大慶齊家高臺(tái)子致密油藏產(chǎn)能影響因素排序研究

趙建軍 (中石油大慶油田有限責(zé)任公司第九采油廠,黑龍江大慶 163853)

大慶齊家高臺(tái)子致密油藏產(chǎn)能影響因素排序研究

趙建軍 (中石油大慶油田有限責(zé)任公司第九采油廠,黑龍江大慶 163853)

大慶齊家高臺(tái)子致密油藏儲(chǔ)量規(guī)模巨大,多年來(lái)直井開(kāi)發(fā)效果較差。2013年以來(lái)采用水平井大規(guī)模體積壓裂方式投產(chǎn)部分單井,獲得產(chǎn)能突破。由于投產(chǎn)時(shí)間短,投產(chǎn)井?dāng)?shù)少,為快速找出水平井產(chǎn)能影響因素,為下步壓裂設(shè)計(jì)及施工提供依據(jù),通過(guò)采用信息量分析和灰色關(guān)聯(lián)2種方法對(duì)大慶齊家地區(qū)體積壓裂水平井產(chǎn)能參數(shù)的影響程度進(jìn)行了計(jì)算與檢驗(yàn),確定了各參數(shù)對(duì)產(chǎn)能的影響程度。結(jié)果表明,有效厚度、壓裂縫長(zhǎng)、水平井長(zhǎng)度是影響齊家地區(qū)致密油水平井主要參數(shù),而地層壓力、原油黏度和壓裂液用量是次要影響參數(shù)。下步可從影響產(chǎn)能主要可控因素入手,有效提高齊家地區(qū)高臺(tái)子致密油壓裂水平井產(chǎn)能。

齊家致密油藏;壓裂;水平井;產(chǎn)能;信息量分析;灰色關(guān)聯(lián)

針對(duì)大慶西部地區(qū)致密油儲(chǔ)量潛力大、單井產(chǎn)量低的問(wèn)題,近2年來(lái)勘探及開(kāi)發(fā)部門(mén)探索試驗(yàn)了長(zhǎng)水平井配合體積壓裂的提產(chǎn)技術(shù),目前取得一定產(chǎn)能突破。為下一步推廣該項(xiàng)技術(shù),需要對(duì)體積壓裂水平井產(chǎn)能影響因素進(jìn)行研究,找出影響致密油產(chǎn)量的主要因素,為后續(xù)水平井設(shè)計(jì)提供重要參考依據(jù)。

影響水平井產(chǎn)能高低的因素較多,主要有儲(chǔ)層因素 (如滲透率情況、有效厚度情況、地層壓力情況等)、流體流動(dòng)能力因素 (如地層原油黏度高低等)、水平井工程設(shè)計(jì)情況 (如支撐劑用量、壓裂液用量、水平段長(zhǎng)度等)、裂縫因素 (如壓裂縫長(zhǎng)、壓裂段數(shù)等)。下面,筆者就是在資料較少情況下,以大慶西部齊家地區(qū)致密油區(qū)塊已投產(chǎn)生產(chǎn)的QP1、QP2、QP3、L26-P5共4口井為研究對(duì)象,綜合考慮地質(zhì)因素、流體性質(zhì)、水平井設(shè)計(jì)參數(shù)及裂縫因素在內(nèi)多種因素,快速運(yùn)用信息量分析和灰色關(guān)聯(lián)分析2種方法找出影響水平井產(chǎn)能的主要及次要因素,從而為油田現(xiàn)場(chǎng)部署水平井和設(shè)計(jì)水平井壓裂施工提供重要參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

