咸秀明

(辽河油田公司 勘探开发研究院，辽宁 盘锦 124010)

近年来，伴随世界油气需求的持续增长和常规油气产量的不断下降，致密油已成为石油行业开发的热点[1-2]。辽河坳陷沙三、沙四段“四次资评”致密油资源量5亿多t，其中雷家地区沙四段湖相碳酸盐岩致密油2.3亿t，是辽河油田致密油勘探的主战场之一。致密油储层由于其特殊的孔渗条件，大多数单井产量低，常规测试无法获得工业油气流，需要通过压裂改造才能获得工业油气流。压裂改造后单井产能可以得到大幅度的改善。产能是油气田开发方案编制的重要依据，因此对致密油储层单井进行压后的产能预测具有重要意义。对于致密油藏单井产能预测，前人根据各个地区自身特点已做了大量研究工作。大庆油田结合致密油储层地质特征和渗流特征，通过裂缝基质流动耦合求解，建立一种考虑储层垂向非均质性的致密油直井多层缝网压裂产能预测方法[3]，在该地区效果较好；吉木萨尔凹陷芦草沟组利用采油指数作为产能指标，通过多元回归分析建立了采油指数与5个优选主要影响因素之间关系的预测模型[4]，预测结果与试油结论符合率较高，在目的层段应用效果良好；鄂尔多斯盆地合水长7致密油藏从地质和工程两个方面对致密油水平井产量进行分析和效果评价。采用灰色关联分析法，将水平段地质参数(标准录井气测全烃值、渗透率、脆性指数)、油层包络面面积、储层横向非均质系数作为影响储层含油性、渗透性、可压性和非均质性的敏感牲参数，将施工参数的单井总入地液量作为产量的工程敏感性参数，通过拟合回归，建立对数预测模型对致密油水平井产量进行预测，效果显著[5]。笔者在辽河坳陷雷家地区致密油地质背景及储层特征研究的基础上，研究储层品质和工程品质两方面因素对致密油单井产能的影响，进而建立致密油储层产能预测模型，并与实际生产情况相比对，取得了不错的效果，为今后致密油储层压后产能预测提供一项重要的参考指标。

1 地质背景

雷家地区位于辽河西部凹陷中北段，曙北-高升斜坡带，面积约为400 km2。该带为一长期继承性发育的古斜坡，并被北东向断层切割，节节南掉。区内油气资源丰富，构造复杂。沙四沉积时期，雷家地区总体为一封闭的湖湾环境，发育滨浅湖-半深湖-深湖沉积体系，形成杜家台和高升两套碳酸盐岩沉积物。沙四段由于缺少物源注入，在封闭湖湾背景下大范围沉积湖相碳酸盐岩，与烃源岩紧密接触，形成源储一体致密油。该地区沙四段杜家台油层和高升油层为该区致密油主力含油层段，如图1、图2所示。

2 单井产能影响因素分析

致密油单井压后产能受诸多因素的影响。笔者主要从两大方面因素考虑对致密油单井压后产能的影响。一是储层品质因素的影响，它是储层自身的内在因素，也是主要影响因素，包括孔隙度、孔喉半径、油层厚度等。孔隙度是岩层成为储层的必要条件，其数值的大小是影响和决定储层所含流体多少及产能高低的重要因素[6]；孔吼半径是对储层渗透率的表征，储层渗透率是储层的固有特征，直接决定着储层中流体流动能力的大小[7]。一般随着地层渗透率的增加，水平井累计产量同步增加[8]。油层厚度是储层重要的物性参数之一，其直接关系到储层的油藏丰度，对油井产能有着重要影响[7]。油层厚度越大，越有利于提高压裂后的累计产量，压裂水平井产能越高[8]。二是工程品质的影响，主要包括裂缝属性、脆性指数、地应力、断裂韧性等。天然裂缝的存在是体积压裂的有利条件，天然裂缝的发育程度(密度、缝长)是工程品质的重要表征。裂缝长度和密度越大，油的流动通道就越长，能够沟通到的区域就越大，也就越有利于致密油井压裂后油产出[9]，因此裂缝属性为单井产能的主要影响因素；脆性指数用以刻画岩石的脆性特征。岩石脆性是指其在破裂前未觉察到的塑性变形的性质，亦即岩石在外力作用(如压裂)下容易破碎的性质。脆性间接反映了天然裂缝的发育程度，与致密油工程品质相关性差，为单井产能的间接影响因素；在致密油水平井井眼轨迹优选和压裂方案设计中，地应力方位、大小及其各向异性是重要的参数指标，其直接影响压裂效果，压裂效果影响单井产能，因此地应力为单井产能的间接影响因素；断裂韧性主要影响天然裂缝的扩展，是从裂缝属性的角度为出发点，因此断裂韧性为单井产能的间接影响因素。

