酸蝕縫長主控因素研究

黃文強，盧 淵，黃家明

（成都理工大學能源學院，四川成都 610059）

酸化壓裂是目前適用于碳酸鹽巖儲層增產(chǎn)的一種最常用的方式，其目的為提高人工裂縫導(dǎo)流能力和提供更好的滲流通道，酸化壓裂的效果一般通過裂縫的有效長度和裂縫導(dǎo)流能力來評價，酸蝕裂縫縫長的提高能溝通更遠的地層，獲得更高的油氣井的產(chǎn)量，提高油氣藏的經(jīng)濟效益，因此對酸蝕縫長的主控因素進行研究是非常有必要的[1-4]。

1 研究區(qū)特征參數(shù)分析

盆地東部區(qū)域位于鄂爾多斯盆地東部，在構(gòu)造帶上屬于陜北斜坡，面積約為1.6×104km2，該區(qū)域的奧陶系馬家溝組廣泛發(fā)育蒸發(fā)巖和碳酸鹽巖交互沉積地層，沉積單層厚度一般為1 m～3 m，累計厚度10 m～25 m，有機碳含量0.20 %～1.31 %，具有一定生烴能力。盆地東部地區(qū)奧陶系頂部“上生下儲”的風化殼、中組合兩大勘探領(lǐng)域，是下一步尋找優(yōu)質(zhì)儲量的目標。

統(tǒng)計出盆地東區(qū)塊7 口改造井的信息，并提取出每口井主要的地質(zhì)特征參數(shù)及工程參數(shù)（見表1、表2）。

表1 盆地東區(qū)塊部分改造井地質(zhì)參數(shù)統(tǒng)計表

表2 盆地東區(qū)塊部分改造井工程參數(shù)統(tǒng)計表

由表1、表2 可知：該區(qū)域儲層密度主要分布在2.78 g/cm3～2.8 g/cm3，孔隙度主要分布在2 %～6 %，滲透率主要分布在0.1 mD～0.3 mD；該區(qū)塊改造井酸壓施工排量主要分布在3.5 m3/min～5 m3/min，入井總液量主要分布在180 m3～400 m3，酸液用量主要分布在150 m3～300 m3。

2 酸蝕縫長模擬分析

根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)及工程參數(shù)的統(tǒng)計，采用Meyer壓裂設(shè)計分析軟件[5]，結(jié)合實際施工數(shù)據(jù)對研究區(qū)的7口井進行酸壓有效縫長模擬分析，分析結(jié)果（見圖1～圖7、表3）。

表3 地質(zhì)參數(shù)和酸蝕縫長統(tǒng)計表

通過模擬分析結(jié)果可知：7 口改造井的酸蝕縫長差別不是很大，縫長分布均在100 m 左右，這是由于所有的改造井都在同一區(qū)塊，地層的基本參數(shù)基本一致，改造措施也都是酸化壓裂，但模擬出的酸蝕縫長也有一定的差別，主要是因為受到了地質(zhì)參數(shù)和工程參數(shù)的影響。通過對縫長的模擬分析可以優(yōu)選出最優(yōu)的施工參數(shù)。

對地質(zhì)及工程參數(shù)對縫長的相關(guān)性進行線性分析，得到各地質(zhì)及工程參數(shù)對其酸蝕縫長影響的相關(guān)性（見圖8）。孔隙度與滲透率與縫長呈一定的負相關(guān)性，密度、排量、酸液用量及入井總液量與酸蝕縫長呈一定正相關(guān)性。

3 酸蝕縫長主控因素

通過線性相關(guān)分析只能大致求出酸蝕縫長與地質(zhì)及工程參數(shù)之間呈現(xiàn)的正負相關(guān)性，并不能求出酸蝕縫長的主控因素，所以選擇灰色關(guān)聯(lián)分析法來對主控因素進行求取。

圖1 X1 井酸蝕縫長模擬圖

圖2 X2 井酸蝕縫長模擬圖

圖3 X3 井酸蝕縫長模擬圖

圖4 X4 井酸蝕縫長模擬圖

圖6 X6 井酸蝕縫長模擬圖

圖7 X7 井酸蝕縫長模擬圖

圖8 地質(zhì)及工程參數(shù)與酸蝕縫長相關(guān)性分析

灰色關(guān)聯(lián)分析法是一種多因素統(tǒng)計分析方法，通過分析各個因素發(fā)展趨勢的相似或相異程度，來衡量并描述各個因素之間的關(guān)聯(lián)程度。其步驟主要包括原始序列的確定、原始數(shù)據(jù)的處理、關(guān)聯(lián)系數(shù)的計算及關(guān)聯(lián)度計算和排序等[6]。灰色關(guān)聯(lián)分析法具有很多的優(yōu)點，如數(shù)據(jù)需求量小等，是一種實用的分析方法。通過上述灰色關(guān)聯(lián)分析法的步驟，便可得到酸蝕縫長的主控因素。

表4 關(guān)聯(lián)系數(shù)與關(guān)聯(lián)度計算結(jié)果

首先需要對研究的問題進行定性的分析，確定一個因變量，因變量是由多個自變量影響而形成的結(jié)果。原始序列就是由一個因變量和多個自變量因素組成的序列。

式中：X0-參考數(shù)列；Xi-比較數(shù)列；i-比較數(shù)列的序號；n-數(shù)列中數(shù)據(jù)樣品的個數(shù)；m-自變量因素的個數(shù)[7]。

在本文的分析研究中，將酸蝕縫長作為因變量，確定的自變量為酸液用量X1、排量X2、密度X3、滲透率X4和孔隙度X5，所以上述m=5。

由于同一數(shù)據(jù)序列的量綱是完全一致的，因此采用上限測度處理后的數(shù)據(jù)沒有量綱的限制，可對比性強[8]，上限測度處理的具體表達式為：

再用各個比較序列無量綱化的結(jié)果與參考序列的無量綱化結(jié)果做差并求其絕對值：

根據(jù)各個比較序列和參考序列的無量綱化結(jié)果差的絕對值的最大值Δmax 和最小值Δmin，計算其關(guān)聯(lián)系數(shù)：

使用平均值法來計算每個對比序列與參考序列之間的關(guān)聯(lián)度：

將關(guān)聯(lián)度按照從大到小排列就能確定出各個參數(shù)對于酸蝕縫長的影響大小關(guān)系（見表4）。根據(jù)表4 可以將關(guān)聯(lián)系數(shù)排序為酸液用量（0.87）＞排量（0.75）＞孔隙度（0.52）＞密度（0.50）＞滲透率（0.49）。從分析結(jié)果可以得到在盆地東部的多口井的改造過程中，對于酸蝕縫長影響程度的大小排序為：酸液用量，排量，孔隙度，密度，滲透率。

4 結(jié)論

（1）地質(zhì)參數(shù)中孔隙度與滲透率與酸蝕縫長呈負相關(guān)性，密度與酸蝕縫長呈正相關(guān)性；工程參數(shù)中酸液用量、排量及入井總液量與酸蝕縫長呈正相關(guān)性。

（2）通過灰色關(guān)聯(lián)分析法得出各個工程參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)對于酸蝕縫長影響程度的大小排序為：酸液用量，排量，孔隙度，密度，滲透率。可以得到酸蝕縫長的主控因素是酸液的用量。