大慶西部齊家地區(qū)位于松遼盆地齊家凹陷北部及龍虎泡大安階地中部,高臺(tái)子層資源潛力近3.0×108t。高臺(tái)子油層屬于白堊系青山口組第二、三段地層,緊鄰烴源巖排烴中心,縱向上,青二段和青三段本身就是一套烴源巖與砂巖儲(chǔ)集層共生地層,下部又緊鄰青一段優(yōu)質(zhì)烴源巖,平面上處于齊家生烴凹陷中心及附近斜坡帶,為典型致密油藏。主要儲(chǔ)集層為粉砂巖,空氣滲透率主要在1.0mD以下,孔隙度在12%以下,原油密度在0.84g/cm3上下。

2 產(chǎn)能影響因素信息量方法分析

該方法就是首先在分析研究對(duì)象基礎(chǔ)上選取某一產(chǎn)能數(shù)值作為分類標(biāo)準(zhǔn),然后以此將研究對(duì)象劃分為A類和B類,并分別分析各產(chǎn)能影響參數(shù)不同數(shù)值區(qū)間投影在A類和B類的頻率,最后對(duì)比分析這些頻率屬于2個(gè)類別 (A類和B類)的分配及差別情況,差別程度越小,表明該因素影響程度低,信息量越小,反之相反。使用此種方法計(jì)算各種影響因素對(duì)致密油藏采用水平井壓裂開(kāi)發(fā)后產(chǎn)能所對(duì)應(yīng)的信息量大小。每個(gè)影響因素總信息量的大小表明此因素對(duì)水平井產(chǎn)能影響程度的強(qiáng)弱,總信息量大表明該因素對(duì)產(chǎn)能的影響程度也越大。

齊家地區(qū)高臺(tái)子油層共投產(chǎn)4口致密油水平井,其初始產(chǎn)能及需要計(jì)算的影響參數(shù)如表1所示。壓裂水平井初始產(chǎn)能標(biāo)準(zhǔn)定為20t/d,小于20t/d為A類,大于20t/d為B類。

表1 大慶齊家體積壓裂水平井初始產(chǎn)能及影響參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

各因素信息量計(jì)算步驟為:

①投影在A類和B類的頻率轉(zhuǎn)換為以百分?jǐn)?shù)形式的概率頻率yAδ和yBδ,δ為區(qū)間的序號(hào);

由于已投產(chǎn)水平井井?dāng)?shù)過(guò)少,個(gè)別計(jì)算結(jié)果為0,無(wú)法進(jìn)行下步平均概率比值計(jì)算,筆者針對(duì)平均概率頻率計(jì)算了2次;

運(yùn)用此方法對(duì)包括有效厚度、滲透率等9個(gè)影響因素信息量進(jìn)行逐一計(jì)算。有效厚度信息量計(jì)算結(jié)果(見(jiàn)表2)表明,有效厚度對(duì)產(chǎn)能影響的總信息量為458.9。

表2 有效厚度信息量計(jì)算表

從各參數(shù)計(jì)算分析結(jié)果 (見(jiàn)圖1)看出,有效厚度、縫長(zhǎng)及水平段長(zhǎng)度信息量明顯比其余參數(shù)高,是影響水平井產(chǎn)能的主要因素。

圖1 各參數(shù)總信息量對(duì)比圖

3 產(chǎn)能影響因素灰色關(guān)聯(lián)方法分析

灰色關(guān)聯(lián)就是在信息不完全時(shí),對(duì)2個(gè)系統(tǒng)之間的因素進(jìn)行分析,根據(jù)因素之間發(fā)展趨勢(shì)的相似或相異程度,亦即 “灰色關(guān)聯(lián)度”,作為衡量因素間關(guān)聯(lián)程度的一種方法。若2個(gè)因素變化趨勢(shì)具有一致性,即同步變化程度較高,說(shuō)明兩者關(guān)聯(lián)程度較高;反之,則較低。從而找到主要特性和影響因素,發(fā)現(xiàn)主要矛盾。如分析有效厚度與初始產(chǎn)能的關(guān)聯(lián),就是在計(jì)算每口井有效厚度與初始產(chǎn)能的關(guān)聯(lián)系數(shù)基礎(chǔ)上計(jì)算有效厚度平均關(guān)聯(lián)系數(shù)來(lái)進(jìn)行各因素灰關(guān)聯(lián)對(duì)比分析。這種對(duì)單一因素對(duì)產(chǎn)能的關(guān)聯(lián)系數(shù)進(jìn)行計(jì)算對(duì)樣本量沒(méi)有太高要求,因此具有廣泛的實(shí)用性。

