致密油藏壓裂水平井產(chǎn)能影響因素綜述

朱國偉

（長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100）

引言

致密油是指夾在或緊鄰優(yōu)質(zhì)生油層系的致密碎屑巖或者碳酸鹽巖儲層中,未經(jīng)過大規(guī)模長距離運(yùn)移而形成的石油聚集，一般無自然產(chǎn)能，需通過大規(guī)模壓裂才能形成工業(yè)產(chǎn)能[1]。致密油藏與常規(guī)油藏差異大，產(chǎn)能主控因素認(rèn)識不清，制約著油井的產(chǎn)能。對產(chǎn)能主控因素進(jìn)行分析，可以為后續(xù)壓裂水平井的壓裂參數(shù)設(shè)計(jì)、采油方式的選擇和生產(chǎn)制度的優(yōu)化提供依據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)油田的降本增效。前人對于致密油藏產(chǎn)能影響因素的研究主要分為兩個(gè)方面：一是利用流體的滲流機(jī)理或數(shù)值模擬方法建立的產(chǎn)能模型對各參數(shù)進(jìn)行分析，二是利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法對油田現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

一、基于數(shù)學(xué)模型研究現(xiàn)狀

張學(xué)文[2]通過數(shù)值模擬方法，對人工裂縫的走向、壓裂段數(shù)、裂縫長度、裂縫導(dǎo)流能力、裂縫間距、基質(zhì)滲透率等因素進(jìn)行了分析。研究表明：最優(yōu)裂縫長度與裂縫導(dǎo)流能力和儲層滲透率有關(guān)。Guo[3]結(jié)合了裂縫形態(tài)提出了一個(gè)新的壓裂水平井產(chǎn)能模型，并分析了裂縫幾何參數(shù)、裂縫導(dǎo)流能力、裂縫走向、壓裂段數(shù)和裂縫間距等因素對產(chǎn)能的影響。Gilbert[4]通過數(shù)值模擬的方法對壓裂水平井的裂縫條數(shù)、裂縫間距、裂縫導(dǎo)流能力以及裂縫的位置等因素進(jìn)行了分析。王曉泉[5]采用數(shù)值模擬軟件研究了壓裂級數(shù)、裂縫半長、裂縫形態(tài)等因素對致密油藏壓裂水平井的產(chǎn)能的影響。王倩[6]基于致密油藏的參數(shù)，進(jìn)行了正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，得到了不同參數(shù)對壓裂水平井產(chǎn)能、裂縫產(chǎn)量貢獻(xiàn)和增產(chǎn)倍數(shù)的影響程度，影響壓裂水平井產(chǎn)能的主要因素依次為基質(zhì)滲透率、油層厚度、裂縫條數(shù)、裂縫半長、裂縫導(dǎo)流能力。彭暉[7]采用數(shù)值模擬方法，研究不同參數(shù)對產(chǎn)能的影響，并定義了影響因子，將油藏地質(zhì)參數(shù)對不同階段單井產(chǎn)量的影響程度進(jìn)行量化。結(jié)果表明，壓裂井的初期產(chǎn)能與天然裂縫的電導(dǎo)率有關(guān)，產(chǎn)量下降的速度取決于基質(zhì)的孔隙度；當(dāng)水平井眼的方向垂直于裂縫的方向時(shí)，通?？梢詫?shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)率。合理的交錯裂縫間距可以有效恢復(fù)裂縫與井間的儲量，提高開發(fā)效果。谷建偉[8]利用保角變換，建立考慮壓敏效應(yīng)和啟動壓力梯度的產(chǎn)能模型，分析表明壓敏效應(yīng)對產(chǎn)能的影響大于啟動壓力梯度對產(chǎn)能的影響；增加裂縫長度和中部裂縫的間距可以提高產(chǎn)能。

二、基于油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)研究現(xiàn)狀

在油田開發(fā)過程中，積累了大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于深度認(rèn)識油藏具有極其重要的作用。利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對油田現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以找出產(chǎn)能的影響因素。

連承波[9]運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析理論，通過各種產(chǎn)能影響因素的關(guān)聯(lián)度大小來確定影響油田產(chǎn)量因素的主次關(guān)系，采用灰色關(guān)聯(lián)分析方法可以對油田產(chǎn)量影響因素進(jìn)行定量分析，且計(jì)算簡單、對數(shù)據(jù)量要求不高。曲占慶[10]基于灰色關(guān)聯(lián)方法，利用某氣田的生產(chǎn)數(shù)據(jù)對壓裂效果的影響因素進(jìn)行評價(jià)分析，最終確定了影響壓裂效果參數(shù)的影響程度大小依次為滲透率、油藏厚度、油藏壓力、加砂量、壓裂液返排率和孔隙度，為壓裂生產(chǎn)提供了指導(dǎo)。王威[11]利用灰色關(guān)聯(lián)分析，多種相關(guān)系數(shù)和熵權(quán)法，對體積壓裂后初始產(chǎn)能與影響因素之間的相關(guān)程度進(jìn)行綜合分析，確定主要影響因素為：加砂量，加液量，原始地層壓力和基質(zhì)滲透率。

三、結(jié)論

目前基于模型分析結(jié)果對主控因素的認(rèn)識相對來說清晰且統(tǒng)一。增加裂縫條數(shù)、中部的裂縫間距、裂縫長度和裂縫導(dǎo)流能力可以一定程度上增加產(chǎn)能；而對于應(yīng)力敏感效應(yīng)、啟動壓力梯度等因素對產(chǎn)能起到了負(fù)面影響。

建立數(shù)學(xué)模型對產(chǎn)能影響因素分析的方法受限于所建立的模型本身，模型的好壞直接決定了分析結(jié)果。此外，模型的建立需要較高的時(shí)間成本和計(jì)算成本。

通過對油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析得出的結(jié)果沒有很好的一致性，不同的分析方法、生產(chǎn)數(shù)據(jù)可能得到不同的結(jié)論。因此，如何將分析結(jié)果用于油田生產(chǎn)指導(dǎo)，是一個(gè)亟待解決的問題。目前對于產(chǎn)能主控因素的分析仍然停留在單因素分析的基礎(chǔ)上，無法揭示各因素之間的協(xié)同作用，通過統(tǒng)計(jì)學(xué)的手段來對產(chǎn)能影響因素做更深入的分析是十分必要的。