蔣廷學(xué)， 卞曉冰

(1.頁(yè)巖油氣富集機(jī)理與有效開(kāi)發(fā)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101；2.中國(guó)石化石油工程技術(shù)研究院，北京 100101)

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頁(yè)巖氣儲(chǔ)層評(píng)價(jià)新技術(shù)——甜度評(píng)價(jià)方法

蔣廷學(xué)1,2， 卞曉冰1,2

(1.頁(yè)巖油氣富集機(jī)理與有效開(kāi)發(fā)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101；2.中國(guó)石化石油工程技術(shù)研究院，北京 100101)

在應(yīng)用地質(zhì)甜點(diǎn)與工程甜點(diǎn)對(duì)頁(yè)巖氣層產(chǎn)氣能力進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，只能表明頁(yè)巖氣層壓后產(chǎn)氣可能性的大小，而壓后產(chǎn)氣量的高低與該甜點(diǎn)指標(biāo)的正相關(guān)性并不明顯。為此，提出了地質(zhì)甜度及工程甜度的概念，對(duì)地質(zhì)甜點(diǎn)與工程甜點(diǎn)的“甜度”進(jìn)行精確表征和量化，并給出了其計(jì)算方法：設(shè)置待評(píng)價(jià)區(qū)地質(zhì)甜度及工程甜度最甜的標(biāo)桿，即涵蓋一系列最佳地質(zhì)參數(shù)與工程參數(shù)的集合體，然后計(jì)算歐氏貼近度來(lái)表征待評(píng)價(jià)區(qū)參數(shù)集合與該標(biāo)桿的相似度，并將其作為地質(zhì)甜度與工程甜度，應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)方法確定地質(zhì)甜度和工程甜度的權(quán)重分配后，可計(jì)算得到綜合的甜度指標(biāo)。涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊7口井的驗(yàn)證結(jié)果表明，與地質(zhì)甜點(diǎn)與工程甜點(diǎn)相比，地質(zhì)甜度與工程甜度與各段簇產(chǎn)氣量的正相關(guān)性更強(qiáng)。研究與應(yīng)用表明，應(yīng)用地質(zhì)甜度與工程甜度可以實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣層產(chǎn)氣能力的定量評(píng)價(jià)，增強(qiáng)了頁(yè)巖氣水平井分段壓裂段簇位置優(yōu)選的科學(xué)性與可靠性，對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的降本增效具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

頁(yè)巖氣；壓裂；地質(zhì)甜度；工程甜度；壓裂設(shè)計(jì)；焦石壩區(qū)塊；涪陵頁(yè)巖氣田

國(guó)內(nèi)外大量頁(yè)巖氣水平井分段壓裂后的產(chǎn)氣剖面結(jié)果證明，頁(yè)巖氣井的產(chǎn)氣量基本符合“三三三”原則，即約三分之一的段簇貢獻(xiàn)了約70%的產(chǎn)氣量，約三分之一的段簇貢獻(xiàn)了約30%的產(chǎn)氣量，其余約三分之一的段簇?zé)o產(chǎn)氣量?？梢?jiàn)，頁(yè)巖氣水平井分段壓裂段簇位置的優(yōu)選，成為頁(yè)巖氣高效開(kāi)發(fā)最為重要的技術(shù)之一。為此，人們提出了頁(yè)巖氣地質(zhì)甜點(diǎn)與工程甜點(diǎn)的概念，來(lái)表征頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的產(chǎn)氣潛力，目前已被業(yè)界廣泛采納，并被大量用于頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)實(shí)踐中，尤其是在水平井分段壓裂段簇位置的優(yōu)選中。

