一种评价页岩气水平井气层产气性的方法

叶应贵　王振兴　廖如刚　石元会

摘 要：采用Delphi法优选建模参数，建立一种利用工区均方根产能指数预测页岩气井水平段气层无阻流量的方法，在四川盆地某页岩气田应用65口井，无阻流量计算误差平均不超过±30%，产气性评价符合率达到89.2%。

关键词：页岩气；水平井；气层；产气性；评价方法

页岩气是一种新型清洁能源，是国内外非常规能源开发的热点之一。由于国内页岩气开发起步相对较晚，成本高，风险极大，技术门槛高，导致各类投资相对较少，包括页岩气水平井地质导向后的水平段气层产气性定量评价在内，许多关键技术研发方面仍处于空白状态。

1 技术背景

页岩气层产气性评价常用方法，主要是利用页岩气储层孔隙度、含气饱和度、总有机碳含量、含气量等关键参数综合评价，多表现为“定性”。由于缺乏页岩气水平井水平段气层无阻流量录测井预测方法，页岩气储层录测井解释评价和页岩气水平井随钻地质导向后的水平段气层产气性评价很少使用无阻流量参数，也无法通过可比的评估对象进行压裂测试效果预测。随着页岩气开发的深入和实践经验的丰富，研究基于储层特征和压裂作业资料的页岩气水平井水平段气层产气性评价方法是非常必要的，能有效提高页岩气勘探开发综合效益。

2 评价模型与方法

2.1 参数选取

建模参数包括：产气性待评价气层，需依据传统方法解释的优质页岩气层（Ⅰ类）、页岩气层（Ⅱ类），不包括含气层（Ⅲ类）；页岩气水平井水平段气层长度、压裂液总量、支撑剂用量、无阻流量、单井产能指数、工区均方根（RMS）产能指数等，采用Delphi（德尔斐）分析法。

Delphi法核心是采用背对背的通信方式征询专家组成员的预测意见，经过几轮征询，使专家小组的预测意见趋于集中，最后做出符合市场未来发展趋势的预测结论。Delphi法特点是依据一定的程序，以反复填写问卷搜集各方意见，并采用匿名方式，专家组成员之间不发生横向联系，互相不讨论。经过几轮反复征询和反馈，专家意见逐步趋于集中，最后形成可靠的集体判断结果。因此，该方法也常被称为专家评价法。

2.2 评价模型

评价页岩气井水平段气层产气性工作流程见图1。

（1）根据工区内页岩气水平井已试井资料，包括页岩气水平井水平段气层长度Ln、压裂液总量VFn、支撑剂用量VSn和无阻流量QAOFn（n为1，2，…，N），确定工区单井样本的产能指数IAOFn和全体建模样本的均方根（RMS）产能指数IAAOF，计算模型：

IAOFn=QAOFn/（VFn+VSn）/Ln

IAAOF=[（IAOF12+IAOF22+…+IAOFn2）/N]1/2

（2）确定待评价页岩气井水平段气层长度Lx。

（3）估算待评价井水平段气层水力压裂用压裂液总量VFx、支撑剂用量VSx。

（4）利用模型QAOFx=IAAOF×Lx×（VFx+VSx）计算待评价页岩气井水平段气层无阻流量QAOFx，通过实例验证QAOFx计算结果，通常要求相对误差不超过±20%。

（5）根据QAOFx评价待预测頁岩气井水平段气层产气性。

2.3 具体方法

（1）根据工区内页岩气水平井已试井资料确定平均产能指数IAAOF：

确定均方根（RMS）产能指数IAAOF方法是：根据工区内页岩气水平井已试井资料，确定建模井数量N，要求N？芏6；根据录井或测井解释结果，获取每口已试井的页岩气水平井水平段气层长度Ln（n=1，2，…，N）；根据压裂作业记录资料，获取每口已试井的页岩气水平井水平段气层水力压裂用压裂液总量VFn、支撑剂用量VSn、无阻流量QAOFn；通过公式IAOFn=QAOFn/（VFn+VSn）/Ln计算每口已试井单井建模样本的产能指数IAOFn。

式中：已试井无阻流量QAOFn，单位为104m3/d；

已试井压裂液体积VFn，单位为104m3；

已试井支撑剂体积VSn，单位为104m3；

已试井页岩气水平井水平段气层长度Ln，单位为100m。

已试井产能指数IAOFn，单位为104m3/d/104m3/100m。

通过公式IAAOF=[（IAOF12+IAOF22+…+IAOFn2）/N]1/2计算工区已试井建模样本的均方根（RMS）产能指数IAAOF。

（2）确定待评价页岩气井水平段气层长度Lx。

（3）估算待评价页岩气井水平段气层水力压裂用压裂液总量VFx、支撑剂用量VSx。

（4）利用模型QAOFx=IAAOF×Lx×（VFx+VSx）计算待评价页岩气井水平段气层无阻流量QAOFx。

式中：待评价井无阻流量QAOFx，单位为104m3/d；

待评价井压裂液体积VFx，单位为104m3；

待评价井支撑剂体积VSx，单位为104m3；

待评价井页岩气水平井水平段气层长度Lx，单位为100m；

待评价井产能指数IAAOF，单位为104m3/d/104m3/100m。

（5）根据QAOFx评价待预测页岩气井水平段气层产气性；评价标准：

待评价井无阻流量？芏100×104m3/d，为特高产井；

待评价井无阻流量？芏50×104m3/d，为高产井；

待评价井无阻流量？芏10×104m3/d，为中等产能井；

待评价井无阻流量<10×104m3/d，为低产井。

（6）输出计算和评价结果。

3 应用效果

页岩气井水平段气层产气性定量评价方法已在四川盆地某页岩气田JSB、PQ等区块应用65口井，水平井水平段气层产气性评价符合率达到89.2%，无阻流量计算误差平均不超过±30%，评价精度高、效果好，能满足现场页岩气井无阻流量快速预测和水平段气层产气性评价工作需要，能提高页岩气勘探开发综合效益，提升了江汉测录井公司页岩气储层录测井评价技术实力和服务水平。

4 结束语

给出的页岩气水平井水平段气层产气性定量评价方法，主要是基于录测井解释的优质页岩气层（Ⅰ类）、页岩气层（Ⅱ类）和已试井资料，快速求取建模井单井页岩气水平井水平段气层产能指数和工区均方根（RMS）产能指数，进而计算待预测井水平段气层无阻流量。通过计算得到的无阻流量评价其产气性，较好地解决了录测井现场页岩气水平井水平段气层产气性快速评价问题，能够满足页岩气水平井随钻地质导向后的水平段页岩气层产气性评价需求。方法简便易行，成本低，深受现场人员欢迎。

参考文献

[1]郭旭生.南方海相页岩气“二元富集”规律——四川盆地及周缘龙马溪组页岩气勘探实践认识[J].地质学报，2014，88（7）：1209-1218.

[2]石文睿，张超谟，张占松，等.涪陵页岩气田焦石坝页岩气储层含气量测井评价[J].测井技术，2015，39（3）：357-362.

[3]张建平，叶应贵，廖勇，等.页岩气水平井水平段气层产气性评价方法[P].CN2016108184303，2016-09-12.

作者简介：叶应贵（1968-），男，本科，高级工程师，研究方向为页岩气勘探与开发。

*通讯作者：石元会。