低滲透油藏壓裂產能預測技術研究

范淑慧 任雪鳳 任建棚 寧金生 郭凱凱

（1.山東科瑞機械制造有限公司，山東 東營 257000；2.山東科瑞油氣裝備有限公司，山東 東營 257000）

在開發低滲透油藏的過程中，為了使工業原油流動，通常要進行壓裂，評價和預測壓裂后的產能，有助于優化壓裂設計。基于保角變換，我們將滲流場的等位線視作一個橢圓，以裂縫兩端為中心。通過分析壓降，流體徑向流入裂縫的位置在裂縫頂端，根據辛科利提出的雙線性流動理論，與裂縫面垂直的流體將沿線性方向流入裂縫，而流入的流體最終流入井筒也是沿線性方向[1]。為此，作者提出垂直裂縫井的滲流模型由三方面組成，其一是裂縫尖端存在的徑向滲流，其二是垂直裂縫的線性滲流，其三是裂縫內的線性滲流，該模型更應用實際，而且擁有計算簡單的產能方程，應用方便。

1 低滲透油藏垂直裂縫井產能模型

如圖1 所示，垂直裂縫井的平面流場可分為2 個半圓形地層、2 個長方形地層以及裂縫。地層滲流過程可以分為兩個階段，與裂縫垂直的線性流動發生在流入裂縫的基體中，徑向流動發生在流入裂縫的半圓筒中，流體在流入井筒時線性流動。

圖1 垂直裂縫井在xy 平面上的泄油面

本文選擇了該區塊的t1 井和t2 井進行驗證，這兩口井同時發生壓裂作業，生產時間相對較長。油井動態曲線表明，該方法是有效的，注水井和油井壓力穩定，油井產量穩定，產水基本不動，因此，兩者穩定階段的平均產量相當。從表1 可以看出，計算時使用的產能公式為有限導流裂縫，得到的穩產能與穩產階段兩口井的平均產能大體一致，基本偏差不超過百分之七，在允許范圍內。

表1 實際產能與預測結果對比

2 影響因素分析

以準噶爾盆地某區塊特低滲透特大型礫巖油藏基本參數資料為基礎，分析了產能與裂縫參數的相關性。本文從裂縫半長、裂縫導流能力、基質滲透率三個方面進行了相關的數據研究。

圖2 所示產能曲線對應著不同的裂縫半長，此時井底流體壓力為10MPa。隨著裂縫半長度的增加，無限長導流裂縫的產能線性增加。裂縫一般為有限分流裂縫。有限導流裂縫的產能隨著增長率逐漸降低，當裂縫長度達到一定時，沒有明顯的增產效果。

圖2 裂縫半長對產能的影響

圖3 顯示的產能曲線對應不同的裂縫導流能力。無限導流裂縫的產能沒有變化，有限的則不斷增大，逐漸接近無限導流裂縫的產能。因此，如果裂縫導流能力很高，裂縫的導流能力可以近似為無限大。分析證明了無量綱分流系數等于500 是有限分流和無限分流的臨界點，無限分流系數大于500，如果不是則為有限分流。而Smamniego-v 和Cinco-ley 則堅持認為臨界點應該是300。

圖3 裂縫導流能力對產能的影響

圖4 顯示的產能曲線對應的是不同的基體滲透率。壓裂后的產能隨著基質滲透率的增大而增大，但產能增長速度減慢。與未壓裂產能相比，當基質滲透率達到一定值時，壓裂增產量也達到最高，隨基質滲透率的增大而減小[2]。因此，壓裂措施必須匹配儲層條件進行，才能達到預期的增產效果。

圖4 基質滲透率對產能的影響

壓裂裂縫的位置、間距及數量，也會對產能造成一定的影響。壓裂后形成的裂縫一般有很多條，且生產過程中，裂縫間會存在干擾，這些因素對低滲透砂巖氣藏壓裂的產能都會產生影響。

3 結論

（1）將徑向流和線性流有效地結合起來，建立了反應低滲透油藏垂直裂縫井滲流的模型，為計算低滲透油藏有限導流和無限導流裂縫的產能，推導了相應的公示，其中有限導流裂縫產能公式的誤差不大于百分之七。該公式簡單易行，適合推廣。

（2）當裂縫導流能力達不到一定的數值時，近似無窮大導流能力有較大誤差；當導流能力達到一定值時，近似無窮大導流能力。

（3）產能隨著地層裂縫長度的增加而增加，但產能增長率逐漸降低。壓裂后產能隨著基質滲透率升高而升高。但與未壓裂相比，壓裂在一定滲透率條件下產能增加最大。因此，在進行壓裂設計時，必須匹配儲層的基本條件，才能實現特定的經濟條件下的預期增產效果。

低滲透油藏的主要特點是儲集層埋藏深度大，含氣量高，在開采過程中，壓裂增產問題一直成為制約油田產量提高和生產安全、石油資源開發等方面發展的瓶頸。隨著我國能源結構不斷調整以及對低滲產能技術研究力度加大及應用領域擴大化，對裂縫壓裂井產能預測在油氣資源開發、生產過程中顯得尤為重要[3]。壓裂裂縫是近井地帶影響力地應力的主要因素，本文從裂縫導流能力、基質滲透率以及裂縫半長三個方面，研究了其對壓裂后產能的影響，找出了壓裂裂縫參數對井應力場分布和產能的影響規律，為以后的壓裂增產作業提供技術支持。