所謂甜點(diǎn)，就是指地質(zhì)上的含氣性較好、壓后產(chǎn)氣概率較高的儲(chǔ)層；或者工程上的巖石脆性程度較高，壓裂裂縫容易起裂和延伸，最終容易形成體積裂縫的儲(chǔ)層。顯然，理想的甜點(diǎn)應(yīng)是涵蓋地質(zhì)甜點(diǎn)與工程甜點(diǎn)的綜合甜點(diǎn)(綜合甜點(diǎn)計(jì)算中，地質(zhì)甜點(diǎn)與工程甜點(diǎn)的權(quán)重分配應(yīng)不一樣)。在綜合甜點(diǎn)位置進(jìn)行射孔和壓裂作業(yè)，可在實(shí)現(xiàn)體積裂縫的前提下，最大限度地發(fā)揮地質(zhì)上的產(chǎn)氣潛力。顯然，如果甜點(diǎn)選擇準(zhǔn)確，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)可以達(dá)到事半功倍的效果，因此，甜點(diǎn)評(píng)價(jià)方法研究的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義非常重大。

地質(zhì)甜點(diǎn)與工程甜點(diǎn)的評(píng)價(jià)方法很多，尤其是工程甜點(diǎn)的評(píng)價(jià)方法超過(guò)20種[1-5]，但各種評(píng)價(jià)方法的計(jì)算結(jié)果差異性較大，難以綜合權(quán)衡確定最佳的甜點(diǎn)值，導(dǎo)致水平井分段壓裂段簇位置的劃分具有很大的不確定性。頁(yè)巖氣井實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證結(jié)果表明，氣井壓后產(chǎn)氣量與甜點(diǎn)指標(biāo)的正相關(guān)性并不強(qiáng)，因此，根據(jù)甜點(diǎn)指標(biāo)進(jìn)行的段簇位置優(yōu)選仍具有一定的盲目性。此外，地質(zhì)甜點(diǎn)和工程甜點(diǎn)的概念也有些寬泛，計(jì)算結(jié)果也只能是定性和半定量的居多。為此，筆者提出了地質(zhì)甜度和工程甜度的概念，對(duì)地質(zhì)甜點(diǎn)與工程甜點(diǎn)的“甜度”進(jìn)行精確表征和量化，以進(jìn)一步提高水平井分段壓裂段簇位置優(yōu)選的科學(xué)性和指導(dǎo)性，從而能更好地實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)“降本增效”的目標(biāo)，進(jìn)一步加速?lài)?guó)內(nèi)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的進(jìn)程，并為國(guó)家“十三五”能源戰(zhàn)略及美麗中國(guó)的早日實(shí)現(xiàn)，提供重要的技術(shù)支撐。

1　頁(yè)巖氣地質(zhì)甜點(diǎn)與工程甜點(diǎn)的評(píng)價(jià)方法

頁(yè)巖氣地質(zhì)甜點(diǎn)的評(píng)價(jià)參數(shù)主要包括總有機(jī)碳含量(TOC)、熱成熟度(RO)、含氣量、孔隙度、天然裂縫特性參數(shù)及孔隙壓力等[6-9]，工程甜點(diǎn)的評(píng)價(jià)參數(shù)主要包括巖石礦物組分及巖石力學(xué)參數(shù)等[10-15]。

計(jì)算頁(yè)巖氣地質(zhì)甜點(diǎn)時(shí)，常用最小-最大規(guī)范化方法對(duì)頁(yè)巖關(guān)鍵地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行歸一化處理，采用專(zhuān)家打分法確定各參數(shù)權(quán)重，然后進(jìn)行加權(quán)處理即可得到頁(yè)巖氣地質(zhì)甜點(diǎn)指數(shù)，計(jì)算公式為：

(1)

式中：S地質(zhì)為頁(yè)巖地質(zhì)甜點(diǎn)指數(shù)；n為地質(zhì)參數(shù)的數(shù)量；Si為頁(yè)巖地質(zhì)參數(shù)的歸一化值(i=0，1，2，…，n)；wi為地質(zhì)參數(shù)的權(quán)重因子(i=0，1，2，…，n)。

最常用的2種頁(yè)巖氣工程甜點(diǎn)指數(shù)的計(jì)算公式為：

(2)

(3)

式中：S工程為頁(yè)巖氣工程甜點(diǎn)指數(shù)；Ec為綜合測(cè)定的楊氏模量，MPa；Ecmax和Ecmin分別為綜合測(cè)定的最大楊氏模量和最小楊氏模量，MPa；μc為綜合測(cè)定的泊松比；μcmax和μcmin分別為綜合測(cè)定的最大泊松比和最小泊松比。

