基于大數(shù)據(jù)分析的深層頁(yè)巖氣水平井井距優(yōu)化新技術(shù)
——以四川盆地南部瀘州區(qū)塊陽(yáng)101井區(qū)為例

胡浩然 吳建發(fā) 楊學(xué)鋒 常 程 張德良 張 鑒 趙圣賢 樊懷才

中國(guó)石油西南油氣田公司頁(yè)巖氣研究院

0 引言

頁(yè)巖氣藏由于其低孔隙度、低滲透率、低豐度的特點(diǎn)，需采用水平井模式和體積壓裂技術(shù)才能獲得工業(yè)氣流。綜合考慮壓裂體積改造、人造裂縫形態(tài)等影響因素，開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)部署的井?dāng)?shù)決定了區(qū)塊儲(chǔ)量動(dòng)用程度和經(jīng)濟(jì)效益[1-2]。北美油公司開(kāi)發(fā)實(shí)踐表明，“滾動(dòng)開(kāi)發(fā)、逐步加密井網(wǎng)”的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)理念，使得新井、老井井間距逐漸縮小，井間干擾不斷加劇，開(kāi)發(fā)效益受到挑戰(zhàn)[3-4]。因此，我國(guó)四川盆地川南頁(yè)巖氣采用一次性井網(wǎng)部署，以保證單井產(chǎn)能和平臺(tái)采收率最大化[5]。然而，在深層頁(yè)巖氣復(fù)雜地質(zhì)特征和高強(qiáng)度壓裂改造條件下，如何確定一次井網(wǎng)部署的合理井距成了亟待解決的問(wèn)題。

目前頁(yè)巖氣井井距優(yōu)化設(shè)計(jì)主要基于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和數(shù)值模擬兩種技術(shù)方法開(kāi)展?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方面，Portis等[6]結(jié)合Eagle Ford頁(yè)巖區(qū)塊開(kāi)展的微地震監(jiān)測(cè)、示蹤劑監(jiān)測(cè)、壓力監(jiān)測(cè)等現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)實(shí)例，對(duì)比分析了井間干擾程度隨時(shí)間的變化關(guān)系，以此指導(dǎo)新部署井的井距優(yōu)化；Cakici等[7]基于Marcellus頁(yè)巖區(qū)塊分布式光纖監(jiān)測(cè)結(jié)果研究了壓裂縫網(wǎng)有效參數(shù)與最優(yōu)井距的內(nèi)在聯(lián)系；Lorwongngam等[8]采用數(shù)據(jù)分析方法對(duì)大量現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了總結(jié)分析，進(jìn)一步研究了水平井合理的井距范圍?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法通常需要大量實(shí)施井?dāng)?shù)據(jù)樣本點(diǎn)，涉及的投資及時(shí)間成本過(guò)高。川南深層頁(yè)巖氣現(xiàn)還處于上產(chǎn)的初期階段，壓裂井、投產(chǎn)井樣本點(diǎn)不足，無(wú)法通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方法對(duì)區(qū)域內(nèi)氣井井距進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在基于數(shù)值模擬技術(shù)的井距優(yōu)化研究方面，通常針對(duì)全區(qū)地質(zhì)模型，采用確定性正演的方式開(kāi)展“地質(zhì)建模—地應(yīng)力建?！獕毫涯M—產(chǎn)能模擬”全流程一體化模擬[9-10]，數(shù)據(jù)歷史擬合過(guò)程需要不斷調(diào)整地質(zhì)或工程參數(shù)，耗時(shí)較長(zhǎng)，同時(shí)由于壓后裂縫尺寸參數(shù)的不確定性影響，使得井距優(yōu)化結(jié)果多解性較強(qiáng)，代表性不足。雍銳等[11]在地質(zhì)工程一體化數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上形成了一套結(jié)合經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的頁(yè)巖氣水平井井距優(yōu)化方法，明確了川南寧209井區(qū)中深層頁(yè)巖氣合理井距范圍。但川南深層頁(yè)巖氣由于埋深大，天然裂縫發(fā)育，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)等特征，不同區(qū)域均有不同程度的井間竄通、井筒套變等干擾現(xiàn)象發(fā)生[12-13]。

