SLG气田砂岩气井储层压裂效果评价新方法

郭康良，顾俊颖，邹品国 (长江大学地球科学学院，湖北 荆州 434023)

高尊升 (中石油塔里木油田公司监督管理中心，新疆 库尔勒 841000)

牛妮琴 (中石油冀东油田分公司工程监督中心，河北 唐山 063200)

SLG气田砂岩气井储层压裂效果评价新方法

郭康良，顾俊颖，邹品国 (长江大学地球科学学院，湖北 荆州 434023)

高尊升 (中石油塔里木油田公司监督管理中心，新疆 库尔勒 841000)

牛妮琴 (中石油冀东油田分公司工程监督中心，河北 唐山 063200)

低渗透油藏经济有效开发的难度非常大，压裂效果评价准确与否直接影响开发效果。通过对SLG气田砂岩气井储层基础地质资料、测井数据及试井数据的相关性分析研究，总结出试井数据与储层测井数据、压裂改造数据的相关性规律，评价了低渗透油藏人工压裂井的施工方案，为该区油藏的合理开发提供参考。

砂岩；低渗透油气藏；相关性分析；压裂效果；测井参数

SLG气田处在伊陕斜坡的北部中段,为宽缓西倾的单斜,平均坡降为3～5m/km。该地区地表主要为砂漠覆盖，含气层为上古生界二叠系下石盒子组的盒8段及山西组的山1段，气藏主要受控于近南北向分布的大型河流、三角洲砂体带，是典型的岩性圈闭气藏，气层由多个单砂体横向复合叠置而成[1]。SLG气田砂岩储层有效厚度一般为2～24m，平均4.934m，泥质含量一般为3.7%～30%，平均值为14.424%；孔隙度一般为3.5%～12%，平均值为7.375%；含气饱和度一般为20%～70%，平均值为48.46%；渗透率一般为0.1～0.8，平均值为0.722，基本属于低孔、低渗、低产、低丰度的大型气藏，每年有90%以上的井需要压裂。因此，压裂已成为SLG气田砂岩气井储层提高产能的重要途径，压裂效果的好坏直接影响着油井产能，对压裂效果的评价尤为重要。笔者对SLG气田砂岩气井储层基础地质资料、测井数据及试井数据的相关性分析研究，总结了试井数据与储层测井数据、压裂改造数据的相关规律，评价了低渗透油藏人工压裂井的施工方案，为该区油藏的合理开发提供参考。

1 应用试井资料评价低渗透井的压裂效果

影响油气井提高产量的因素是多方面的[2]。单从地层来分析，大致有以下2方面：①地层渗透率；②钻井和完井过程中井筒附近地层受伤害程度。人工压裂主要目的是力求消除上述不利影响，在地层中压开裂缝，解除近井地带的污染，改善渗流条件，提高地层渗透率，从而提高油气井产量[3]。

1.1评价依据

1)压裂前后产液量及产液性质 根据压裂前后产液量及产液性质评价压裂效果，其结果可分为3种类型[4-5]：①压裂有效。该类型指压后比压前地层产出量增加，测试资料解释地下有裂缝形成，压裂不但提高了地层导流能力，且改善了井壁附近地层，解除了污染堵塞，表皮系数S一般小于0,而双重介质油藏Slt;-3。②压裂无效。该类型指压裂前后产出量及产液性质没有明显变化，压裂没有提高产层的导流能力。③压裂负效应。该类型指压裂前后产液性质变化不大，但产液量明显减少。原因可能是产层闭合压力大于支撑剂的抗压强度，支撑剂被压碎，起不到支撑裂缝的作用，压裂的效果等于压实和堵塞地层，表皮系数S一般大于0,而双重介质油藏Sgt;-3。