應(yīng)用頁(yè)巖氣地質(zhì)甜點(diǎn)指數(shù)和工程甜點(diǎn)指數(shù)，可以計(jì)算頁(yè)巖氣綜合甜點(diǎn)指數(shù)：

(4)

式中：S綜合為頁(yè)巖氣綜合甜點(diǎn)指數(shù)；w地質(zhì)和w工程分別為地質(zhì)甜點(diǎn)和工程甜點(diǎn)的權(quán)重因子，基于涪陵頁(yè)巖氣田實(shí)際地質(zhì)參數(shù)及工程參數(shù)，根據(jù)專(zhuān)家打分法確定兩者權(quán)重值分別為0.6和0.4。

筆者應(yīng)用涪陵頁(yè)巖氣田的地質(zhì)參數(shù)及工程參數(shù)，對(duì)其頁(yè)巖氣綜合甜點(diǎn)指數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，并與氣井實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)綜合甜點(diǎn)指數(shù)與壓后產(chǎn)量的相關(guān)性不強(qiáng)。例如，圖1為某井各段綜合甜點(diǎn)指數(shù)與其產(chǎn)氣貢獻(xiàn)率的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，由圖1可以看出，綜合甜點(diǎn)指數(shù)與產(chǎn)氣量并無(wú)明顯的相關(guān)性。

圖1　焦石壩區(qū)塊某井綜合甜點(diǎn)指數(shù)和產(chǎn)氣貢獻(xiàn)率的關(guān)系Fig.1　Relation between comprehensive sweet spot and corresponding production contribution results for one shale gas well in Jiaoshiba Area

綜上所述，為了更好地指導(dǎo)頁(yè)巖氣井壓裂設(shè)計(jì)與施工，實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣的高效開(kāi)發(fā)，有必要研究一種新的評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)代替甜點(diǎn)指標(biāo)，對(duì)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的產(chǎn)氣潛力進(jìn)行更為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。

2　頁(yè)巖氣地質(zhì)甜度及工程甜度的定義

頁(yè)巖氣地質(zhì)甜點(diǎn)和工程甜點(diǎn)的概念，只能說(shuō)明頁(yè)巖氣層壓后產(chǎn)氣可能性的大小，而壓后產(chǎn)能的高低與甜點(diǎn)指標(biāo)的正相關(guān)性并不明顯。地質(zhì)甜度和工程甜度則表征了甜點(diǎn)程度的大小，與壓后產(chǎn)能的高低具有較好的正相關(guān)性。也就是說(shuō)，甜點(diǎn)可以對(duì)頁(yè)巖氣層的產(chǎn)氣能力進(jìn)行定性評(píng)價(jià)，而甜度可以實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣層產(chǎn)氣能力的定量評(píng)價(jià)。

在對(duì)某一區(qū)塊的甜度進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，首先要找出該區(qū)塊甜度最高的標(biāo)桿，該最高值可設(shè)置為1。該標(biāo)桿是地質(zhì)甜點(diǎn)與工程甜點(diǎn)中所有相關(guān)獨(dú)立性參數(shù)的集合，且各個(gè)參數(shù)值均最有利于壓后產(chǎn)氣，由于部分參數(shù)與壓后產(chǎn)氣量可能具有負(fù)相關(guān)性，因此所選參數(shù)值不一定是最大值。顯然，標(biāo)桿是某個(gè)區(qū)塊或水平段中假想的最佳甜點(diǎn)位置，不存在或存在的概率非常低。

有了標(biāo)桿的假設(shè)，可利用歐氏貼近度來(lái)表征水平井筒某個(gè)位置處的參數(shù)集合與上述標(biāo)桿的相似度：相似度越高，表明該處頁(yè)巖屬性越接近標(biāo)桿，甜度越高；反之，該處頁(yè)巖屬性與標(biāo)桿差距越大，甜度也越低。換言之，可用與標(biāo)桿的歐氏貼近度代替某頁(yè)巖氣層的地質(zhì)甜度和工程甜度。

