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【摘要】压裂是低渗透油气藏提高采收率的有效方法和重要手段，本文利用统计分析的方法研究了低渗透油藏开发条件及油层参数与压裂效果间的关系，并开展参数敏感性分析，建立相应的数学及求解模型，对油井（层）能否采取压裂作出定量判断。经矿场实践，取得较好效果，为低渗透油藏压裂选井选层提供了理论依据。
【关键词】油层参数 敏感性 求解模型 选井选层
1 压裂选井背景
1.1 新增探明储量中低渗透油藏储量所占比例较大
随着滚动勘探开发工作的深入，新增储区块基本上属于埋藏较深、单井产能低的低渗透油藏。2002-2009年大港南部油田实现增储3076万吨，其中低渗透油藏增储2211万吨，占72%。
1.2 低渗透油藏的储量和产量比例越来越高
随着低渗透油藏的逐步投入开发，该类油藏储量比例由12.9%上升至17.6%，产量比例由19.3%上升至28.7%。可见，低渗透油藏在南部油田开发中的作用越来越重要。
1.3 低渗透油藏压裂效果逐年变差
低渗透具有自然产能低的特点，一般需要压裂改造才能获得效益开发。然而，随着开发的深入，压裂效果呈现逐年变差的趋势，即使处于同一断块或者相邻井区，在注采比、存水率、受益方向等选井指标相近的情况下，压裂效果也存在天壤之别。
综合分析认为，传统依靠地质人员通过地质分析及经验判断，定性地选出的压裂井或层往往不是最优的。因此，如何提高老井压裂效果成为了紧迫问题，而改善压裂效果的首要条件是保证选井选层的质量。
2 压裂选井的原则
影响油井压裂效果的因素很多，其中压裂井的开发及油层参数条件是决定压裂效果好坏的基础，也是确定压裂地质选井的出发点和落脚点。以下将从开发条件和油层参数条件两方面对压裂效果的影响进行评价。
2.1 优选油井应满足开发条件
开发条件相对较多，但主要包括压裂次数、受益方向、含水、产液量、初期日产油等五项参数。为强化规律认识，进一步弄清压裂与开发条件间的关系，在总结南部油田2000-2009年以来压裂井效果的基础上，重点对以上三项参数与压裂效果的关系进行统计分析。
2.1.1 压裂效果与压裂次数关系
从历年统计中得出，压裂效果总体上随压裂次数的增加而变差，虽然一次压裂效果虽好于二次压裂井的效果，但压裂平均单井累增油相差不大，三次压裂效果明显变差。2.1.2 压裂效果与受益方向关系
从表2中可以看出，随着井网完善程度的提高，压裂效果变好，压裂选井应该是双多向受益井。
2.1.3 压裂效果与含水阶段关系
从表3中可以看出，中低含水期压裂效果较好，进入中高含水期压裂效果变差，总体来看，含水进入60%以后是压裂效果的分水岭，含水高于60%以后，压裂效果明显变差。
根据上述研究成果，综合各参数，可以初步筛选出开发有利井。即压裂次数小于3次、双多向受益井、含水小于60%、日产液小于20方、初期日产油大于5吨。2.2 优选油井应满足一定油层参数
油层参数主要包括地层压力、渗透率、孔隙度、含油饱和度等。在统计分析各参数与累增油之间关系的基础上，进行参数敏感性分析，并通过归一化处理，从而建立起油井压裂的条件方程。
为提高研究精度，在进行油层参数与累增油关系分析之前，首先对表征有效厚度和地层压力的参数进行优化。
一是表征有效厚度参数的优化。由于南部油田纵向上含油层数多，实际开发中发挥作用的主要是沉积连续、分布稳定的砂体；二是表征地层压力参数的优化。由于实际油井测压资料相对较少，传统的选井方法中，地层压力一般是用存水率、注采比及累计注采比来表征，本次分析用存液率表征地层压力。
在对参数进行优化的基础上，以段六拨油田为例进行研究分析。
2.2.1 压裂效果与存液率和厚油层比例的关系
从图1、图2中可以看出，存液率和厚油层比例与累增油呈明显的正相关，即存液率越高，厚油层比例越大，压裂效果越好。段六拨油田获得较好压裂效果的存液率下限为0.17，厚油层比例下限为25%。
Z段六拨=0.33×存液率+0.25/渗透率+0.21×厚油层比例+0.21/孔隙度
为验证条件因子的可行性与适用性，利用段六拨油田已实施井的效果与条件因子进行回归，建立累增油与条件因子的关系图版，从图版中可以看出，条件因子与压裂效果具有很高的相关性，证明条件因子具有很强的可靠性。