2)裂缝类型 压裂见效通常形成无限导流垂直裂缝和有限导流垂直裂缝[6]。若形成无限导流垂直裂缝,在双对数曲线上,早期的线性流动阶段,压力及压力导数曲线是2条斜率为1/2的平行直线,两者的纵坐标之差为0.301对数周期；若为有限导流裂缝,压力及压力导数曲线呈斜率为1/4的平行直线,两者纵坐标差为0.602对数周期。在拟径向流动段,压力及压力导数曲线均为纵坐标为0.5的水平直线。

1.2评价方法

对于压裂前后都进行过试井的压裂井, 通过压裂前后参数值对比及油气产量对比,可判断压裂效果。但SLG气田为低渗透油藏，大部分井压裂后投产无法进行对比，可以根据试井资料计算出来的裂缝半长、地层渗透率、表皮系数等参数，再结合压力曲线形态特点进行压裂效果评价。一般对储层进行压裂措施改造后，如果地层破裂形成裂缝，则裂缝越长，渗透率越大，表皮系数越小，则认为压裂效果越好[7-8]。

2 测井参数与试井解释参数相关性分析

2.1自然伽马、声波时差与总表皮系数的相关性分析

对SLG气田砂岩气井储层自然伽马(GR)、声波时差(AC)与总表皮系数(S)的相关性分析表明，自然伽马值与总表皮系数呈正相关性，相关系数为0.459，说明随着自然伽马值的升高，泥质含量增加[9]，压裂后地层的污染程度增加(见图1)。声波时差值与总表皮系数成负相关性，相关系数为-0.2，相关系数较小，说明声波时差值的变化不能很好地反映储层污染程度的变化(见图2)。

图1 总表皮系数与自然伽马相关性图

2.2自然伽马、声波时差与裂缝半长的相关性分析

对SLG气田砂岩气井储层自然伽马、声波时差与裂缝半长的相关性分析表明，自然伽马值与裂缝半长呈负相关性，相关系数为-0.567，说明随着自然伽马值的升高，泥质含量增加，则地层的韧性增加，同样的压力作用在地层时，压裂后形成的裂缝半长减小(见图3)。声波时差值与裂缝半长成负相关性，相关系数为-0.463，说明随着声波时差值的增加，储层孔隙度增大，则储层较疏松，压裂时形成的裂缝半长减小(见图4)。

图3 裂缝半长与自然伽值马相关性图

图4 裂缝半长与声波时差值相关性图

2.3自然伽马、声波时差与产量的相关性分析

对SLG气田砂岩气井储层自然伽马、声波时差与产量的相关性分析表明,自然伽马值与产量呈负相关性，相关系数为-0.581，说明随着自然伽马值的升高，泥质含量增加，储层的储集空间减小，压裂后的产量较小(见图5)。声波时差值与产量成正相关性，相关系数为0.593，说明随着声波时差值的增加，储层孔隙度增大，即储层的储集空间增加，压裂后的产量增加(见图6)。

在对测试井压裂效果评价的基础上，结合测井参数和试井主要参数的相关性，总结出不同压裂效果井的测井参数特征： ①自然电位(SP)异常幅度为15～35mV，自然伽马值范围为20～39API，声波时差范围为230～263μs/m；储层物性好，若地层能量充足，经过储层改造后，地层容易形成较长的裂缝，且具有很高的渗流能力，油气井产量明显提高。②自然电位异常幅度为5～25mV，自然伽马值范围为33～62API，声波时差范围为210～232μs/m；储层物性较差。经过加砂压裂措施后，可以形成裂缝，但是储层改造后，裂缝半长较小且具有较低的渗流能力，生产状况仍然不理想，产量较低。

图5 产量与自然伽马值相关性图

图6 产量与声波时差值相关性图

3 实例分析

3.1测井解释

S103气井构造属鄂尔多斯盆地伊盟隆起，为乌审旗地区的一口预探井。该层位的测井参数：自然伽马值为32.419，自然电位值为33.882mV，声波时差为262.25μs/m，含气饱和度为78.959%，渗透率为1.988×10-3μm2，气层厚度为4.1m。由测井解释数据可以明显看出，S103气井GR值偏低，SP曲线异常幅度较大，说明泥质含量低；AC值较高，说明孔隙度较高；储层渗透率、孔隙度和含气饱和度均较高，储层物性较好，但气层厚度较小。

