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的一種最常用的方式，其目的為提高人工裂縫導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量，提高油氣藏的經濟效益，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 研究區特征參數分析

盆地東部區域位于鄂爾多斯盆地東部，在構造帶上屬于陜北斜坡，面積約為1.6×104km2，該區域的奧陶系馬家溝組廣泛發育蒸發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。盆地東部地區奧陶系頂部“上生下儲”的風化殼、中組合兩大勘探領域，是下一步尋找優質儲量的目標。

統計出盆地東區塊7 口改造井的信息，并提取出每口井主要的地質特征參數及工程參數（見表1、表2）。

表1 盆地東區塊部分改造井地質參數統計表

表2 盆地東區塊部分改造井工程參數統計表

由表1、表2 可知：該區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

根據研究區地質及工程參數的統計，采用Meyer壓裂設計分析軟件[5]，結合實際施工數據對研究區的7口井進行酸壓有效縫長模擬分析，分析結果（見圖1～圖7、表3）。

表3 地質參數和酸蝕縫長統計表

通過模擬分析結果可知：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塊，地層的基本參數基本一致，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參數和工程參數的影響。通過對縫長的模擬分析可以優選出最優的施工參數。

對地質及工程參數對縫長的相關性進行線性分析，得到各地質及工程參數對其酸蝕縫長影響的相關性（見圖8）。孔隙度與滲透率與縫長呈一定的負相關性，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性。

3 酸蝕縫長主控因素

通過線性相關分析只能大致求出酸蝕縫長與地質及工程參數之間呈現的正負相關性，并不能求出酸蝕縫長的主控因素，所以選擇灰色關聯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 地質及工程參數與酸蝕縫長相關性分析

灰色關聯分析法是一種多因素統計分析方法，通過分析各個因素發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聯程度。其步驟主要包括原始序列的確定、原始數據的處理、關聯系數的計算及關聯度計算和排序等[6]。灰色關聯分析法具有很多的優點，如數據需求量小等，是一種實用的分析方法。通過上述灰色關聯分析法的步驟，便可得到酸蝕縫長的主控因素。

表4 關聯系數與關聯度計算結果

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：X0-參考數列；Xi-比較數列；i-比較數列的序號；n-數列中數據樣品的個數；m-自變量因素的個數[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。

由于同一數據序列的量綱是完全一致的，因此采用上限測度處理后的數據沒有量綱的限制，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果與參考序列的無量綱化結果做差并求其絕對值：

根據各個比較序列和參考序列的無量綱化結果差的絕對值的最大值Δmax 和最小值Δmin，計算其關聯系數：

使用平均值法來計算每個對比序列與參考序列之間的關聯度：

將關聯度按照從大到小排列就能確定出各個參數對于酸蝕縫長的影響大小關系（見表4）。根據表4 可以將關聯系數排序為酸液用量（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 結論

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

（2）通過灰色關聯分析法得出各個工程參數和地質參數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。