設(shè)X0={x0(k)|k=12,…,n}為參考數(shù)列(即母序列),Xi={xi(k)|k=1,2,…,n}(i=1, 2,…,m)為比較序列(即子序列或因素序列),n為各參數(shù)取值數(shù)(即井?dāng)?shù)),m為子序列的個(gè)數(shù)(即參數(shù)的個(gè)數(shù))。在對(duì)母序列及子序列各參數(shù)進(jìn)行歸一化后基礎(chǔ)上,xi(k)與x0(k)的關(guān)聯(lián)系數(shù)ξ為:

依據(jù)上述公式可求出xi與x0的關(guān)聯(lián)系數(shù)為ξi={ξi(k)|k=1,2,…,n},利用平均值法求關(guān)聯(lián)度。

根據(jù)表1中數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,以產(chǎn)能數(shù)據(jù)為母序列,其余9個(gè)參數(shù)為子序列,計(jì)算出的灰關(guān)聯(lián)系數(shù)如表3所示。根據(jù)表3中的計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)得到各個(gè)參數(shù)關(guān)聯(lián)度,并進(jìn)行排序,從而得到各參數(shù)關(guān)聯(lián)度高低順序(見(jiàn)圖2)。

表3 大慶齊家體積壓裂水平井關(guān)聯(lián)系數(shù)表

圖2 大慶齊家體積壓裂水平井產(chǎn)能影響參數(shù)灰關(guān)聯(lián)序柱狀圖

4 結(jié)果對(duì)比分析

上述研究結(jié)果表明,快速運(yùn)用信息量分析和灰色關(guān)聯(lián)分析這2種方法,雖然其原理及計(jì)算方法不同,但計(jì)算出的結(jié)果具有較高的相似性,有效厚度、縫長(zhǎng)及水平井長(zhǎng)度排在前3位,為水平井產(chǎn)能主要影響因素滲透率緊隨其后,排在第4位。主要原因是致密油藏自然產(chǎn)能低或無(wú)自然產(chǎn)能,人工壓裂改造顯著提升了滲流面積,與地質(zhì)參數(shù)有效厚度、水平井長(zhǎng)度一起共同控制了水平井初始產(chǎn)能。

5 結(jié)論與建議

1)有效厚度、縫長(zhǎng)、水平井長(zhǎng)度是影響大慶齊家地區(qū)高臺(tái)子層水平井初期產(chǎn)能的主要因素。

2)應(yīng)用快速運(yùn)用信息量分析和灰色關(guān)聯(lián)分析方法進(jìn)行產(chǎn)能參數(shù)影響程度排序,具有較高相似性和一致性,說(shuō)明此2種方法均具有一定的實(shí)用性,可有效檢驗(yàn)大規(guī)模體積壓裂致密油水平井產(chǎn)能參數(shù)影響程度。

3)影響因素排名是分析投產(chǎn)初期試油的產(chǎn)能,不代表穩(wěn)定產(chǎn)能或開(kāi)發(fā)效果的排名,若需要研究對(duì)穩(wěn)定產(chǎn)能影響程度排名,需要待試驗(yàn)區(qū)井投產(chǎn)1年后重新論證。

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[編輯] 洪云飛

TE349

A

1673-1409(2014)20-0092-04

2014-03-01

國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2009ZX05009)。

趙建軍(1979),男,工程師,現(xiàn)主要從事致密油藏儲(chǔ)量有效動(dòng)用技術(shù)方面的研究工作。