3　頁(yè)巖氣地質(zhì)甜度與工程甜度的計(jì)算

根據(jù)甜度的定義，在精細(xì)評(píng)價(jià)頁(yè)巖地層各項(xiàng)地質(zhì)參數(shù)及工程參數(shù)的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格分析各參數(shù)的相關(guān)性，確定彼此獨(dú)立的地質(zhì)參數(shù)與工程參數(shù)作為評(píng)價(jià)參數(shù)。例如，總有機(jī)碳含量(TOC)和含氣量都可以描述頁(yè)巖含氣性，但是TOC主要用來(lái)評(píng)價(jià)頁(yè)巖的生烴能力，含氣量主要用來(lái)評(píng)價(jià)目前頁(yè)巖的實(shí)測(cè)含氣數(shù)值，TOC高并不代表含氣量高，而含氣量高TOC往往會(huì)較高。所以，可以說(shuō)二者有一定聯(lián)系，相互間并不獨(dú)立，因此評(píng)價(jià)參數(shù)只選用了含氣量，沒(méi)有選用TOC。

基于評(píng)價(jià)參數(shù)之間具有獨(dú)立性的原則，對(duì)頁(yè)巖氣甜點(diǎn)評(píng)價(jià)參數(shù)進(jìn)行篩選，初步篩選的獨(dú)立地質(zhì)參數(shù)有脆性礦物含量、黏土礦物含量、頁(yè)巖厚度、總孔隙度、有機(jī)質(zhì)孔隙度、熱演化程度、總含氣量、游離氣比例、基質(zhì)滲透率、天然裂縫發(fā)育程度、壓力系數(shù)、楊氏模量和泊松比；工程參數(shù)有脆性指數(shù)(基于施工曲線中脆性區(qū)和彈性區(qū)的面積及對(duì)應(yīng)的排量計(jì)算)、施工液量和加砂量。

3.1關(guān)鍵地質(zhì)參數(shù)的評(píng)價(jià)

初步篩選的地質(zhì)參數(shù)已有成熟的評(píng)價(jià)方法，包括露頭觀測(cè)(可獲得天然裂縫發(fā)育程度)、巖心試驗(yàn)(可獲得頁(yè)巖礦物組分、總孔隙度、含氣量、楊氏模量和泊松比等大部分地質(zhì)參數(shù))、測(cè)井及錄井資料解釋(可獲得礦物組分、頁(yè)巖厚度、含氣量、楊氏模量和泊松比等大部分地質(zhì)參數(shù))等，并結(jié)合同區(qū)塊鄰井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行校正，則可以得到單井或區(qū)域性的連續(xù)性地質(zhì)參數(shù)。

3.2關(guān)鍵地質(zhì)參數(shù)權(quán)重的確定

由于地質(zhì)參數(shù)一般為近井參數(shù)，可通過(guò)計(jì)算氣井壓后初產(chǎn)與關(guān)鍵地質(zhì)參數(shù)間的灰色關(guān)聯(lián)度，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行歸一化處理后可得到各參數(shù)權(quán)重分配。

(5)

式中：i=0，1，2，…,n；k=1，2，…，N；N為變量序列的長(zhǎng)度。

(6)

式中：ρ為分辨系數(shù)，其取值范圍為[0，1]，通常取0.5；ξ0i(k)為關(guān)聯(lián)系數(shù)，反映第i個(gè)比較序列Xi與參考序列X0在第k個(gè)位置的關(guān)聯(lián)程度。

綜合所有的關(guān)聯(lián)系數(shù)，可求取各比較序列與參考序列間的關(guān)聯(lián)度：

(7)

式中：r0i為各比較序列與參考序列間的關(guān)聯(lián)度。

將各參數(shù)的關(guān)聯(lián)程度視為一個(gè)整體，其中某一參數(shù)的權(quán)重可通過(guò)該參數(shù)的關(guān)聯(lián)度與各參數(shù)關(guān)聯(lián)度集合間的比值求得：

(8)

