一種評價頁巖氣水平井氣層產(chǎn)氣性的方法

葉應貴　王振興　廖如剛　石元會

摘 要：采用Delphi法優(yōu)選建模參數(shù)，建立一種利用工區(qū)均方根產(chǎn)能指數(shù)預測頁巖氣井水平段氣層無阻流量的方法，在四川盆地某頁巖氣田應用65口井，無阻流量計算誤差平均不超過±30%，產(chǎn)氣性評價符合率達到89.2%。

關(guān)鍵詞：頁巖氣；水平井；氣層；產(chǎn)氣性；評價方法

頁巖氣是一種新型清潔能源，是國內(nèi)外非常規(guī)能源開發(fā)的熱點之一。由于國內(nèi)頁巖氣開發(fā)起步相對較晚，成本高，風險極大，技術(shù)門檻高，導致各類投資相對較少，包括頁巖氣水平井地質(zhì)導向后的水平段氣層產(chǎn)氣性定量評價在內(nèi)，許多關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)方面仍處于空白狀態(tài)。

1 技術(shù)背景

頁巖氣層產(chǎn)氣性評價常用方法，主要是利用頁巖氣儲層孔隙度、含氣飽和度、總有機碳含量、含氣量等關(guān)鍵參數(shù)綜合評價，多表現(xiàn)為“定性”。由于缺乏頁巖氣水平井水平段氣層無阻流量錄測井預測方法，頁巖氣儲層錄測井解釋評價和頁巖氣水平井隨鉆地質(zhì)導向后的水平段氣層產(chǎn)氣性評價很少使用無阻流量參數(shù)，也無法通過可比的評估對象進行壓裂測試效果預測。隨著頁巖氣開發(fā)的深入和實踐經(jīng)驗的豐富，研究基于儲層特征和壓裂作業(yè)資料的頁巖氣水平井水平段氣層產(chǎn)氣性評價方法是非常必要的，能有效提高頁巖氣勘探開發(fā)綜合效益。

2 評價模型與方法

2.1 參數(shù)選取

建模參數(shù)包括：產(chǎn)氣性待評價氣層，需依據(jù)傳統(tǒng)方法解釋的優(yōu)質(zhì)頁巖氣層（Ⅰ類）、頁巖氣層（Ⅱ類），不包括含氣層（Ⅲ類）；頁巖氣水平井水平段氣層長度、壓裂液總量、支撐劑用量、無阻流量、單井產(chǎn)能指數(shù)、工區(qū)均方根（RMS）產(chǎn)能指數(shù)等，采用Delphi（德爾斐）分析法。

Delphi法核心是采用背對背的通信方式征詢專家組成員的預測意見，經(jīng)過幾輪征詢，使專家小組的預測意見趨于集中，最后做出符合市場未來發(fā)展趨勢的預測結(jié)論。Delphi法特點是依據(jù)一定的程序，以反復填寫問卷搜集各方意見，并采用匿名方式，專家組成員之間不發(fā)生橫向聯(lián)系，互相不討論。經(jīng)過幾輪反復征詢和反饋，專家意見逐步趨于集中，最后形成可靠的集體判斷結(jié)果。因此，該方法也常被稱為專家評價法。

2.2 評價模型

評價頁巖氣井水平段氣層產(chǎn)氣性工作流程見圖1。

（1）根據(jù)工區(qū)內(nèi)頁巖氣水平井已試井資料，包括頁巖氣水平井水平段氣層長度Ln、壓裂液總量VFn、支撐劑用量VSn和無阻流量QAOFn（n為1，2，…，N），確定工區(qū)單井樣本的產(chǎn)能指數(shù)IAOFn和全體建模樣本的均方根（RMS）產(chǎn)能指數(shù)IAAOF，計算模型：

IAOFn=QAOFn/（VFn+VSn）/Ln

IAAOF=[（IAOF12+IAOF22+…+IAOFn2）/N]1/2

（2）確定待評價頁巖氣井水平段氣層長度Lx。

（3）估算待評價井水平段氣層水力壓裂用壓裂液總量VFx、支撐劑用量VSx。

（4）利用模型QAOFx=IAAOF×Lx×（VFx+VSx）計算待評價頁巖氣井水平段氣層無阻流量QAOFx，通過實例驗證QAOFx計算結(jié)果，通常要求相對誤差不超過±20%。

