CN103046914A - 一种低渗气藏水平井分段压裂效果判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低渗气藏水平井分段压裂措施决策方法，属于油气田开发领域。本发明通过收集压裂层电性、物性、含油气性参数和压后日产气量和无阻流量统计，并应用数理统计和模糊数学理论，量化各项影响压裂效果的参数，计算选层系数，并将选层系数与压裂效果进行相关分析，确定压裂有效产量对应的选层系数界限值，对压裂水平井逐段进行评价时，对于选层系数达到界限值的井段，建议进行压裂，达不到界限值的井段，压裂时建议避开。利用本发明可以对水平井压裂井段效果进行提前预测并定量评价，改变了过去水平井压裂井段措施决策的经验性和随意性，提高了水平井段压裂措施决策的准确性和措施有效率以及低渗气藏开发效果。

Description

一种低渗气藏水平井分段压裂效果判断方法

技术领域

本发明属于油气田开发领域，具体涉及一种低渗气藏水平井分段压裂效果判断方法。

背景技术

自从国内引进压裂技术开始，选井选层的措施决策方法就引起工程师们的高度重视，但早期主要靠经验来进行判断和选井，带有很大的随意性，且判断符合率也较低；

后来随着地层测试技术的成熟，有些油田根据测试曲线类型和测试解释结果定性判断试油井压裂是否有效，对高渗透、中低渗透、中-高压低渗透、污染堵塞曲线类型井层判断为压裂有效，对低压低渗透、特低渗透、能量衰竭型曲线类型井层判断为压裂无效。由于仅仅根据测试曲线类型来判断，对储层含油气性和储层厚度等因素没有考虑，所谓的有效，仅反映压裂后增液量较多，工艺效果较好，但一些井压裂后出水是无法进行预测的。

目前个别油田开展了对直井、油井的试油层压裂措施决策方法定量化研究，综合分析试油层物性、厚度、含油气性、含水、污染情况、地层压力和钻井显示等资料，通过相关分析和图版分析，寻找影响压裂效果的重要指标并量化取值，根据选层系数界限值50来判断压裂是否有效，经过推广应用，采用此方法，判断符合率得到较大提高。

近几年，随着水平井技术的不断成熟，我国水平井数逐年增加，压裂工作量也大幅上升，但水平井压裂成功率和有效率不高，其中水平井压裂选井选段也是影响压裂效果的重要因素。水平井与直井不同，穿越的地层可能为同一套地层，也可能为多套地层，选择哪些段进行压裂需要有一个科学的、定量的决策方法。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种低渗气藏水平井分段压裂效果判断方法，用于确定水平段是否值得压裂，为油田工程师提供决策依据。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种低渗气藏水平井分段压裂措施决策方法，所述方法首先收集可能影响压裂效果的参数，并统计压后日产气量和无阻流量；然后选择气井样品，应用相关分析，筛选出影响气层压裂效果的主要参数，再利用模糊数学理论中的权评价系数法，结合各主要参数与压裂效果的交汇图版特点，对各主要参数进行量化，并赋予每个主要参数特定的权系数和评价系数，通过权系数和评价系数得出各个主要参数的量化值，再通过各个主要参数的量化值得到样品的选层系数，并将所有样品的选层系数与压裂效果进行交汇分析，确定压裂有效产量对应的选层系数界限值；最后利用该选层系数界限值对压裂水平井逐段进行评价，对于选层系数达到界限值的井段，建议进行压裂，对于选层系数达不到界限值的井段，压裂时建议避开。

可能影响压裂效果的参数包括：地层电阻率、声波时差、地层密度、自然伽马、孔隙度、渗透率、泥质含量、含气饱和度、地层压力系数、砂体厚度。

所述应用相关分析，筛选出有效气层压裂效果的主要参数是这样实现的：计算无阻流量与各参数之间的相关系数，得到含气饱和度相关系数为0.52、砂体厚度的相关系数为0.51、地层压力系数的相关系数为0.43、泥质含量的相关系数为0.27、渗透率的相关系数为0.221、孔隙度的相关系数为0.174，而其它参数的相关系数较小，或与以上参数反应的问题类同，因此就不予考虑了。