因此，深層頁(yè)巖氣需根據(jù)不同地質(zhì)工程特征制定差異化的井距優(yōu)化方案，實(shí)現(xiàn)單井產(chǎn)能、平臺(tái)采收率及經(jīng)濟(jì)效益的最大化。本文針對(duì)深層頁(yè)巖氣井距優(yōu)化技術(shù)面臨的困難及挑戰(zhàn)，建立了一套結(jié)合數(shù)值模擬和大數(shù)據(jù)分析的井距優(yōu)化技術(shù)，即首先建立考慮不同天然裂縫發(fā)育特征的三維地質(zhì)模型；然后基于數(shù)值模擬方法，確定了地質(zhì)工程、壓裂工藝條件下具有概率統(tǒng)計(jì)意義的壓裂裂縫參數(shù)范圍，并開(kāi)展不同裂縫參數(shù)組合、不同井距條件下隨機(jī)產(chǎn)能預(yù)測(cè)；采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，兼顧單井產(chǎn)能、平臺(tái)采收率及經(jīng)濟(jì)效益，確定最具代表性的合理井距范圍。研究成果已應(yīng)用在陽(yáng)101井區(qū)頁(yè)巖氣井位部署中，已生產(chǎn)氣井實(shí)施效果良好，提出的新方法具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，為深層頁(yè)巖規(guī)模效益開(kāi)發(fā)提供有益借鑒。

1 深層頁(yè)巖氣井距優(yōu)化面臨的挑戰(zhàn)

瀘州區(qū)塊現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐表明，井間壓竄現(xiàn)象逐漸成為深層頁(yè)巖氣規(guī)模上產(chǎn)需要解決的首要問(wèn)題，其影響井次占總井次40%以上。井間壓竄是在氣井實(shí)施、生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)施工監(jiān)測(cè)、示蹤劑測(cè)試、井下分布式光纖等動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)手段觀察到的壓裂介質(zhì)竄通現(xiàn)象，主要受天然裂縫發(fā)育特征、氣井壓裂規(guī)模、水平井井間距影響。因此，厘清三者之間的關(guān)系成為避免井間壓竄或者降低壓竄程度的關(guān)鍵。通過(guò)三維地震資料處理解釋，結(jié)合地震曲率體、似然體屬性對(duì)天然裂縫形態(tài)特征進(jìn)行刻畫(huà)預(yù)測(cè)，結(jié)果顯示瀘州區(qū)塊主要發(fā)育多方向網(wǎng)狀縫，和走向與斷層方向近平行的單一方向縫兩種天然裂縫，其中網(wǎng)狀縫主要表現(xiàn)為似然體響應(yīng)，由沉積、成巖作用生成；單一方向裂縫主要表現(xiàn)為曲率體響應(yīng)，由構(gòu)造作用生成。

網(wǎng)狀縫發(fā)育區(qū)域，壓裂施工后更易形成復(fù)雜縫網(wǎng)，裂縫導(dǎo)流能力高，井間干擾現(xiàn)象普遍在相對(duì)小井距條件下發(fā)生。單一方向縫發(fā)育區(qū)域，壓裂施工后更易形成主裂縫，改造程度相對(duì)較低，且壓裂介質(zhì)更易沿主裂縫方向進(jìn)行遠(yuǎn)距離流動(dòng)，加劇井間壓竄現(xiàn)象發(fā)生[14]。因此，針對(duì)不同區(qū)域天然裂縫特征，通過(guò)優(yōu)化井距的方式，盡可能避免干擾現(xiàn)象發(fā)生，以實(shí)現(xiàn)單井產(chǎn)能的最大化、井間儲(chǔ)量的充分動(dòng)用[15-16]是深層頁(yè)巖氣的現(xiàn)實(shí)需求。

2 井距優(yōu)化新技術(shù)

