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(fā)低滲透油藏的過程中，為了使工業(yè)原油流動，通常要進行壓裂，評價和預(yù)測壓裂后的產(chǎn)能，有助于優(yōu)化壓裂設(shè)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(jù)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(nèi)的線性滲流，該模型更應(yīng)用實際，而且擁有計算簡單的產(chǎn)能方程，應(yīng)用方便。

1 低滲透油藏垂直裂縫井產(chǎn)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(fā)生在流入裂縫的基體中，徑向流動發(fā)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(qū)塊的t1 井和t2 井進行驗證，這兩口井同時發(fā)生壓裂作業(yè)，生產(chǎn)時間相對較長。油井動態(tài)曲線表明，該方法是有效的，注水井和油井壓力穩(wěn)定，油井產(chǎn)量穩(wěn)定，產(chǎn)水基本不動，因此，兩者穩(wěn)定階段的平均產(chǎn)量相當。從表1 可以看出，計算時使用的產(chǎn)能公式為有限導(dǎo)流裂縫，得到的穩(wěn)產(chǎn)能與穩(wěn)產(chǎn)階段兩口井的平均產(chǎn)能大體一致，基本偏差不超過百分之七，在允許范圍內(nèi)。

表1 實際產(chǎn)能與預(yù)測結(jié)果對比

2 影響因素分析

以準噶爾盆地某區(qū)塊特低滲透特大型礫巖油藏基本參數(shù)資料為基礎(chǔ)，分析了產(chǎn)能與裂縫參數(shù)的相關(guān)性。本文從裂縫半長、裂縫導(dǎo)流能力、基質(zhì)滲透率三個方面進行了相關(guān)的數(shù)據(jù)研究。

圖2 所示產(chǎn)能曲線對應(yīng)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(dǎo)流裂縫的產(chǎn)能線性增加。裂縫一般為有限分流裂縫。有限導(dǎo)流裂縫的產(chǎn)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(chǎn)效果。

圖2 裂縫半長對產(chǎn)能的影響

圖3 顯示的產(chǎn)能曲線對應(yīng)不同的裂縫導(dǎo)流能力。無限導(dǎo)流裂縫的產(chǎn)能沒有變化，有限的則不斷增大，逐漸接近無限導(dǎo)流裂縫的產(chǎn)能。因此，如果裂縫導(dǎo)流能力很高，裂縫的導(dǎo)流能力可以近似為無限大。分析證明了無量綱分流系數(shù)等于500 是有限分流和無限分流的臨界點，無限分流系數(shù)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(yīng)該是300。

圖3 裂縫導(dǎo)流能力對產(chǎn)能的影響

圖4 顯示的產(chǎn)能曲線對應(yīng)的是不同的基體滲透率。壓裂后的產(chǎn)能隨著基質(zhì)滲透率的增大而增大，但產(chǎn)能增長速度減慢。與未壓裂產(chǎn)能相比，當基質(zhì)滲透率達到一定值時，壓裂增產(chǎn)量也達到最高，隨基質(zhì)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(yù)期的增產(chǎn)效果。

圖4 基質(zhì)滲透率對產(chǎn)能的影響

壓裂裂縫的位置、間距及數(shù)量，也會對產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)能都會產(chǎn)生影響。

3 結(jié)論

（1）將徑向流和線性流有效地結(jié)合起來，建立了反應(yīng)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(dǎo)流和無限導(dǎo)流裂縫的產(chǎn)能，推導(dǎo)了相應(yīng)的公示，其中有限導(dǎo)流裂縫產(chǎn)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(dǎo)流能力達不到一定的數(shù)值時，近似無窮大導(dǎo)流能力有較大誤差；當導(dǎo)流能力達到一定值時，近似無窮大導(dǎo)流能力。

（3）產(chǎn)能隨著地層裂縫長度的增加而增加，但產(chǎn)能增長率逐漸降低。壓裂后產(chǎn)能隨著基質(zhì)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(chǎn)能增加最大。因此，在進行壓裂設(shè)計時，必須匹配儲層的基本條件，才能實現(xiàn)特定的經(jīng)濟條件下的預(yù)期增產(chǎn)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(chǎn)問題一直成為制約油田產(chǎn)量提高和生產(chǎn)安全、石油資源開發(fā)等方面發(fā)展的瓶頸。隨著我國能源結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整以及對低滲產(chǎn)能技術(shù)研究力度加大及應(yīng)用領(lǐng)域擴大化，對裂縫壓裂井產(chǎn)能預(yù)測在油氣資源開發(fā)、生產(chǎn)過程中顯得尤為重要[3]。壓裂裂縫是近井地帶影響力地應(yīng)力的主要因素，本文從裂縫導(dǎo)流能力、基質(zhì)滲透率以及裂縫半長三個方面，研究了其對壓裂后產(chǎn)能的影響，找出了壓裂裂縫參數(shù)對井應(yīng)力場分布和產(chǎn)能的影響規(guī)律，為以后的壓裂增產(chǎn)作業(yè)提供技術(shù)支持。