式中：wi為第i個(gè)參數(shù)的權(quán)重。

按照該方法，根據(jù)涪陵頁(yè)巖氣田實(shí)際獲得的地質(zhì)數(shù)據(jù)(某些地質(zhì)參數(shù)不全，如壓力系數(shù)等)，求得關(guān)鍵地質(zhì)參數(shù)的權(quán)重為：總孔隙度的權(quán)重為0.083，基質(zhì)滲透率的權(quán)重為0.107，黏土礦物的權(quán)重為0.096，總含氣量的權(quán)重為0.225，天然裂縫發(fā)育程度的權(quán)重為0.123，楊氏模量的權(quán)重為0.113，泊松比的權(quán)重為0.125，脆性礦物含量的權(quán)重為0.128。

3.3甜度(歐氏貼近度)的計(jì)算

貼近度是描述2個(gè)模糊集合相似或者貼近程度的一個(gè)重要指標(biāo)，筆者用歐式貼近度來(lái)表征實(shí)際井甜度與標(biāo)桿甜度之間的接近程度，即實(shí)際井甜度的大小。歐式貼近度的計(jì)算方法如下：

(10)

式中：rij表示待評(píng)價(jià)區(qū)Ai具有參數(shù)Pj特征的隸屬度；x為待評(píng)價(jià)區(qū)或標(biāo)桿的任一特征參數(shù)；a1為待評(píng)價(jià)區(qū)或標(biāo)桿的任一特征參數(shù)的最小值；a2為待評(píng)價(jià)區(qū)或標(biāo)桿的任一特征參數(shù)的最大值。

3.4工程甜度的計(jì)算

頁(yè)巖氣井壓裂施工中的壓力曲線形態(tài)及施工規(guī)模是頁(yè)巖可壓性最真實(shí)的反映，筆者以文獻(xiàn)[4]提出的脆性指數(shù)和遠(yuǎn)井可壓性指數(shù)評(píng)價(jià)方法為基礎(chǔ)，通過(guò)壓裂施工破裂壓力曲線形態(tài)計(jì)算得到近井工程甜點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算總的加砂量與總的入井壓裂液量的比值而得到遠(yuǎn)井工程甜點(diǎn)，兩者的權(quán)重采用2.2中灰色關(guān)聯(lián)度的計(jì)算方法確定。頁(yè)巖的工程甜度即定義為考慮近井工程甜點(diǎn)和遠(yuǎn)井工程甜點(diǎn)的綜合指標(biāo)。

3.5綜合甜度的計(jì)算

有了地質(zhì)甜度及工程甜度后，最終的甜度應(yīng)是綜合考慮地質(zhì)甜度與工程甜度的折中結(jié)果，這涉及到地質(zhì)甜度與工程甜度的權(quán)重分配問(wèn)題。同樣，根據(jù)2.2中灰色關(guān)聯(lián)度的計(jì)算方法，考察壓后產(chǎn)量與上述地質(zhì)甜度及工程甜度的灰色關(guān)聯(lián)度，按歸一化原理求得各自的權(quán)重。則最終的甜度為：

S=(SG,SE)(wG,wE)T=SGwG+SEwE(12)

式中：S為頁(yè)巖綜合甜度；SG為地質(zhì)甜度；SE為工程甜度；wG為地質(zhì)甜度的權(quán)重因子；wE為工程甜度的權(quán)重因子。

4　計(jì)算實(shí)例

將涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊頁(yè)巖氣井的甜度計(jì)算結(jié)果與產(chǎn)氣量進(jìn)行對(duì)比分析，來(lái)說(shuō)明甜度評(píng)價(jià)方法的適應(yīng)性。

4.1標(biāo)桿(段簇)的確定

根據(jù)焦石壩區(qū)塊的地質(zhì)參數(shù)與工程參數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果，確定標(biāo)桿的參數(shù)集合為：地質(zhì)參數(shù){總孔隙度5.79%，基質(zhì)滲透率0.26 mD，黏土礦物含量22%，總含氣量3.49 m3/t，天然裂縫發(fā)育程度0.43，楊氏模量51.3 GPa，泊松比0.17，脆性礦物含量66.8%}，工程參數(shù){脆性指數(shù)0.51，施工液量1 400 m3，加砂量90 m3}。