2.1 主要技術(shù)思路

本文提出了從三維地質(zhì)模型刻畫(huà)、壓裂縫網(wǎng)參數(shù)反演、隨機(jī)產(chǎn)能模擬到預(yù)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)分析、經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)的頁(yè)巖氣水平井井距優(yōu)化新技術(shù)（圖1），包括：①針對(duì)網(wǎng)狀縫、單一方向縫形態(tài)特征，建立了天然裂縫發(fā)育區(qū)三維地質(zhì)模型；②在給定的裂縫參數(shù)初始范圍中隨機(jī)抽樣、組合開(kāi)展氣井壓裂施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)歷史擬合，通過(guò)不斷循環(huán)迭代，誤差函數(shù)不斷縮小，確定在當(dāng)前壓裂工藝參數(shù)條件下合理的裂縫半長(zhǎng)、裂縫高度、裂縫導(dǎo)流能力等縫網(wǎng)特征參數(shù)；③以反演的壓裂縫網(wǎng)參數(shù)范圍作為不確定參數(shù)輸入，開(kāi)展不同井距條件下隨機(jī)產(chǎn)能預(yù)測(cè)，基于蒙特卡洛概率統(tǒng)計(jì)方法對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析，建立單井最終可采儲(chǔ)量（EUR）及平臺(tái)采收率概率中值（P50值）隨井距變化的關(guān)系；④結(jié)合經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)圖版，確定合理的井距優(yōu)化范圍。

圖1 井距優(yōu)化新技術(shù)思路圖

該技術(shù)的核心是通過(guò)新一代嵌入式離散裂縫建模反演技術(shù)，削弱了壓裂裂縫參數(shù)不確定性的影響，大幅提高了計(jì)算效率；通過(guò)蒙特卡洛隨機(jī)建模模擬技術(shù)明確了概率最高、可能性最大的產(chǎn)能預(yù)測(cè)數(shù)值模擬結(jié)果，克服了結(jié)果可靠性較低、代表性存疑的缺點(diǎn)；通過(guò)EUR和采收率預(yù)測(cè)，確保更好的開(kāi)發(fā)效果，通過(guò)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的集合，實(shí)現(xiàn)更好的開(kāi)發(fā)效益。

2.2 嵌入式離散裂縫建模反演技術(shù)

目前常規(guī)壓裂模擬都是基于經(jīng)典的雙重介質(zhì)模型和多重介質(zhì)模型，流體在裂縫系統(tǒng)中均勻分布，不能準(zhǔn)確反映壓裂后流體在大規(guī)模縫網(wǎng)中的流動(dòng)狀態(tài)。且常規(guī)壓裂模擬基本上都假設(shè)裂縫完全貫穿整個(gè)頁(yè)巖儲(chǔ)層，裂縫高度等于儲(chǔ)層厚度，難以真實(shí)地模擬三維空間下的裂縫產(chǎn)能（裂縫高度不等于儲(chǔ)層厚度）[17-19]。為此，嵌入式離散裂縫建模技術(shù)（EDFM）應(yīng)運(yùn)而生，其在裂縫與數(shù)值模型之間搭建了一座橋梁，通過(guò)構(gòu)建不相鄰網(wǎng)格流動(dòng)模型，將裂縫網(wǎng)格不做簡(jiǎn)化地直接嵌入到基質(zhì)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱、不同屬性的傾斜裂縫在油藏模型中的刻畫(huà)。該技術(shù)不僅避免了復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格剖分過(guò)程，也不需要在裂縫周圍進(jìn)行大量的局部網(wǎng)格加密，總體網(wǎng)格數(shù)量大大降低，在裂縫數(shù)量巨大的情況下，確保了較高的計(jì)算效率和收斂性[20-21]。

不相鄰網(wǎng)格流動(dòng)模型主要考慮了4種情形[22-23]，包括：①基質(zhì)—裂縫溝通型連接；②自身裂縫溝通型；③裂縫—其他裂縫溝通型；④裂縫與井筒之間的連接。其中前三種網(wǎng)格流動(dòng)模型的等效滲流系數(shù)（TNNC）通用表達(dá)式為：

基質(zhì)—裂縫溝通型，式（1）中kNNC表示基質(zhì)滲透率，mD；ANNC表示裂縫面面積，m2；dNNC表示基質(zhì)到裂縫間的平均距離，m。自身裂縫溝通型，式（1）中kNNC表示裂縫滲透率，mD；dNNC表示裂縫網(wǎng)格中心到裂縫切面距離，m；ANNC表示裂縫切面面積，m2。裂縫—其他裂縫溝通型，式（1）中kNNC表示裂縫平均滲透率，mD；dNNC表示裂縫網(wǎng)格中心到裂縫相交面距離，m；ANNC為裂縫相交面面積，m2。

