大慶齊家高臺子致密油藏產能影響因素排序研究

趙建軍 (中石油大慶油田有限責任公司第九采油廠,黑龍江大慶 163853)

大慶齊家高臺子致密油藏產能影響因素排序研究

趙建軍 (中石油大慶油田有限責任公司第九采油廠,黑龍江大慶 163853)

大慶齊家高臺子致密油藏儲量規模巨大,多年來直井開發效果較差。2013年以來采用水平井大規模體積壓裂方式投產部分單井,獲得產能突破。由于投產時間短,投產井數少,為快速找出水平井產能影響因素,為下步壓裂設計及施工提供依據,通過采用信息量分析和灰色關聯2種方法對大慶齊家地區體積壓裂水平井產能參數的影響程度進行了計算與檢驗,確定了各參數對產能的影響程度。結果表明,有效厚度、壓裂縫長、水平井長度是影響齊家地區致密油水平井主要參數,而地層壓力、原油黏度和壓裂液用量是次要影響參數。下步可從影響產能主要可控因素入手,有效提高齊家地區高臺子致密油壓裂水平井產能。

齊家致密油藏;壓裂;水平井;產能;信息量分析;灰色關聯

針對大慶西部地區致密油儲量潛力大、單井產量低的問題,近2年來勘探及開發部門探索試驗了長水平井配合體積壓裂的提產技術,目前取得一定產能突破。為下一步推廣該項技術,需要對體積壓裂水平井產能影響因素進行研究,找出影響致密油產量的主要因素,為后續水平井設計提供重要參考依據。

影響水平井產能高低的因素較多,主要有儲層因素 (如滲透率情況、有效厚度情況、地層壓力情況等)、流體流動能力因素 (如地層原油黏度高低等)、水平井工程設計情況 (如支撐劑用量、壓裂液用量、水平段長度等)、裂縫因素 (如壓裂縫長、壓裂段數等)。下面,筆者就是在資料較少情況下,以大慶西部齊家地區致密油區塊已投產生產的QP1、QP2、QP3、L26-P5共4口井為研究對象,綜合考慮地質因素、流體性質、水平井設計參數及裂縫因素在內多種因素,快速運用信息量分析和灰色關聯分析2種方法找出影響水平井產能的主要及次要因素,從而為油田現場部署水平井和設計水平井壓裂施工提供重要參考依據。

1 研究區概況

大慶西部齊家地區位于松遼盆地齊家凹陷北部及龍虎泡大安階地中部,高臺子層資源潛力近3.0×108t。高臺子油層屬于白堊系青山口組第二、三段地層,緊鄰烴源巖排烴中心,縱向上,青二段和青三段本身就是一套烴源巖與砂巖儲集層共生地層,下部又緊鄰青一段優質烴源巖,平面上處于齊家生烴凹陷中心及附近斜坡帶,為典型致密油藏。主要儲集層為粉砂巖,空氣滲透率主要在1.0mD以下,孔隙度在12%以下,原油密度在0.84g/cm3上下。

2 產能影響因素信息量方法分析

該方法就是首先在分析研究對象基礎上選取某一產能數值作為分類標準,然后以此將研究對象劃分為A類和B類,并分別分析各產能影響參數不同數值區間投影在A類和B類的頻率,最后對比分析這些頻率屬于2個類別 (A類和B類)的分配及差別情況,差別程度越小,表明該因素影響程度低,信息量越小,反之相反。使用此種方法計算各種影響因素對致密油藏采用水平井壓裂開發后產能所對應的信息量大小。每個影響因素總信息量的大小表明此因素對水平井產能影響程度的強弱,總信息量大表明該因素對產能的影響程度也越大。

齊家地區高臺子油層共投產4口致密油水平井,其初始產能及需要計算的影響參數如表1所示。壓裂水平井初始產能標準定為20t/d,小于20t/d為A類,大于20t/d為B類。

表1 大慶齊家體積壓裂水平井初始產能及影響參數統計表

各因素信息量計算步驟為:

①投影在A類和B類的頻率轉換為以百分數形式的概率頻率yAδ和yBδ,δ為區間的序號;

由于已投產水平井井數過少,個別計算結果為0,無法進行下步平均概率比值計算,筆者針對平均概率頻率計算了2次;

運用此方法對包括有效厚度、滲透率等9個影響因素信息量進行逐一計算。有效厚度信息量計算結果(見表2)表明,有效厚度對產能影響的總信息量為458.9。

表2 有效厚度信息量計算表

從各參數計算分析結果 (見圖1)看出,有效厚度、縫長及水平段長度信息量明顯比其余參數高,是影響水平井產能的主要因素。

圖1 各參數總信息量對比圖

3 產能影響因素灰色關聯方法分析

灰色關聯就是在信息不完全時,對2個系統之間的因素進行分析,根據因素之間發展趨勢的相似或相異程度,亦即 “灰色關聯度”,作為衡量因素間關聯程度的一種方法。若2個因素變化趨勢具有一致性,即同步變化程度較高,說明兩者關聯程度較高;反之,則較低。從而找到主要特性和影響因素,發現主要矛盾。如分析有效厚度與初始產能的關聯,就是在計算每口井有效厚度與初始產能的關聯系數基礎上計算有效厚度平均關聯系數來進行各因素灰關聯對比分析。這種對單一因素對產能的關聯系數進行計算對樣本量沒有太高要求,因此具有廣泛的實用性。

設X0={x0(k)|k=12,…,n}為參考數列(即母序列),Xi={xi(k)|k=1,2,…,n}(i=1, 2,…,m)為比較序列(即子序列或因素序列),n為各參數取值數(即井數),m為子序列的個數(即參數的個數)。在對母序列及子序列各參數進行歸一化后基礎上,xi(k)與x0(k)的關聯系數ξ為:

依據上述公式可求出xi與x0的關聯系數為ξi={ξi(k)|k=1,2,…,n},利用平均值法求關聯度。

根據表1中數據進行計算,以產能數據為母序列,其余9個參數為子序列,計算出的灰關聯系數如表3所示。根據表3中的計算關聯系數得到各個參數關聯度,并進行排序,從而得到各參數關聯度高低順序(見圖2)。

表3 大慶齊家體積壓裂水平井關聯系數表

圖2 大慶齊家體積壓裂水平井產能影響參數灰關聯序柱狀圖

4 結果對比分析

上述研究結果表明,快速運用信息量分析和灰色關聯分析這2種方法,雖然其原理及計算方法不同,但計算出的結果具有較高的相似性,有效厚度、縫長及水平井長度排在前3位,為水平井產能主要影響因素滲透率緊隨其后,排在第4位。主要原因是致密油藏自然產能低或無自然產能,人工壓裂改造顯著提升了滲流面積,與地質參數有效厚度、水平井長度一起共同控制了水平井初始產能。

5 結論與建議

1)有效厚度、縫長、水平井長度是影響大慶齊家地區高臺子層水平井初期產能的主要因素。

2)應用快速運用信息量分析和灰色關聯分析方法進行產能參數影響程度排序,具有較高相似性和一致性,說明此2種方法均具有一定的實用性,可有效檢驗大規模體積壓裂致密油水平井產能參數影響程度。

3)影響因素排名是分析投產初期試油的產能,不代表穩定產能或開發效果的排名,若需要研究對穩定產能影響程度排名,需要待試驗區井投產1年后重新論證。

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[編輯] 洪云飛

TE349

A

1673-1409(2014)20-0092-04

2014-03-01

國家科技重大專項(2009ZX05009)。

趙建軍(1979),男,工程師,現主要從事致密油藏儲量有效動用技術方面的研究工作。