致密油藏壓裂水平井產能影響因素綜述

朱國偉

（長江大學地球科學學院，湖北 武漢 430100）

引言

致密油是指夾在或緊鄰優質生油層系的致密碎屑巖或者碳酸鹽巖儲層中,未經過大規模長距離運移而形成的石油聚集，一般無自然產能，需通過大規模壓裂才能形成工業產能[1]。致密油藏與常規油藏差異大，產能主控因素認識不清，制約著油井的產能。對產能主控因素進行分析，可以為后續壓裂水平井的壓裂參數設計、采油方式的選擇和生產制度的優化提供依據，從而實現油田的降本增效。前人對于致密油藏產能影響因素的研究主要分為兩個方面：一是利用流體的滲流機理或數值模擬方法建立的產能模型對各參數進行分析，二是利用機器學習方法對油田現場實際生產數據進行分析。

一、基于數學模型研究現狀

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

二、基于油田生產數據研究現狀

在油田開發過程中，積累了大量的生產數據，這些數據對于深度認識油藏具有極其重要的作用。利用機器學習算法對油田現場的生產數據進行分析，可以找出產能的影響因素。

連承波[9]運用灰色關聯分析理論，通過各種產能影響因素的關聯度大小來確定影響油田產量因素的主次關系，采用灰色關聯分析方法可以對油田產量影響因素進行定量分析，且計算簡單、對數據量要求不高。曲占慶[10]基于灰色關聯方法，利用某氣田的生產數據對壓裂效果的影響因素進行評價分析，最終確定了影響壓裂效果參數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，為壓裂生產提供了指導。王威[11]利用灰色關聯分析，多種相關系數和熵權法，對體積壓裂后初始產能與影響因素之間的相關程度進行綜合分析，確定主要影響因素為：加砂量，加液量，原始地層壓力和基質滲透率。

三、結論

目前基于模型分析結果對主控因素的認識相對來說清晰且統一。增加裂縫條數、中部的裂縫間距、裂縫長度和裂縫導流能力可以一定程度上增加產能；而對于應力敏感效應、啟動壓力梯度等因素對產能起到了負面影響。

建立數學模型對產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果。此外，模型的建立需要較高的時間成本和計算成本。

通過對油田生產數據的統計分析得出的結果沒有很好的一致性，不同的分析方法、生產數據可能得到不同的結論。因此，如何將分析結果用于油田生產指導，是一個亟待解決的問題。目前對于產能主控因素的分析仍然停留在單因素分析的基礎上，無法揭示各因素之間的協同作用，通過統計學的手段來對產能影響因素做更深入的分析是十分必要的。