利用同樣的方法，对小集及舍女寺油田的条件因子进行了统计分析，并得出小集与舍女寺油田的条件因子表达式。
Z小集=0.36×存液率+0.23/渗透率+0.21×厚油层比例+0.20/孔隙度
Z舍女寺=0.35×存液率+0.21/渗透率+0.25×厚油层比例+0.19/孔隙度
通过油层参数与累增油关系研究，得出油层参数对累增油的综合影响因子（压裂条件因子），从而筛选出油层条件有利井。
2.3 优选油井应满足一定经济效益
为了对油井压裂后的增油量进行预测，以判断油井压裂的经济效益，建立了油井压裂增产盈亏模型。应用模型可计算出压裂措施的门槛产量，措施累增油量高于门槛产量，则措施从经济上有效，反之无效。油井压裂增产盈亏模型为增产与创效之间搭建了平台。
式中：
S——当前原油价格，元/吨；∑Q——压裂措施累增油，吨；
M——累增油的经营费用，万元；
N——压裂措施费用，万元；
I——吨油附加税，元/吨。
依据以上三方面研究成果，对油井压裂地质选井的各个环节形成有效控制，最终优选出有利压裂井。即通过压裂增产盈亏模型确定门槛产量，在此基础上，综合应用开发条件有利和油层参数条件因子，确定最终的压裂油井，从而建立了油井压裂改造地质选井的优化模型。
3 实施效果与认识
3.1 实施效果
依据研究成果，2010年对段六拨、小集、舍女寺等油田的28口待压油井进行进一步优化，通过参数综合约束，最终筛选18口油井实施压裂改造，实施后，压裂有效率由69.2提升至88.2%，平均单井增油由961上升至1050吨，取得较好的效果。
3.2 认识
（1）历史压裂效果总结及油藏工程研究是改善油井压裂效果的基础。
（2）用存液率替代存水率、注采比，更能真实反映地层能量保持状况，有效提高了压裂措施的成功率。
（3）通过对南部低渗透油藏油井压裂研究与实践，初步形成适合南部低渗油藏油井压裂改造的配套技术。
参考文献
[1] 宋永，刘春林，陆仁桓，等.影响油藏压裂效果的因素分析[J].大庆石油地质与开发，1995，14（2）：38-41
[2] 张俊法，常剑，杨瑞敏，等.用综合评判方法优选压裂井层[J].断块油气田，2001，8（1）：27-29
[3] 张昌发（编著）.统计分析的理论和方法.北京：中国铁道出版社，1991
【关键词】油层参数 敏感性 求解模型 选井选层
1 压裂选井背景
1.1 新增探明储量中低渗透油藏储量所占比例较大
随着滚动勘探开发工作的深入，新增储区块基本上属于埋藏较深、单井产能低的低渗透油藏。2002-2009年大港南部油田实现增储3076万吨，其中低渗透油藏增储2211万吨，占72%。
1.2 低渗透油藏的储量和产量比例越来越高
随着低渗透油藏的逐步投入开发，该类油藏储量比例由12.9%上升至17.6%，产量比例由19.3%上升至28.7%。可见，低渗透油藏在南部油田开发中的作用越来越重要。
1.3 低渗透油藏压裂效果逐年变差
低渗透具有自然产能低的特点，一般需要压裂改造才能获得效益开发。然而，随着开发的深入，压裂效果呈现逐年变差的趋势，即使处于同一断块或者相邻井区，在注采比、存水率、受益方向等选井指标相近的情况下，压裂效果也存在天壤之别。
综合分析认为，传统依靠地质人员通过地质分析及经验判断，定性地选出的压裂井或层往往不是最优的。因此，如何提高老井压裂效果成为了紧迫问题，而改善压裂效果的首要条件是保证选井选层的质量。
2 压裂选井的原则
影响油井压裂效果的因素很多，其中压裂井的开发及油层参数条件是决定压裂效果好坏的基础，也是确定压裂地质选井的出发点和落脚点。以下将从开发条件和油层参数条件两方面对压裂效果的影响进行评价。
2.1 优选油井应满足开发条件
开发条件相对较多，但主要包括压裂次数、受益方向、含水、产液量、初期日产油等五项参数。为强化规律认识，进一步弄清压裂与开发条件间的关系，在总结南部油田2000-2009年以来压裂井效果的基础上，重点对以上三项参数与压裂效果的关系进行统计分析。
2.1.1 压裂效果与压裂次数关系
从历年统计中得出，压裂效果总体上随压裂次数的增加而变差，虽然一次压裂效果虽好于二次压裂井的效果，但压裂平均单井累增油相差不大，三次压裂效果明显变差。2.1.2 压裂效果与受益方向关系