針對(duì)裂縫—井筒溝通型，模型定義了有效井指數(shù)（WIf）計(jì)算公式[24]：

式中Wf表示裂縫寬度，m；kf表示裂縫滲透率，mD；L表示裂縫網(wǎng)格長(zhǎng)度，m；W表示裂縫網(wǎng)格高度，m。

嵌入式EDFM技術(shù)可用于油氣藏模擬軟件進(jìn)行壓裂模擬及產(chǎn)能模擬[25]。結(jié)合蒙特卡洛—馬爾科夫鏈（MCMC）自動(dòng)歷史擬合技術(shù)[26]，通過(guò)擬合壓裂施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，不斷縮小誤差函數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)三維空間內(nèi)任意角度、高度、長(zhǎng)度、寬度裂縫的反演刻畫(huà)。

式中i表示實(shí)際數(shù)據(jù)點(diǎn)的序列；j表示歷史擬合目標(biāo)函數(shù)序列；n表示實(shí)際點(diǎn)的數(shù)量；m表示歷史擬合目標(biāo)函數(shù)數(shù)量；xij,model表示油藏模擬結(jié)果；xij,history表示生產(chǎn)數(shù)據(jù)；NFj表示歸一化數(shù)值，定義為油藏模擬結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)的最大差值，wij表示歷史擬合數(shù)據(jù)的權(quán)重。

2.3 蒙特卡洛隨機(jī)建模模擬技術(shù)

常規(guī)頁(yè)巖氣產(chǎn)能預(yù)測(cè)數(shù)值模擬的起點(diǎn)是基于壓裂模擬施工動(dòng)態(tài)曲線的歷史擬合、迭代得到一套壓裂裂縫參數(shù)組合，而該組數(shù)據(jù)的可靠性無(wú)法有效驗(yàn)證，也使得后續(xù)產(chǎn)能模擬得到唯一預(yù)測(cè)結(jié)果存在質(zhì)疑。蒙特卡洛隨機(jī)建模模擬技術(shù)突破常規(guī)數(shù)值模擬思路，直接從不確定性參數(shù)出發(fā)，通過(guò)隨機(jī)取樣建立模型并開(kāi)展產(chǎn)能預(yù)測(cè)，最終確定模擬結(jié)果的概率分布。該技術(shù)主要分為3個(gè)步驟[27-29]：①在EDFM技術(shù)反演的裂縫半長(zhǎng)、高度、導(dǎo)流能力等參數(shù)范圍中隨機(jī)取樣，將參數(shù)樣本組合代入到數(shù)值模擬器中對(duì)壓裂裂縫進(jìn)行刻畫(huà)；②在已建立的三維地質(zhì)模型基礎(chǔ)上，針對(duì)每一組壓裂裂縫樣本開(kāi)展產(chǎn)能模擬，預(yù)測(cè)單井EUR；③對(duì)所有預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)分析，建立概率分布區(qū)間，確定高概率P50值對(duì)應(yīng)的模擬結(jié)果。此結(jié)果則是考慮壓裂后縫網(wǎng)不確定性條件下，可能性最高、代表性最強(qiáng)的產(chǎn)能預(yù)測(cè)結(jié)果。基于隨機(jī)抽樣，產(chǎn)能模擬的次數(shù)越多，蒙特卡洛算法統(tǒng)計(jì)分析的P50值所代表的產(chǎn)能預(yù)測(cè)結(jié)果可靠性越高。

3 井距優(yōu)化新技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

以瀘州區(qū)塊陽(yáng)101井區(qū)為例，該井區(qū)為川南深層頁(yè)巖氣主要建產(chǎn)區(qū)，發(fā)育寬緩構(gòu)造，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層厚度大，Ⅰ類儲(chǔ)層連續(xù)厚度介于14～18 m，地層壓力系數(shù)普遍大于2.0，含氣飽和度和含氣量高，保存條件好，資源潛力大。