3 产能预测模型

3.1 孔隙有效性评价模型

根据压汞实验的孔喉半径分布以及核磁测井的T2分布谱资料可知，半径大于吸附层厚度的孔隙所对应的T2大概为3 ms，因此可以确定核磁的致密油孔隙有效性评价模型(见图3)。

通过模型可见，致密油储层与常规油气不同，致密油储层的可动孔隙度包括两部分：常规孔隙和非常规可动微孔。这两部分都是可动流体，并且都含有油气。通过压裂改造后，“常规孔隙”和“非常规可动微孔(毛管潜在可动孔隙)” 均可成为有效孔隙。

3.2 储层品质指数模型

储层品质评价不仅需要进行单点和单层评价，而且需要进行压裂层段的整体评价，纵向的累计量更能反映压裂层段的整体品质，更加利于寻找储层品质与压裂层段压后产能的规律。因此考虑“常规孔隙”和“非常规孔”、考虑孔喉半径、考虑纵向累计量构建综合品质指数。

具体计算公式如下：

式中：pori为孔隙分量，%；ri为喉道分量,μm；h为厚度,m

据此对雷家地区多口井进行储层品质指数评价，以雷88井为例。

3.3 工程品质指数模型

通过本次研究，明确了致密油储层各工程品质因素与压后产能的相关关系：

1)天然裂缝是体积压裂取得成功的前提；

2)脆性间接反映了天然裂缝的发育程度，与致密油工程品质相关性差；

3)地应力差是工程品质的重要考虑因素；

4)断裂韧性影响天然裂缝的扩展。

岩石工程品质影响因素包括裂缝、脆性、地应力差及岩石的断裂韧性，其中缝长和裂缝密度为最重要影响因素。故以裂缝为主要参数，综合考虑其他参数建立工程品质指数评价模型：

3.4 单井产能预测模型

产能预测实际上可以分为产量预测和产能指数预测，产能指数可以是单位厚度产能或者单位厚度、单位压差下的产能。本次研究主要是指产量预测，具体的产能选取标准为压裂后放喷阶段产液量稳定，含水率稳定后的产液量为刻度井产能。

通过前文单井产能影响因素分析，将储层品质指数和工程品质指数相结合，拟合不同工程品质指数条件下，致密油单井产能和储层品质指数之间的关系，建立致密油单井产能预测模型，如图4所示。

4 应用效果

以雷家地区雷88-59-85井为例，如图5所示，试油井段3 519～3 529 m，储层品质指数8.2，工程品质指数12，根据单井产能预测模型预测该井压后日产液10.4 m3，实际试油压后日产油9 m3，累计产油33.4 m3，试采期稳定产液量9 m3，预测产能和实际产液量较为接近，证实该方法准确度较高。

应用产能预测模型开展雷家地区10口重点探井11层进行压后产能预测，并与实际试油结果相比对，研究认为产能预测值与稳定日产液值绝对误差小于等于2 m3的为符合预测标准层，其中符合预测标准的有9层，符合率达到82%(见表1)。

表1 刻度井日产量及累计产量统计表

5 结论

通过分析储层品质和工程品质两方面因素对致密油单井压后产能的影响，筛选出主要影响因素，通过数值模拟建立致密油储层单井压后产能预测模型。该产能预测模型具有计算简单、结果可靠的优点，利用本文模型对致密油单井产量进行预测,可以达到降低致密油规模开发投资风险,提高产建效益的目的。