（5）根據(jù)QAOFx評價待預測頁巖氣井水平段氣層產(chǎn)氣性。

2.3 具體方法

（1）根據(jù)工區(qū)內(nèi)頁巖氣水平井已試井資料確定平均產(chǎn)能指數(shù)IAAOF：

確定均方根（RMS）產(chǎn)能指數(shù)IAAOF方法是：根據(jù)工區(qū)內(nèi)頁巖氣水平井已試井資料，確定建模井數(shù)量N，要求N？芏6；根據(jù)錄井或測井解釋結(jié)果，獲取每口已試井的頁巖氣水平井水平段氣層長度Ln（n=1，2，…，N）；根據(jù)壓裂作業(yè)記錄資料，獲取每口已試井的頁巖氣水平井水平段氣層水力壓裂用壓裂液總量VFn、支撐劑用量VSn、無阻流量QAOFn；通過公式IAOFn=QAOFn/（VFn+VSn）/Ln計算每口已試井單井建模樣本的產(chǎn)能指數(shù)IAOFn。

式中：已試井無阻流量QAOFn，單位為104m3/d；

已試井壓裂液體積VFn，單位為104m3；

已試井支撐劑體積VSn，單位為104m3；

已試井頁巖氣水平井水平段氣層長度Ln，單位為100m。

已試井產(chǎn)能指數(shù)IAOFn，單位為104m3/d/104m3/100m。

通過公式IAAOF=[（IAOF12+IAOF22+…+IAOFn2）/N]1/2計算工區(qū)已試井建模樣本的均方根（RMS）產(chǎn)能指數(shù)IAAOF。

（2）確定待評價頁巖氣井水平段氣層長度Lx。

（3）估算待評價頁巖氣井水平段氣層水力壓裂用壓裂液總量VFx、支撐劑用量VSx。

（4）利用模型QAOFx=IAAOF×Lx×（VFx+VSx）計算待評價頁巖氣井水平段氣層無阻流量QAOFx。

式中：待評價井無阻流量QAOFx，單位為104m3/d；

待評價井壓裂液體積VFx，單位為104m3；

待評價井支撐劑體積VSx，單位為104m3；

待評價井頁巖氣水平井水平段氣層長度Lx，單位為100m；

待評價井產(chǎn)能指數(shù)IAAOF，單位為104m3/d/104m3/100m。

（5）根據(jù)QAOFx評價待預測頁巖氣井水平段氣層產(chǎn)氣性；評價標準：

待評價井無阻流量？芏100×104m3/d，為特高產(chǎn)井；

待評價井無阻流量？芏50×104m3/d，為高產(chǎn)井；

待評價井無阻流量？芏10×104m3/d，為中等產(chǎn)能井；

待評價井無阻流量<10×104m3/d，為低產(chǎn)井。

（6）輸出計算和評價結(jié)果。

3 應用效果

頁巖氣井水平段氣層產(chǎn)氣性定量評價方法已在四川盆地某頁巖氣田JSB、PQ等區(qū)塊應用65口井，水平井水平段氣層產(chǎn)氣性評價符合率達到89.2%，無阻流量計算誤差平均不超過±30%，評價精度高、效果好，能滿足現(xiàn)場頁巖氣井無阻流量快速預測和水平段氣層產(chǎn)氣性評價工作需要，能提高頁巖氣勘探開發(fā)綜合效益，提升了江漢測錄井公司頁巖氣儲層錄測井評價技術(shù)實力和服務水平。

4 結(jié)束語

給出的頁巖氣水平井水平段氣層產(chǎn)氣性定量評價方法，主要是基于錄測井解釋的優(yōu)質(zhì)頁巖氣層（Ⅰ類）、頁巖氣層（Ⅱ類）和已試井資料，快速求取建模井單井頁巖氣水平井水平段氣層產(chǎn)能指數(shù)和工區(qū)均方根（RMS）產(chǎn)能指數(shù)，進而計算待預測井水平段氣層無阻流量。通過計算得到的無阻流量評價其產(chǎn)氣性，較好地解決了錄測井現(xiàn)場頁巖氣水平井水平段氣層產(chǎn)氣性快速評價問題，能夠滿足頁巖氣水平井隨鉆地質(zhì)導向后的水平段頁巖氣層產(chǎn)氣性評價需求。方法簡便易行，成本低，深受現(xiàn)場人員歡迎。

參考文獻

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作者簡介：葉應貴（1968-），男，本科，高級工程師，研究方向為頁巖氣勘探與開發(fā)。

*通訊作者：石元會。