3.1 三維地質(zhì)建模

結(jié)合陽(yáng)101井區(qū)儲(chǔ)層特征參數(shù)（表1），建立了井區(qū)三維地質(zhì)模型，模型平面網(wǎng)格尺寸為15 m×15 m，縱向上網(wǎng)格尺寸介于0.9～1.9 m，模型網(wǎng)格總數(shù)達(dá)8 069×104。針對(duì)不同天然裂縫形態(tài)特征，對(duì)全區(qū)三維地質(zhì)模型進(jìn)行了剖分，建立了網(wǎng)狀裂縫、單一方向裂縫發(fā)育區(qū)地質(zhì)模型，儲(chǔ)量豐度分別為4.65×108m3/km2、4.43×108m3/km2。

表1 陽(yáng)101井區(qū)物性參數(shù)表

3.2 壓裂裂縫參數(shù)反演

以H1井為例，通過(guò)目標(biāo)井區(qū)天然裂縫地震預(yù)測(cè)圖判斷該井位于網(wǎng)狀縫發(fā)育區(qū)，壓裂段長(zhǎng)為1 751 m，平均用液強(qiáng)度為28.13 m3/m，平均加砂強(qiáng)度為2.03 t/m，平均主體排量為15.3 m3/m，平均簇間距為11.3 m。以該井動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)（日產(chǎn)氣量、日產(chǎn)水量、井底流壓），蒙特卡洛—馬爾科夫鏈（MCMC）自動(dòng)歷史擬合技術(shù)在初始設(shè)置的縫網(wǎng)不確定參數(shù)范圍內(nèi)自動(dòng)取樣，結(jié)合嵌入式EDFM裂縫建模技術(shù)在數(shù)值模擬器中生成裂縫碎片，通過(guò)定產(chǎn)擬合日產(chǎn)水量及井底流壓的方式，進(jìn)行自動(dòng)歷史擬合。自動(dòng)歷史擬合共進(jìn)行11步迭代，每一步迭代使用MCMC取樣2×104個(gè)，總共取樣22×104個(gè)，從22×104個(gè)樣本中篩選出200套實(shí)際氣藏模型進(jìn)行氣藏模擬，自動(dòng)提取模擬結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)?？傉`差值隨迭代次數(shù)增多而快速遞減，200套氣藏模擬中優(yōu)選出56套誤差小于20%的歷史擬合解，圖2可以看出模擬結(jié)果和實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)比較吻合。56套歷史擬合的解當(dāng)中，歷史擬合誤差最小的解對(duì)應(yīng)的模擬結(jié)果和實(shí)際數(shù)據(jù)吻合度高（圖3），也證實(shí)此裂縫參數(shù)反演技術(shù)的適應(yīng)性和可靠性。

圖2 56套歷史擬合的解對(duì)應(yīng)的模擬結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)比圖

圖3 最優(yōu)解對(duì)應(yīng)的模擬結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)比圖

以56套歷史擬合吻合度較好的解對(duì)應(yīng)選取的裂縫參數(shù)作為最終反演結(jié)果，并對(duì)裂縫半長(zhǎng)、裂縫高度、裂縫導(dǎo)流能力等主要參數(shù)結(jié)果進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)分析，繪制出概率分布及累積概率曲線圖（圖4）。結(jié)果顯示，頁(yè)巖氣水平井分段壓裂過(guò)程中，每一段作業(yè)實(shí)施面臨的儲(chǔ)層物性參數(shù)、天然裂縫發(fā)育程度及特征、施工情況不同，導(dǎo)致每一段壓裂裂縫向外拓展的長(zhǎng)度差異性較大；在高強(qiáng)度壓裂施工條件下，近井筒形成的人工裂縫的導(dǎo)流能力遠(yuǎn)高于天然裂縫。

圖4 裂縫參數(shù)概率分布及累積概率曲線圖

由概率分析得到的P50值對(duì)應(yīng)的反演結(jié)果值則為當(dāng)前壓裂工藝條件下最有可能形成的裂縫特征參數(shù)，P10—P90值區(qū)間內(nèi)對(duì)應(yīng)結(jié)果范圍則是在當(dāng)前壓裂工藝條件下代表性較強(qiáng)的裂縫參數(shù)范圍（表2）。

表2 裂縫參數(shù)反演結(jié)果表

3.3 井距優(yōu)化設(shè)計(jì)