3.2压裂施工

2008年5月29日用胍胶加陶粒18.5m3压裂山2层位：深度3494.0～33496.0m，破裂压力38.0MPa,工作压力33.82MPa，排量2200L/min，停泵压力18.0MPa，伴注液氮6.9m3，入地总液量125.5m3。压后关井20min,油压由8.0MPa降至10.0MPa，套压由5.0MPa升至7.6MPa，压后第1次油放历时26h31min，出液8.0m3。

2008年5月29日至6月3日对山2层位在3494.0～3496.0m进行关放抽汲排液，累计入井总液量191.1m3，累计排出总液量173.4m3，排出程度90.7%。

由上述压裂施工数据可以看出，施工过程中压力较低，排量较高，说明储层的物性较好。压裂液的粘度较高，则滤失较少，说明裂缝的半长较长；压裂液的返排程度较大，对地层的伤害程度较小。

S103气井压裂施工表明：压裂初期，排量上升，油压随之上升，油压上升至破裂压力后迅速下降而排量继续上升，说明地层破裂，产生裂缝。

3.3试井测试

苏103井压裂后日产气11.9948×104m3，为了评价压裂效果，于2008年6月3日至6月6日关井测压力恢复曲线，电子压力计下至井深3422.0m，恢复最高压力29.0610MPa(折算至气层中部3495.85m处)。试井分析成果如下: 日产气为11.9948×104m3，地层系数为11.767×10-3μm2·m，渗透率为2.87×10-3μm2，试井模型为裂缝模型，表皮系数为-5.04，裂缝半长为118m,地层压力为29.2472MPa，调查半径为511m。由试井解释成果可以看出，苏103井经压裂改造后日产气11.9948×104m3，地层渗透率较高，裂缝半长较长，近井地带无污染，说明该压裂措施有效，且压裂效果较好。

由测井参数、试井参数与压裂参数可知，该井的GR值较低，AC值较高，压裂后的地层渗透率较高，总表皮系数较小，与参数间的相关性相符。

4 结 语

阐述了利用试井解释资料结合生产特征评价压裂效果的方法，分析了测井参数和主要试井参数的相关性。在对测试井压裂效果评价的基础上，结合测井参数和试井主要参数的相关性，总结出不同压裂效果井的测井参数特征，从而为低渗透油藏人工压裂井的施工提供依据。

[1]王勇.靖边气田沉积特征及其成藏规律[D].西安：西北大学，2007.

[2] 毛伟，余碧君，刘江玉.试井资料在苏德尔特油田动态评价中的应用[J]. 油气井测试， 2008,17(1):18-20.

[3] 谢润成，周文，李良，等.大牛地上古生界气藏压裂效果的试井评价[J]. 钻采工艺， 2005,28(4):35-38.

[4]严明强，王英，史亚丽，等.试井分析在压裂效果评价中的应用[J]. 油气井测试，2007,16(增刊)：32-34.

[5] 吴志均，唐红君，冯文光，等.川西致密砂岩气藏压裂效果的试井解释评价[J].油气地质与采收率，2002,9(6):52-54.

[6] 刘能强.实用现代试井解释方法[M].北京:石油工业出版社，1992.

[7] 张麦云，卢琳，唐长书，等.利用试井资料评价压裂地质效果[J]. 油气井测试，2003,12(6):24-26.

[8] 吕鹏贤，焦占平，米荣.大情字井地区压裂效果试井评价[J]. 油气井测试，2002,11(4):24-27.

[9] 戴家才，王向公.测井方法原理与资料解释[M].北京：石油工业出版社，2005.

[编辑] 李启栋

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.02.018

TE375

A

1673-1409(2012)02-N057-04

2011-11-12

郭康良(1963-)，男，1985年大学毕业，硕士，教授，现主要从事开发地质方面的教学与研究工作。