李志坤(长城钻探工程有限公司压裂公司，辽宁 盘锦 124010)

非均质储层水平井分段压裂设计及应用分析

李志坤(长城钻探工程有限公司压裂公司，辽宁 盘锦 124010)

非均质储层是指地质结构中储层间出现的分布不均，交错分布的现象，这为气藏开采工作带来很大的难度。尤其是在水平井分段压裂设计中，需要优先了解各个储层之间的分布情况，才能制定合理的压裂计划，而非均质储层的分布特性导致无法有效构建供水平井天然气流动所需的裂缝网络。针对这一问题，相关学者提出将最小阻隔层的厚度作为划分渗流单元的参数，以人工干预的方式优化储层间的分布关系，通过验证得到了良好的应用效果。

非均质储层；水平井分段压裂；设计；应用

由于致密低渗气藏普遍存在储层非均质分布的情况，为此，在以往的开采工作所使用的水平井压裂技术并不能在致密低渗气藏中发挥有效作用。要想实现对致密低渗气藏的高效开采，首先需要解决构建供水平井天然气流动所需的裂缝网络问题；其次是建设合理的分段地下裂缝网络问题。本文就以实际开采工程为例，阐述非均质储层水平井分段压裂设计的相关问题以及相关技术在实际案例中的应用。

1 开采工程概述

某致密砂石气藏储层分布呈现出纵向多层交错，平面储层是复杂的非均质组合的态势。在以往的水平井分段压裂设计中是以箱体模型和纺锤模型作为设计依据，实际验证得出的设计方案缺少实效性，对地质的改造效果也不尽相同。导致这个现象的主要原因是忽视了水平井中存在的特殊情况，利用单井存在的部分共性进行建模，无法合理解决非均质储层的核心问题。通过借鉴国外的先进处理技术，并结合开采工作中的实际问题，将砂体作为压裂网络创建的基础，通过合理规划，实现产量和开采效率。

2 建立非均质水平井段压裂地质模型

该工程中的浅层是以砂岩为主，自然形成的裂缝较小，平均在10%以下，平均渗透率为1mD，根据以上数据显示该工程属于超低渗致密储层。储层分布中纵向上多个层次不规则叠加，水平上的储层分布无论是规模还是形状都呈现不同的态势。为了方便压裂设计的合理进行，我们需要先对其储层进行纵向、横向以及轴向的立体模型建设。

2.1 纵向地质模型建立

根据真实的水平段上部储层地震解释数据，建立实际的地质模型，确定储层物性参数；参照测井解释数据，将水平井纵向储层认为均匀分布，即直井井筒方向测井解释储层性质延伸至水平段上部。

2.2 横向地质模型建立

以真实砂体叠置情况确定的水平井横向特征参数；以沉积河道宽度、大小等确定的地质模型。以第一种情况建立与真实地质情况相吻合的横向地质模型为最佳，但是相关砂体平面图资料不易获取，建立横向地质模型难度大，考虑应用沉积河道宽度等预测砂体宽度。

2.3 轴向地质模型建立

连续同种砂体模型。针对不同类型的储层以同种砂体建设连续性的立体模型，在了解特点条件下的压力传播状况之后，将此分析数据作为确定裂缝间距的依据；含阻隔层的砂体模型。在对于连续砂体中的低渗透阻隔层的分布情况进行分析之后，操作改变阻隔层的相关参数，观察相同压力对不同参数阻隔层的作用变化，以此，作为最终确定阻隔层参数的依据，实现独立渗透单元的合理划分，将裂缝的作用发挥到极致；多砂体组合模型。对于存在的连续不同砂体组合形式，综合单井的测试参数，构建出适应不同单井的模型，并且根据以上的连续同种砂体和含阻隔层砂体的探究结果，将产量和风险因素考虑在内，做出最终的布缝设计。

3 非均质储层水平井分段压裂设计方法

3.1 控制压裂缝高

由于该工程存在纵向储层多层叠加的状况，为此，我们设计分段压裂的主要目的是将其裂缝高度控制在合理范围并且对储层间的分布关系进行进一步改进，以此，确保地下水平井的裂缝网络可以为天然气流动提供充足的空间。通过对裂缝的垂直机理研究可以发现，影响缝隙高度的主要因素是产生的垂向应力和阻隔层的厚度。当应力差增大时，裂缝高度就会变小，在应力差达到一定数值时，裂缝高度变化会趋于平稳。如果阻隔层的厚度过小，任意改变应力差也不会影响裂缝高度，无法实现对裂缝高度的控制目的。

3.2 气藏数值模拟法

在对气藏单井进行建模时，将气藏的含气量以及河道宽度、储层厚度、储层物性、流体性质参数作为模型的建设依据，对应的水平井井筒及水平段周边的裂缝网格也需要加密操作，最后对分段压裂裂缝模型的相关数值进行模拟运算。此种方式，主要是以压力和产量为最终的目标，在水平井分段压裂设计中以裂缝间距的确认、长度的确认以及裂缝网络的导流能力为设计的主要内容。

4 现场应用

某井水平段实钻长1600m，砂体钻遇率100%。本井水平段穿过一套较厚的砂体，砂体的连续性较好。其中Ⅰ类储层1763m，Ⅱ类储层462 m，Ⅲ类储层499m，储层钻遇率71.4%。根据测井情况，将整个水平段分为三个部分：水平段前部150m物性较好，含气性较好，储层以Ⅰ、Ⅱ类储层为主；水平段中部430m；物性较差，储层以Ⅲ类储层以及含气层为主；水平段中后部750m，物性较好含气性较好，储层以Ⅰ、Ⅱ类储层为主。

5 结语

致密低渗气藏因其自身具有非均质性强的特性，在开采时实行的水平井分段压裂技术要区别于常规的开采工作，需要有针对性的对水平井分段压裂技术进行优化设计。在设计过程中需要综合考虑横向、纵向以及轴向的储层分布特性，设计全面合理的立体压裂技术。通过合理的划分渗流单元可以有效避免出现无产能的裂缝，由此可见，实行水平井分段压裂设计优化的重要作用。

[1]赵志红,魏瑞,梁豪.水平井分段压裂测试获取地层参数[J].油气井测试,2015,24(3).

李志坤（1986-），男，辽宁盘锦人，助理工程师，大学本科，主要从事压裂酸化研究。