所述影响气层压裂效果的主要参数包括：含气饱和度、砂体厚度、地层压力系数、泥质含量、渗透率和孔隙度。

所述每个主要参数特定的权系数和评价系数具体如下：

含气饱和度的权系数a1＝0.25，评价系数为(x1-10)/50，其中x1为含气饱和度的实际值；

砂体厚度的权系数a2＝0.25，评价系数为(x2-3)/27，其中x2为砂体厚度的实际值；

地层压力系数的权系数a3＝0.2，评价系数为(x3-0.7)/0.31，其中x3为地层压力系数的实际值；

泥质含量的权系数a4＝0.1，评价系数为(35-x4)/33，其中x4为泥质含量的实际值；

渗透率的权系数a5＝0.1，评价系数为(x5-0.1)/5，其中x5为砂体厚度的实际值；

孔隙度的权系数a6＝0.1，评价系数为(x6-5)/10，其中x4为孔隙度的实际值。

所述通过权系数和评价系数得出各个主要参数的量化值具体如下：

将各个主要参数的权系数与评价系数相乘，得到如下各个主要参数的量化值：

含气饱和度的量化值为a1*(x1-10)/50；

砂体厚度的量化值为a2*(x2-3)/27；

地层压力系数的量化值为a3*(x3-0.7)/0.31；

泥质含量的量化值为a4*(35-x4)/33；

渗透率的量化值为a5*(x5-0.1)/5；

孔隙度的量化值为a6*(x6-5)/10。

通过各个主要参数的量化值得到样品的选层系数具体如下：将样品的各个主要参数的量化值相加得出该样品的选层系数。

确定压裂有效产量对应的选层系数界限值为0.5。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用本发明方法可以对水平井压裂井段效果进行提前预测并定量评价，改变了过去水平井压裂井段措施决策的经验性和随意性，提高了水平井段压裂措施决策的准确性和措施有效率，提高了低渗气藏开发效果。

附图说明

图1是本发明得到的6个参数与压裂效果的关系图。其中，图1-1为压力系数与无阻流量相关图、图1-2为渗透率与无阻流量相关图、图1-3为砂体厚度与无阻流量相关图、图1-4为含气饱和度与无阻流量相关图、图1-5为泥质含量与无阻流量相关图、图1-6为孔隙度与无阻流量相关图。

图2是本发明计算的选层系数与压裂效果交汇图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

本发明首先收集可能影响压裂效果的地层电阻率、声波时差、地层密度、自然伽马、孔隙度、渗透率、泥质含量、含气饱和度、地层压力系数、砂体厚度等参数，压后日产气量和无阻流量统计，选择100多口气井为样品，应用Excel计算无阻流量与各参数之间的相关系数，筛选出有效气层压裂效果的主要因素如图1-1至1-6所示(图1-1至图1-6中的直线段是相关关系曲线)：①含气饱和度，相关系数为0.52；②砂体厚度，相关系数为0.51；③地层压力系数，相关系数为0.43；④泥质含量，相关系数为0.27；⑤渗透率，相关系数为0.221；⑥孔隙度，相关系数为0.174。而其它参数的相关系数较小，或与以上参数反应的问题类同，因此就不予考虑了，比如含气饱和度和地层电阻率都反应的是含气性，而含气饱和度更易获得，并且含气饱和度是利用地层电阻率计算的结果，所以不考虑地层电阻率了。另外，因利用无阻流量和日产天然气量交汇结果一致，本发明只附了主要参数与无阻流量交汇图版。

根据这些参数与压后无阻流量的相关系数大小，制定每个参数的权系数，制定原则为：权系数之和为1；相关系数大的权系数制定的高，经过反复调整，最后确定的权系数分别为：含气饱和度权系数a₁为0.25；砂体厚度权系数a₂为0.25；地层压力系数权系数为a₃0.2；泥质含量权系数a₄为0.1；渗透率权系数a₅为0.1；孔隙度权系数a₆为0.1。再根据这些参数值变化区间及最小值，确定计算评价系数的公式，比如，压力系数区间一般在0.7-1.01之间，该参数的最小值为0.7，变化区间为1.01-0.7＝0.31，因此压力系数的评价系数为(x3-0.7)/0.31，其它的同理可得。每个参数的权系数乘以评价系数就可以得出该参数的量化值，将各参数量化相加得出选层系数(如表1所示)，其中x代表每个参数的实际值。

表1

将选层系数与压裂无阻流量进行交汇分析(如图2所示)，从图上可以看出，选层系数小于0.5时无阻流量小于5×10⁴m³/d，效果较差，所以确定压裂有效产量对应的选层系数界限值为0.5。

应用时，首先录取压裂水平井每段的以上6个参数，根据表1的各个公式计算得到选层系数，如果选层系数达到界限值0.5，建议该段进行压裂，达不到界限值的井段，建议避开。

本发明并不去计算压后实际产量，而是对地层进行评价，采用的是评价系数法，只是计算地层的选层系数大小，进而确定水平段是否值得压裂，为油田工程师提供决策依据。压裂后实际产量要根据压裂规模和压裂设计情况来进行预测的，这不是本发明的核心内容。

