葡萄花难压层识别方法建立与应用

马开春（大庆油田有限责任公司第九采油厂）

大庆外围油田将砂岩厚度小于1.0 m和有效厚度小于0.5 m的油层界定为难压储层，按照《压裂施工设计暂行规定》压前挤酸处理。统计2013—2015年新井压裂53个难压层段，压开成功率98.1%。2016年A区块直井、定向井135个压裂层段，难压层段23个，其中有5个层段加酸处理、多次憋放施工仍未压开弃压，压开成功率77.1%。经分析，5个弃压层主要受储层条件影响，具体影响因素还需进一步明确，而A区块周围葡萄花层是近来投产主要地区，目前急需适应储层情况的难压储层识别技术和治理方法[1-5]。

1 葡萄花难压层识别方法研究

结合现场施工情况，通过与破裂压力有关的伽马测井等相关数据分析，应用单因素、归一化、关联度量化分析等、综合评价分析找出影响因素，形成难压储层识别技术并给出治理方案，提高新井压裂成功率。

1.1 破裂压力影响参数研究

通过数据对比和关联度量化分析，明确了与储层破裂压力相关的主要参数。对A区块葡萄花层测井资料和射孔情况进行分析，认为表征储层厚度、岩性和孔眼特征的10个参数与储层的破裂压力相关[6-7]。因此，对A区块压裂井10个参数与破裂压力关系，进行单因素、归一化、关联度量化分析，明确与储层破裂压力相关的主要参数。

1.1.1 单因素分析

为明确各参数与储层破裂压力高低相关程度，将A区块压裂层段分为难压层未压开段、难压层压开段以及正常层段三类，对比分析了砂岩厚度、有效厚度、自然电位、自然伽马、声波时差、密度、微电位、微梯度，最大井斜、有效孔眼数共10个不同参数与破裂压力关系，其中砂岩厚度越小，破裂压力相对越高，未压开层段越多，而常用来区别砂、泥岩的自然伽马等参数影响确并不明显。

1.1.2 归一化分析

为排除砂岩厚度对其他参数的影响，进一步分析其他参数对破裂压力的影响程度，借鉴注水强度的概念，将其他9个参数分别除以砂岩厚度进行归一化，再分别对比分析归一化的9个参数(单位砂岩厚度的9个参数)与破裂压力关系，其中单位砂岩厚度的自然电位、自然伽马、密度越大，声波时差越小破裂压力相对越高，初步分析这4个参数与破裂压力存在一定关系，而其它参数影响不明显。

1.1.3 关联度量化分析

为了进一步量化各参数对破裂压力的相关程度，应用灰色关联分析法[8]，建立除砂岩厚度外其他因素与破裂压力的关联度，计算各因素与破裂压力相关程度。

从A区块灰色关联计算结果（表1）可知，自然伽马、声波时差、密度、自然电位与破裂压力关联度高，与图版一致，也是识别破裂压力高低的主要参数。

表1 灰色关联计算结果

表2 A区块综合评价系数大于0.6层段统计

1.2 建立难压层识别方法

由于与破裂压力高低相关的主要参数有5个，为量化难压储层判断标准[9-10]，采用考虑5个因素的综合评价系数法对A区块53个压裂层段进行评价。根据评价结果，绘制了不同层段综合评价系数与破裂压力的关系曲线（图1），由于未压开层段破裂压力高于现场施工能力而无法取值，按60 MPa统计。通过数据对比，未压开的5个层段综合评价系数均大于0.6，而综合评价系数大于0.6共7段（表2），未压开层段占71.4%。为此，将综合评价系数大于0.6作为葡萄花层难压储层判断标准，指导葡萄花层其余区块射孔、压裂相关方案优化。

图1 综合评价系数与破裂压力的关系曲线

2 现场应用

2.1 应用效果

按照此标准，对葡萄花难压层进行识别与应用。以B区块为例，对收到方案的43口井148个小层进行识别，共识别出难压层36个。针对识别出的难压层，对比不同射孔工艺穿深，优选穿透能力强的YD-102枪，穿深提高52%，同时采用135°相位角复合射孔与压前挤酸组合工艺，改善孔眼吸液能力，降低破裂压力。对识别出的36个难压层进行综合治理，目前已压裂35个，压开31个，成功率88.6%。

2.2 应用效益

目前对B区块等多个区块434个葡萄花层进行识别，共识别出难压层157个。目前已压裂137个，压开121个，成功率由77.1%提高至88.3%，提高了11.2%，相当于多压开15个小层。未压开层段按平均砂岩厚度0.8 m计算，15个小层压开12 m，约为区块平均2口井厚度，由于有效厚度小，2口井按区块1口井平均初期产油400 t计算，预计3年产油1 027 t，吨油效益1 144元/t，产油效益117万元；减少现场换管柱作业费用14.3万元/井次，节省费用214.5万元。合计创造效益331.5万元，单层效益22.1万元。

3 结论

1）通过多角度分析，明确了破裂压力影响因素。对A区块压裂井表征储层厚度、岩性和孔眼特征的10个参数与破裂压力关系，进行单因素、归一化、关联度量化分析，明确砂岩厚度、自然伽马、声波时差、密度、自然电位是评价储层破裂压力主要参数。

2）难压储层的识别与治理技术，提高了压裂成功率。通过A区块量化的难压储层判断标准，针对性的指导了相邻葡萄花区块难压层治理，使压裂成功率提高了11.2%，对后续新区压裂提供了借鉴。