基于多指标综合评价的页岩气藏压裂敏感性分析.docx

基于多指标综合评价的页岩气藏压裂敏感性分析 页岩气藏生产周期相对较长，一般通过压裂大大改善渗流能力目前国内外研究学者从页岩气成藏机理本文以南川页岩气藏为研究对象，统计分析大量的矿场试验数据，得出多个压裂敏感性因素对页岩气开发效果的影响，进行归一化处理绘制模糊分布函数。利用正交试验设计，结合归一化的模糊分布函数，进行多因素多水平的试验分析，得出各敏感性因素对页岩气开发的影响大小。实际生产中单井压裂结束后，可根据压裂施工参数预测试气试采井开发效果。1 影响因素分析在进行多因素分析之前，需要先明确工程施工中常见地质-压裂参数对页岩气产量的影响效果。为消除水平井长度对单井产能的影响，首先根据南川区块页岩气单井试气试采情况，对无阻流量进行归一化处理，即采用以1500米为基准折算的无阻流量作为页岩气井改造效果的评价标准。相同或相近地质条件下，归一化产量越高，单井压裂改造效果越好。根据前人研究知，水平段长1.1 水平段长选取南川区块放喷测试完整的单井，统计单井水平段长度与归一化产量，绘制二者的关系曲线如图1所示。由图1可知，随着水平段长度的增加，归一化产量基本呈线性增加。随着压裂水平段长度的增加，压裂改造范围增大，可动用的地质储量越多，故单井归一化无阻流量增加，产能越高。根据图1绘制水平段长度的隶属度函数（见图2），后续可据此对压裂井进行水平段长度的打分，计算多指标的综合得分以预测试气效果。1.2 与最小主应力夹角绘制归一化产量与最小主应力夹角的关系图3可知，南川区块与最小主应力夹角多分布在30°-40°之间，无阻流量与最小主应力夹角的相关性较弱，但仍可以看出夹角越大，无阻流量越低。这是因为水平井压裂缝的起裂主要受井筒周围地应力决定，井位一般沿该井最小水平主应力方向部署，此方向钻进阻力较小且有利于后期压裂形成复杂缝，实际布井方式还需要结合构造。对图3进行归一化处理，绘制与最小主应力夹角的隶属度函数，如图4所示。1.3 试气段中深统计单井试气段中深，绘制与归一化产量曲线图5可见，随着深度增加，产量减小，当深度达到3500m后，产量迅速下降。因为随埋深增加，地层由脆性向塑性转换，破裂压力先缓慢增加，到临界深度3500m后破裂压力陡增，施工难度也随之相应增加，故归一化产量先缓慢降低后陡降。根据图5绘制试气段中深的隶属度函数，如图6所示。1.4 压裂单段长统计单段长与归一化产量的关系，绘制曲线见图7。由图7可知南川区块已压裂井的单段长主要分为在60-90m范围内，归一化产量随单段长增加明显减小。压裂单段长主要决定主裂缝间距范围，主裂缝间距越小，压裂造缝时单段与单段之间越容易压力响应，形成复杂缝，故单井产能与单段长成反比关系。根据图7绘制单段长的隶属度函数，如图8所示。1.5 射孔簇间距绘制簇间距与归一化产量曲线图9可知，南川地区水平井压裂改造簇间距分布在10-50m，且多小于30m；随着簇间距的增大，归一化产量降低，当簇间距增大到20m后产量递减迅速，簇间距达到30m后产量降低幅度减缓。减小射孔簇间距、增加裂缝条数可以提高页岩气SRV改造面积，实现复杂造缝、改善渗流条件，提高单井产能。根据图9绘制簇间距的隶属度函数，如图10所示。1.6 注液强度为消除单段长对页岩气开发效果的影响，统计每米液量与归一化无阻流量的关系（见图11）。由图11可知，随着每米液量的增加，归一化无阻流量增大，当每米液量增加到30 m1.7 加砂强度由加砂强度与归一化产量的统计规律图13可知，南川地区加砂强度分布在0.7-1.3 m1.8 中粗砂含量南川地区页岩气井多采用70/140目石英砂，40/70目陶粒及覆膜砂支撑，连续加砂等压裂工艺。由于该区页岩气井埋深相对较深，在压裂过程中粗砂加砂难度大，故粗砂占比相对较少，在0-12%；中砂占比多分布在45%~80%。绘制中、粗砂占比与归一化产量曲线图15可以看出，产量随着中砂、粗砂占比增加呈现不同程度的正相关性。在进行页岩气的水力压裂时，压裂液携带的中粗砂含量越高，越容易支撑造缝，创造有利的渗流条件。根据图15进行归一化处理，绘制簇间距的隶属度函数见图16。通过单因素分析，对比各因素对归一化产量的影响幅度看出，页岩气藏压后开发效果较敏感的参数有：水平段长、单段长、射孔簇间距、每米液量、加砂强度、中砂占比。其他因素如与最小主应力夹角、试气段中深，由于实际气藏确定后构造、埋深基本确定，与最小主应力夹角、目的层深度浮动范围小，故对压后开发效果的影响较小，人为可控程度较小。下面对较敏感的六个指标进行多指标综合评价，研究指标的影响程度。2 多指标综合评价为更好地掌握不同压裂参数对页岩气井开发效果的影响，并为接下来的产能预测提供支