4.2單井綜合甜度分析

焦石壩區(qū)塊7口井的頁(yè)巖氣甜度計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1焦石壩區(qū)塊7口井頁(yè)巖氣甜度計(jì)算結(jié)果

Table1Calculation results of sweetness for 7 shale gas wells in Jiaoshiba Block

井名地質(zhì)甜度工程甜度綜合甜度無(wú)阻流量/(104m3·d-1)A井0.260.290.2810.13B井0.360.620.5116.74C井0.400.660.5527.60D井0.340.520.4441.32E井0.561.000.8281.92F井0.390.740.59102.29G井0.390.720.58155.83

由表1可以看出，該氣田頁(yè)巖氣甜度與無(wú)阻流量具有正相關(guān)性。

圖2為焦石壩區(qū)塊部分頁(yè)巖氣井無(wú)阻流量與計(jì)算的頁(yè)巖氣地質(zhì)甜點(diǎn)和綜合甜度的關(guān)系。

圖2　焦石壩頁(yè)巖氣田部分井無(wú)阻流量與頁(yè)巖氣甜點(diǎn)和綜合甜度的關(guān)系Fig.2　Relation of open flow capacity with sweet spot and sweetness for shale gas wells in Jiaoshiba Area

由圖2可以看出，頁(yè)巖氣甜度與無(wú)阻流量的相關(guān)性高于地質(zhì)甜點(diǎn)與無(wú)阻流量的相關(guān)性。因此，可優(yōu)先選用甜度指標(biāo)對(duì)目標(biāo)區(qū)塊頁(yè)巖可壓性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4.3單井不同段簇甜度分析

以焦頁(yè)H井為例，分別在地面計(jì)量產(chǎn)量為1.0×105m3/d和1.5×105m3/d的工作制度下進(jìn)行水平井FSI產(chǎn)氣剖面測(cè)試，測(cè)試結(jié)果與甜度的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)圖3。由圖3可以看出，在兩種工作制度下，綜合甜度指標(biāo)與氣井單段產(chǎn)氣量具有較好的正相關(guān)性，產(chǎn)量變化較大的壓裂段為第1、第2、第7、第10和第13段，其余壓裂段產(chǎn)氣量變化不大。該井僅第4段和第11段沒(méi)有產(chǎn)量貢獻(xiàn)，壓裂產(chǎn)氣有效段簇占比達(dá)88.2%，高于國(guó)外有效段簇的比例(1/2～2/3)，

圖3　焦頁(yè)H井產(chǎn)出剖面解釋成果與甜度的關(guān)系Fig.3　Relation between interpretation results of production profile and calculated sweetness for JY H shale gas well

獲得了較好的儲(chǔ)層改造效果。

以1.0×105m3/d工作制度為例，焦頁(yè)H井單段產(chǎn)量與頁(yè)巖氣甜點(diǎn)和綜合甜度的關(guān)系如圖4所示。

圖4　焦頁(yè)7-1HF井單段產(chǎn)量與頁(yè)巖氣甜點(diǎn)和甜度的關(guān)系Fig.4　Relation of staged production with sweet spot and sweetness for JY H shale gas well

由圖4可以看出，隨著綜合甜度的增加，該井單段產(chǎn)量有增大的趨勢(shì)，且綜合甜度與單段產(chǎn)量的正相關(guān)性比地質(zhì)甜點(diǎn)與單段產(chǎn)量的正相關(guān)性更強(qiáng)。因此，應(yīng)用綜合甜度進(jìn)行段簇設(shè)計(jì)，有利于提高頁(yè)巖氣水平井分段壓裂效果。

5　結(jié)論與建議

1) 在地質(zhì)甜點(diǎn)與工程甜點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了更具量化特征的地質(zhì)甜度及工程甜度的概念及計(jì)算方法，這對(duì)頁(yè)巖氣水平井分段壓裂段簇位置的優(yōu)選和最終的降本增效具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2) 在計(jì)算甜度時(shí)，采用灰色關(guān)聯(lián)度法確定各相關(guān)獨(dú)立參數(shù)的權(quán)重分配，計(jì)算待評(píng)價(jià)區(qū)與標(biāo)桿的相似度，即歐氏貼近度，并將其作為待評(píng)價(jià)區(qū)的地質(zhì)甜度和工程甜度，再用灰色關(guān)聯(lián)度法確定地質(zhì)甜度和工程甜度的權(quán)重分配后，可計(jì)算出綜合的甜度指標(biāo)。

