂縫體積密度不僅解決了SRV在一些情況下對頁巖氣產(chǎn)能預(yù)測不合理的問題,且基于儲層內(nèi)部真實(shí)裂縫形態(tài)對壓裂改造效果進(jìn)行評價(jià),對于裂縫擴(kuò)展情況監(jiān)測也具有很好的參考價(jià)值。

本文提取的頁巖氣井的數(shù)據(jù)較少,具有一定的局限性,但是提供了一種新的頁巖氣產(chǎn)量預(yù)測方法,天然裂縫與壓裂裂縫之間的連通是體積壓裂的主要目的,如果可以掌握水力壓裂裂縫的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展規(guī)律,將對裂縫的形成機(jī)理有更深入的了解,從而進(jìn)行更精確的壓裂后產(chǎn)能預(yù)測。