方案以平臺(tái)內(nèi)井?dāng)?shù)的變化描述井距的變化[30]，共設(shè)計(jì)5種井?dāng)?shù)組合（6、5、4、3、2口井），對(duì)應(yīng)5種不同井距條件（250 m、300 m、350 m、400 m、450 m）?；诰W(wǎng)狀縫、單一方向縫2種三維地質(zhì)模型，開(kāi)展不同井距條件下的井間干擾模擬及產(chǎn)能預(yù)測(cè)。井間干擾模擬結(jié)果表明（圖5、6），隨井距不斷縮小，井間干擾程度逐漸增加，當(dāng)井距縮小到250 m時(shí)，平臺(tái)改造區(qū)域已全部連通，地層壓力明顯下降，雖儲(chǔ)量動(dòng)用最為充分，但井間干擾最為嚴(yán)重。當(dāng)井距在350 m時(shí)，網(wǎng)狀縫發(fā)育區(qū)和單一方向縫發(fā)育區(qū)均存在部分儲(chǔ)量未動(dòng)用情況，網(wǎng)狀縫發(fā)育區(qū)井間干擾程度相對(duì)較低。當(dāng)井距大于400 m時(shí)，雖井間干擾程度明顯減緩，但很多區(qū)域地質(zhì)儲(chǔ)量未被有效動(dòng)用，影響平臺(tái)采收率。

圖5 基于網(wǎng)狀縫模型的20年后地層壓力分布圖

圖6 基于單一方向縫模型的20年后地層壓力分布圖

充分考慮壓裂后縫網(wǎng)的不確定性，以壓裂裂縫參數(shù)范圍反演結(jié)果作為參數(shù)輸入，數(shù)值模擬器通過(guò)在輸入裂縫參數(shù)范圍內(nèi)隨機(jī)取樣，開(kāi)展在不同井距條件下的產(chǎn)能預(yù)測(cè)。每個(gè)井距條件下均開(kāi)展200套氣藏模擬產(chǎn)能預(yù)測(cè)（圖7）。模擬結(jié)果表明，當(dāng)井距小于350 m時(shí)，預(yù)測(cè)結(jié)果樣本點(diǎn)相對(duì)收斂，井距是單井產(chǎn)能的主要影響因素，隨井距增大，單井EUR也逐漸增大；當(dāng)井距大于350 m后，預(yù)測(cè)結(jié)果樣本點(diǎn)相對(duì)發(fā)散，隨井距的增大，井間干擾逐漸消失，壓裂縫網(wǎng)特征成為單井EUR的主要影響因素。

圖7 隨機(jī)建模模擬結(jié)果圖

結(jié)合平臺(tái)井控地質(zhì)儲(chǔ)量，計(jì)算得到每一套數(shù)值模型預(yù)測(cè)的氣井EUR對(duì)應(yīng)的平臺(tái)采收率，并對(duì)不同井距條件下的所有數(shù)值模擬與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行概率分布統(tǒng)計(jì)分析（圖8）。通過(guò)概率直方圖確定了在每一個(gè)井距條件下高概率的單井EUR及平臺(tái)采收率概率中值（P50值）（表3）。以網(wǎng)狀縫發(fā)育區(qū)模擬結(jié)果為例，井距由450 m降低至250 m時(shí)，井間干擾程度增加，預(yù)測(cè)網(wǎng)狀縫發(fā)育條件下P50值由1.798×108m3降低至1.312×108m3，降低幅度從2.7%增加至16.7%，井間干擾影響在井距小于300 m時(shí)最為明顯。隨井距的減小，儲(chǔ)量整體動(dòng)用程度增加，預(yù)測(cè)平臺(tái)采收率概率中值（P50值）由49.22%增加至64.75%，增加幅度逐漸變緩。

