涪陵页岩气田水平井测试产量的地质控制因素探讨.pdf
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1、第 卷 第 期 年 月资源环境与工程 .收稿日期:改回日期:责任编辑:孙腾资助项目:国家科技重大专项项目“涪陵页岩气开发示范工程”()中国石化“十条龙”科技攻关项目“涪陵页岩气田焦石坝区块稳产技术”()第一作者:黄华()男 高级工程师 硕士 应用地球物理专业 从事石油气地质研究和管理工作 :黄华.涪陵页岩气田水平井测试产量的地质控制因素探讨.资源环境与工程():.():.涪陵页岩气田水平井测试产量的地质控制因素探讨黄 华(中国石油化工股份有限公司 江汉油田分公司湖北 潜江)摘 要:页岩气属于人工改造型气藏 地质、工程和工艺因素会影响其测试产量 利用涪陵页岩气田海量数据样本 采用灰色关联度分析方
2、法 分析不同的地质因素对水平井测试产量的影响 研究表明 影响涪陵页岩气田水平井测试产量的地质因素包括页岩品质、物性、含气性和地层压力等 其表征分别是有机碳含量、密度、电阻率和压力系数 其中压力系数是主控因素 地质因素之间不是孤立的 而是密切相关、互相耦合的整体关键词:水平井 测试产量 地质因素 主控因素 页岩气 涪陵中图分类号:文献标识码:文章编号:():./.页岩气水平井测试产量是预测最终可采储量的重要指标也是页岩气井产能和配产的主要因素其大小关系到页岩气田的经济开发效益 页岩气藏属于人工改造型气藏不同于常规类型的油气藏同一页岩气藏的单井测试产量差别较大 页岩气水平井测试产量影响因素很多据不
3、完全统计有 项之多归纳起来有个大类即地质因素、(钻井)工程因素和(压裂)工艺因素 地质因素包括表征先天的沉积因素和表征后天改造的构造因素沉积因素主要包括页岩品质、物性、含气性和地层压力等构造因素主要包括构造作用下的油气运移、保存等 工程因素主要是指钻完井因素包括水平段长、穿行层位、钻探方位、轨迹光滑度、钻速、地层漏失量等 工艺因素包括地层可压性和针对性工艺措施地层可压性是指地层埋深、地层倾角、地层脆性、地层应力、天然裂缝发育程度、破裂压力等针对性工艺主要依靠系列的工艺参数来表征如段间距、簇间距、簇数、液量、砂量、胶液量、砂比、支撑剂目数、开井压力、酸降压力、停泵压力、泵送压力等 在这些因素中地
4、质因素是页岩气成藏的基础更是影响页岩气水平井测试产量的核心因素本文以影响页岩气水平井测试产量的地质因素为研究对象以涪陵页岩气田 口水平测试井为数据样本基于灰色关联度分析方法研究水平井测试产量的地质主控因素为指导后期页岩气田勘探开发提供技术支撑 研究区概况涪陵页岩气田地跨重庆市涪陵、南川、武隆等多个县(区)属山地丘陵地貌构造上位于四川盆地川东高陡构造带万县复向斜(图)年该页岩气田焦页 井在上奥陶统五峰组下志留统龙马溪组页岩气层段钻获./的高产工业气流实现了中国页岩气勘探的重大突破成为中国首个商业开发的页岩气田也是首个国家级页岩气勘探开发示范基地 年已开发建成 亿 产能的页岩气田目前该页岩气田有焦
5、石坝、江东、平桥、白马、白涛、凤来等产建区块或评价区块(图)涪陵页岩气田地表为下三叠统嘉陵江组中三叠统雷口坡组地层岩性以灰岩为主 页岩气田埋深 已开发页岩气层段以 以浅为主地温梯度为./页岩气藏厚度为 自下而上可以划分为 个小层其中图 涪陵页岩气田构造位置图()和区块分布图()()()小层为下部气层小层为上部气层上、下气层厚度基本相当 涪陵页岩气田目的层的地层压力系数为.已开发的焦石坝、江东、平桥等区块的地层压力系数为.产出超压页岩气 页岩气成分以甲烷为主含量为.均值为.二氧化碳含量低为 .不含硫化氢为优质干气 数据情况与分析方法.用于分析的数据 年涪陵页岩气田开始进行大规模勘探开发产生了大量
6、的多维多源数据累积各类静态、动态数据超过 亿条数据样本具有容量大、种类多、实时性等特点符合大数据特征水平井测试产量的地质主控因素分析主要使用静态数据包括分析化验数据、轨迹数据、测井数据、气测数据、试气数据等 分析化验数据包括单井实测的岩矿、地化、储集、含气性等实验室分析数据 轨迹数据包括水平段穿行层位、埋深、靶垂差、水平段长等测井数据包括所有测井形成的数据如伽马、密度、声波、电阻率等 气测数据是气测录井形成的实时全烃、甲烷、乙烷、丙烷等数据 试气数据包括压裂相关数据、微地震检测数据、测试产量、实测地层压力等由于单井测试的分析化验资料有限因此页岩品质、物性都用测井拟合实测值后进行计算得到或者直接
7、用测井曲线进行表征含气性、压力和产量则以实测数据为准 本次研究使用 口水平测试井的数据使用的单点数据达到 亿条页岩气水平井试气测试制度多样放喷油嘴有、等放喷孔板有、等因此单井测试产量在不同制度下差异较大 为保证统计分析的统一性采用一点法计算单井的平均无阻流量作为单井测试产量 通过统计涪陵页岩气田 口水平测试井的测试产量(图)可知产量在 、/的井数占比分别为.、.、.合计为.表明涪陵页岩气田单井测试产量普遍较高图 水平井测试产量统计图 资源环境与工程 年.灰色关联度分析方法目前用于主控因素分析的方法比较多包括单因素分析法、比较分析法、相关性分析法、回归分析法、分类树法等分析软件众多包括、等 不同
8、的主控因素分析方法和软件均具有一定的适用性其中灰色关联度分析方法属于相关性分析法的一种可以定量分析目标与因素之间的关联程度衡量因素之间的相关性大小对于样本大小和分布规律要求不高分析结果可靠度高 对于涪陵页岩气田水平井测试产量的地质控制因素由于其数据量大、分析因素多因此适用于灰色关联度分析方法灰色关联度分析法的基本原理如下 选取因变量作为参考序列该序列是反映系统行为特征的数据序列选取自变量作为比较序列该系列是影响系统行为的数据序列 设参考序列为()比较序列为()由于系统中各因素序列的数据量纲可能不同因此彼此之间就不便于比较或者比较之后难以得出正确的结论因而必须进行数据的无量纲化处理首先求出参考序
9、列和比较序列的平均值和标准差公式为:()()式中:为所求序列的平均值 为所求序列的标准差然后将原始数据减去相应的平均值再除以标准差即()/得到的新数据序列便是标准化序列其量纲为 平均值为 方差为 对数据进行无量纲化处理之后就可以进行关联系数的计算()与()的关联系数为:()()()()()()()()()()式中:()为比较序列与参考序列的关联系数()()、()()分别为 个比较序列在各期的绝对差值中的最小者和最大者 为分辨系数(越小分辨力越大一般取值区间为()具体取值可视情况而定)由于比较序列与参考序列的关系反映在 个关联系数上关联信息比较分散不利于整体比较因此采用各关联系数平均值作为比较序
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