从表2中可以看出，随着井网完善程度的提高，压裂效果变好，压裂选井应该是双多向受益井。
2.1.3 压裂效果与含水阶段关系
从表3中可以看出，中低含水期压裂效果较好，进入中高含水期压裂效果变差，总体来看，含水进入60%以后是压裂效果的分水岭，含水高于60%以后，压裂效果明显变差。
根据上述研究成果，综合各参数，可以初步筛选出开发有利井。即压裂次数小于3次、双多向受益井、含水小于60%、日产液小于20方、初期日产油大于5吨。2.2 优选油井应满足一定油层参数
油层参数主要包括地层压力、渗透率、孔隙度、含油饱和度等。在统计分析各参数与累增油之间关系的基础上，进行参数敏感性分析，并通过归一化处理，从而建立起油井压裂的条件方程。
为提高研究精度，在进行油层参数与累增油关系分析之前，首先对表征有效厚度和地层压力的参数进行优化。
一是表征有效厚度参数的优化。由于南部油田纵向上含油层数多，实际开发中发挥作用的主要是沉积连续、分布稳定的砂体；二是表征地层压力参数的优化。由于实际油井测压资料相对较少，传统的选井方法中，地层压力一般是用存水率、注采比及累计注采比来表征，本次分析用存液率表征地层压力。
在对参数进行优化的基础上，以段六拨油田为例进行研究分析。
2.2.1 压裂效果与存液率和厚油层比例的关系
从图1、图2中可以看出，存液率和厚油层比例与累增油呈明显的正相关，即存液率越高，厚油层比例越大，压裂效果越好。段六拨油田获得较好压裂效果的存液率下限为0.17，厚油层比例下限为25%。
Z段六拨=0.33×存液率+0.25/渗透率+0.21×厚油层比例+0.21/孔隙度
为验证条件因子的可行性与适用性，利用段六拨油田已实施井的效果与条件因子进行回归，建立累增油与条件因子的关系图版，从图版中可以看出，条件因子与压裂效果具有很高的相关性，证明条件因子具有很强的可靠性。
利用同樣的方法，对小集及舍女寺油田的条件因子进行了统计分析，并得出小集与舍女寺油田的条件因子表达式。
Z小集=0.36×存液率+0.23/渗透率+0.21×厚油层比例+0.20/孔隙度
Z舍女寺=0.35×存液率+0.21/渗透率+0.25×厚油层比例+0.19/孔隙度
通过油层参数与累增油关系研究，得出油层参数对累增油的综合影响因子（压裂条件因子），从而筛选出油层条件有利井。
2.3 优选油井应满足一定经济效益
为了对油井压裂后的增油量进行预测，以判断油井压裂的经济效益，建立了油井压裂增产盈亏模型。应用模型可计算出压裂措施的门槛产量，措施累增油量高于门槛产量，则措施从经济上有效，反之无效。油井压裂增产盈亏模型为增产与创效之间搭建了平台。
式中：
S——当前原油价格，元/吨；∑Q——压裂措施累增油，吨；
M——累增油的经营费用，万元；
N——压裂措施费用，万元；
I——吨油附加税，元/吨。
依据以上三方面研究成果，对油井压裂地质选井的各个环节形成有效控制，最终优选出有利压裂井。即通过压裂增产盈亏模型确定门槛产量，在此基础上，综合应用开发条件有利和油层参数条件因子，确定最终的压裂油井，从而建立了油井压裂改造地质选井的优化模型。
3 实施效果与认识
3.1 实施效果
依据研究成果，2010年对段六拨、小集、舍女寺等油田的28口待压油井进行进一步优化，通过参数综合约束，最终筛选18口油井实施压裂改造，实施后，压裂有效率由69.2提升至88.2%，平均单井增油由961上升至1050吨，取得较好的效果。
3.2 认识
（1）历史压裂效果总结及油藏工程研究是改善油井压裂效果的基础。
（2）用存液率替代存水率、注采比，更能真实反映地层能量保持状况，有效提高了压裂措施的成功率。
（3）通过对南部低渗透油藏油井压裂研究与实践，初步形成适合南部低渗油藏油井压裂改造的配套技术。
参考文献
[1] 宋永，刘春林，陆仁桓，等.影响油藏压裂效果的因素分析[J].大庆石油地质与开发，1995，14（2）：38-41
[2] 张俊法，常剑，杨瑞敏，等.用综合评判方法优选压裂井层[J].断块油气田，2001，8（1）：27-29
[3] 张昌发（编著）.统计分析的理论和方法.北京：中国铁道出版社，1991