圖8 不同井距條件下單井EUR模擬結(jié)果概率直方圖

經(jīng)濟(jì)效益是頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)關(guān)注的重點(diǎn)。本文以技術(shù)經(jīng)濟(jì)一體化的理念為指導(dǎo)，從經(jīng)濟(jì)效益的角度分析了井距設(shè)計(jì)的合理性。通過(guò)內(nèi)部收益率計(jì)算公式[31-32]建立本案例在不同單井投資條件下，內(nèi)部收益率隨單井EUR變化的關(guān)系圖版（圖9）。結(jié)果顯示單井EUR達(dá)到1.41×108m3時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部收益率8%的效益邊界。結(jié)合單井EUR隨井距的變化趨勢(shì)，經(jīng)濟(jì)極限EUR對(duì)應(yīng)的網(wǎng)狀縫發(fā)育區(qū)經(jīng)濟(jì)極限井距為280 m，單一方向縫發(fā)育區(qū)經(jīng)濟(jì)極限井距為350 m。

圖9 不同投資條件下內(nèi)部收益率與單井EUR的關(guān)系圖版

將不同井距條件下所有模擬結(jié)果進(jìn)行連線，轉(zhuǎn)化為單井EUR、平臺(tái)采收率隨井距的變化曲線，P50曲線則反映了最具代表性的變化趨勢(shì)。根據(jù)疊合曲線圖（圖10），確定了本案例兼顧氣井產(chǎn)能和平臺(tái)采收率的合理平衡井距值。網(wǎng)狀縫發(fā)育區(qū)平衡井距為335 m，對(duì)應(yīng)單井EUR為1.63×108m3，平臺(tái)采收率為58.9%。當(dāng)井距小于350 m時(shí)，雖單井產(chǎn)能受到一定井間干擾的影響，但井間改造足夠充分。因此，以350 m作為網(wǎng)狀縫發(fā)育區(qū)井距設(shè)計(jì)上限，結(jié)合經(jīng)濟(jì)極限井距（280 m）及最佳平衡井距，優(yōu)先考慮提高平臺(tái)采收率，推薦合理井距范圍為300～350 m。單一方向縫發(fā)育區(qū)代表平衡井距為360 m，對(duì)應(yīng)單井EUR為1.43×108m3，平臺(tái)采收率為51.3%。由于單井EUR增幅在井距大于400 m時(shí)逐漸減小，單一方向縫發(fā)育區(qū)優(yōu)先考慮提高單井產(chǎn)能，以400 m井距作為上限，經(jīng)濟(jì)極限井距350 m作為下限，推薦合理井距范圍為350～400 m。

圖10 單井EUR、平臺(tái)采收率隨井距變化疊合圖

3.4 應(yīng)用效果

目前瀘州區(qū)塊陽(yáng)101井區(qū)已實(shí)施平臺(tái)水平井井間距以300 m為主。已投產(chǎn)井中，受井間干擾影響，井均EUR為1.19×108m3。近期區(qū)內(nèi)A、B平臺(tái)部分井應(yīng)用本文設(shè)計(jì)的合理井距值——網(wǎng)狀縫發(fā)育區(qū)以350 m井距實(shí)施，在相近儲(chǔ)層特征和壓裂工藝條件下，井均EUR達(dá)到1.55×108m3，與平衡井距條件下單井EUR數(shù)值模擬預(yù)測(cè)結(jié)果相當(dāng)，單井EUR增幅達(dá)到30%。

4 結(jié)論

1）本文提出的深層頁(yè)巖氣井距優(yōu)化技術(shù)通過(guò)數(shù)值模擬與大數(shù)據(jù)分析的結(jié)合，解決了天然裂縫特征差異性、壓裂縫網(wǎng)參數(shù)不確定性對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響，從概率分布的角度最大化模擬結(jié)果的合理性和代表性，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐效果較理想，實(shí)用性較強(qiáng)，具有推廣使用價(jià)值。

2）相同水平井井距條件下，相較于單一方向縫，網(wǎng)狀縫發(fā)育區(qū)井間干擾程度更低。在網(wǎng)狀縫發(fā)育區(qū)，推薦適當(dāng)減小井距以提高井間儲(chǔ)量動(dòng)用程度；在單一方向縫發(fā)育區(qū)，推薦適當(dāng)增加井距以保障單井產(chǎn)能。

3）陽(yáng)101井區(qū)在當(dāng)前地質(zhì)工程特征認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，網(wǎng)狀縫發(fā)育區(qū)技術(shù)經(jīng)濟(jì)井距范圍為300～350 m，單一方向縫發(fā)育區(qū)技術(shù)經(jīng)濟(jì)井距范圍為350～400 m。