3) 涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊7口水平井的計(jì)算分析結(jié)果表明，與頁(yè)巖氣甜點(diǎn)相比，頁(yè)巖氣甜度與氣井壓后產(chǎn)量的正相關(guān)性更強(qiáng)。因此，可應(yīng)用頁(yè)巖氣甜度來(lái)指導(dǎo)水平井分段壓裂段簇位置的優(yōu)選。

4) 建議擴(kuò)大頁(yè)巖氣甜度評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用規(guī)模，不斷修正和完善該評(píng)價(jià)方法，以更好地提高頁(yè)巖氣水平井分段壓裂效果，實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)降本增效的目的。

致謝：在本文的撰寫(xiě)過(guò)程中，中國(guó)石化石油工程技術(shù)研究院測(cè)錄井研究所劉雙蓮博士及儲(chǔ)層改造所蘇瑗同志給予了大量幫助，在些表示誠(chéng)摯的謝意。

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[編輯陳會(huì)年]

The Novel Technology of Shale Gas Play Evaluation—Sweetness Calculation Method

JIANG Tingxue1,2，BIAN Xiaobing1,2

(1.StateKeyLaboratoryofShaleOilandGasEnrichmentMechanismsandEffectiveDevelopment,Beijing, 100101，China; 2.SinopecResearchInstituteofPetroleumEngineering,Beijing, 100101，China)

The evaluation results of a shale gas play based on geologic and engineering sweet spots can only show the probability of gas production after shale gas fracturing, while the production capacity after fracturing has no significant positive correlation with the sweet spot indicator. For this reason, the concept of geologic and engineering sweetness is proposed and corresponding calculation method is also provided in order to develop a “sweetness index”. It is necessary to set the benchmark for the highest geologic sweetness and engineering sweetness of the area to be evaluated, namely the collection of a series of optimum geological parameter combinations and engineering parameters, then to calculate the Euclid approach degree to indicate the similarity between the parameter combinations and the benchmark. Taking it as the geologic sweetness and engineering sweetness, we need to determine weighted distribution of geologic sweetness and engineering sweetness by means of grey correlation in order to obtain the aggregative sweetness indicator, or a “sweetness index”. The concept was applied to seven wells in Jiaoshiba Block of Fuling Shale Gas Field and results showed that gas production of clusters from each segment has significant positive correlation with geologic sweetness and engineering sweetness. According to results of the study and applications, geologic sweetness and engineering sweetness can be used in the quantitative evaluation of the gas production capacity of a shale gas play, which improves rationality and reliability of segment cluster selection in staged fracturing of horizontal shale gas wells and results in significant cost reduction and effectiveness of shale gas fracturing.

shale gas; fracturing; geologic sweetness; engineering sweetness; fracturing design; Jiaoshiba Block; Fuling Shale Gas Field

2016-06-28。

蔣廷學(xué)(1969—)，男，江蘇東海人，1991年畢業(yè)于石油大學(xué)(華東)采油工程專(zhuān)業(yè)，2007年獲中國(guó)科學(xué)院滲流流體力學(xué)研究所流體力學(xué)專(zhuān)業(yè)博士學(xué)位，教授級(jí)高級(jí)工程師，中國(guó)石化集團(tuán)公司高級(jí)專(zhuān)家，主要從事水力壓裂理論與技術(shù)方面的研究。系本刊編委。E-mail：lffy-jtx@sohu.com。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“頁(yè)巖地層動(dòng)態(tài)隨機(jī)裂縫控制機(jī)理與無(wú)水壓裂理論”(編號(hào)：51490653)和中國(guó)石化科技攻關(guān)項(xiàng)目“涪陵區(qū)塊頁(yè)巖氣層改造技術(shù)研究”(編號(hào):P14091)資助。

doi:10.11911/syztjs.201604001

TE357.1+1

A

1001-0890(2016)04-0001-06

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