应用本发明方法的实施例如下：

应用本发明的效果判断方法对9口井28个层进行了决策，应用效果统计表如表2所示，判断符合率90％。

表2

为说明效果，以其中的7号井和8号井为例详细说明如下：

7号井的参数以及计算得到的选层系数如表3所示，7号井三段选层系数中2层大于0.5，属于有效层，该区有效层压后无阻流量一般在3.0×10⁴m³/d以上，两段压后无阻流量应在6.0×10⁴m³/d以上，加上第3个层应有一定产量，所以压后预计产量应在7～9×10⁴m³/d之间，实际压后计算无阻流量8.24×10⁴m³/d，与预测结果相符。

表3

8号井的参数以及计算得到的选层系数如表4所示，8号井四段选层系数均小于0.5，属于无效层，压后合计日产天然气1.72×10⁴m³/d，计算无阻流量1.82×10⁴m³/d，效果不好，与预测结果相符。

表4

本发明适用于低渗气藏水平井分段压裂的选层选段。低渗透气藏在我国有较大的探明储量，过去由于开采技术落后，一直被划为难动用储量，随着大斜度水平井技术和大规模压裂技术的不断进步，我国鄂尔多斯、川西等低渗透气藏相继得到开发动用，水平井压裂工作量逐年增加。通过实际应用，证明本发明的符合率较高，具有很好的推广价值，本发明可以提高水平井分段压裂的有效率，进而提高低渗透气藏的开发效果。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (7)

1.一种低渗气藏水平井分段压裂效果判断方法，其特征在于：所述方法首先收集可能影响压裂效果的参数，并统计压后日产气量和无阻流量；然后选择气井样品，应用相关分析，筛选出影响气层压裂效果的主要参数，再利用模糊数学理论中的权评价系数法，结合各主要参数与压裂效果的交汇图版特点，对各主要参数进行量化，并赋予每个主要参数特定的权系数和评价系数，通过权系数和评价系数得出各个主要参数的量化值，再通过各个主要参数的量化值得到样品的选层系数，并将所有样品的选层系数与压裂效果进行交汇分析，确定压裂有效产量对应的选层系数界限值；最后利用该选层系数界限值对压裂水平井逐段进行评价，对于选层系数达到界限值的井段，建议进行压裂，对于选层系数达不到界限值的井段，压裂时建议避开。

2.根据权利要求1所述的低渗气藏水平井分段压裂效果判断方法，其特征在于：所述可能影响压裂效果的参数包括：地层电阻率、声波时差、地层密度、自然伽马、孔隙度、渗透率、泥质含量、含气饱和度、地层压力系数、砂体厚度。

3.根据权利要求2所述的低渗气藏水平井分段压裂效果判断方法，其特征在于：所述应用相关分析，筛选出有效气层压裂效果的主要参数是这样实现的：计算无阻流量与各参数之间的相关系数，得到含气饱和度相关系数为0.52、砂体厚度的相关系数为0.51、地层压力系数的相关系数为0.43、泥质含量的相关系数为0.27、渗透率的相关系数为0.221、孔隙度的相关系数为0.174，而其它参数的相关系数较小，或与以上参数反应的问题类同，因此就不予考虑了。

4.根据权利要求3所述的低渗气藏水平井分段压裂效果判断方法，其特征在于：所述影响气层压裂效果的主要参数包括：含气饱和度、砂体厚度、地层压力系数、泥质含量、渗透率和孔隙度。

5.根据权利要求4所述的低渗气藏水平井分段压裂效果判断方法，其特征在于：所述每个主要参数特定的权系数和评价系数具体如下：

含气饱和度的权系数a1＝0.25，评价系数为(x1-10)/50，其中x1为含气饱和度的实际值；

砂体厚度的权系数a2＝0.25，评价系数为(x2-3)/27，其中x2为砂体厚度的实际值；

地层压力系数的权系数a3＝0.2，评价系数为(x3-0.7)/0.31，其中x3为地层压力系数的实际值；

泥质含量的权系数a4＝0.1，评价系数为(35-x4)/33，其中x4为泥质含量的实际值；

渗透率的权系数a5＝0.1，评价系数为(x5-0.1)/5，其中x5为砂体厚度的实际值；

孔隙度的权系数a6＝0.1，评价系数为(x6-5)/10，其中x4为孔隙度的实际值。

6.根据权利要求5所述的低渗气藏水平井分段压裂效果判断方法，其特征在于：所述通过权系数和评价系数得出各个主要参数的量化值具体如下：

将各个主要参数的权系数与评价系数相乘，得到如下各个主要参数的量化值：

含气饱和度的量化值为a1*(x1-10)/50；

砂体厚度的量化值为a2*(x2-3)/27；

地层压力系数的量化值为a3*(x3-0.7)/0.31；

泥质含量的量化值为a4*(35-x4)/33；

渗透率的量化值为a5*(x5-0.1)/5；

孔隙度的量化值为a6*(x6-5)/10。

7.根据权利要求6所述的低渗气藏水平井分段压裂效果判断方法，其特征在于：所述选层系数界限值为0.5。

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