基于主成分分析法的气田老井侧钻压裂效果主控因素分析_陈悦.pdf
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1、:基基于于主主成成分分分分析析法法的的气气田田老老井井侧侧钻钻压压裂裂效效果果主主控控因因素素分分析析陈悦,董凤娟,周佳怡,李锟锟,周超,(西安石油大学 石油工程学院,陕西 西安;陕西省油气田特种增产技术重点实验室,陕西 西安)摘要苏里格气田作为典型的致密砂岩气藏,老井侧钻压裂效果受多种因素影响、不确定性较强。为提升老井侧钻压裂改造效果,以苏里格气田某区块 口气井为研究对象,基于气井静态分类结果,运用主成分分析法确定影响气田老井侧钻压裂效果的主控工艺因素,并提出侧钻压裂工艺优化方向及改进措施。结果认为:不同类型气井侧钻压裂效果主控工艺因素存在明显差异,类气井为压裂液量、水平段长度和等效分压段数
2、,类气井为水平段长度和改造工艺,类气井为压裂液量和改造工艺;、类气井中均存在低产低效气井;类气井和类气井的最佳改造工艺为裸眼分段压裂、裸眼封隔器分段压裂。研究结论以期为同类气藏压裂方案优化及高效开发提供参考。关键词致密砂岩气藏;侧钻压裂;不同类型气井;主成分分析;工艺优化中图分类号 文献标识码文章编号 ()收稿日期 作者简介陈悦(),女,陕西岐山人,在读硕士研究生,主攻方向:油气田开发工程。,(oo o o,o o,;oo o oo oo o ,):o o,o o o o o o o ,oo o oo o o o o ,o oo o o o oo o o o oo o o o o o ,o,o
3、oo o o o ,oo o oo o ,o oo o ooo o 、o o o o o o o oo o o o o:o o;o ;oo;o o o引言致密砂岩气作为非常规油气的一种,已经成为中国能源结构中不可或缺的一部分 。鄂尔多斯盆地苏里格地区致密砂岩气藏的天然气储量规模和年产气量目前都位居全国第一。但是,该气田整体资源品位低,储集层致密、岩性较复杂、多为薄互层,单井控制储量低 ,导致采用常规手段开采气井产能低、剩余储量碎片化严重。为寻求低开发成本下最大程度挖掘井间未动用储量的有效途径,该气田率先划定具体区块进行了老井侧钻压裂开发技术的探索和实践。然而,老井侧钻压裂效果是一个多因素共同作
4、用的结果,不同工艺措施具有一定的适应性。目前,大量学者围绕油气藏压裂效果评价方法与影响因素开展了大量研究工作,取得了较为丰富的成果。例如,一些学者采用数学方法,如主成分分析、模糊聚类分析、神经网络、支持向量机、随机森林、双射软集合理论等进行压裂效果评价;还有一些学者重点分析了流量引起的注入压力变化、地应力与孔隙压力、停泵压降等因素对水力压裂效果的影响。但是,这些成果仍存在一定局限性或不足,其主要表现在两方面:()主要基于单一线性因素回归或多元线性回归等简单的数学处理方法;()未考虑各控制因素的相互影响,不能满足实际需求。从而导致气井压裂效果的不确定性严重制约 年 月第 卷 第 期 地下水o ,
5、o.后续气井产能分析、压裂方案的优化。因此,为了客观、准确地筛选出适宜致密砂岩气藏老井侧钻压裂工艺的改进措施,本次研究基于储层评价结果,采用主成分分析法分析了影响不同类型气井侧钻水平井压裂改造效果的主控因素,并提出增产措施,以期为同类气藏压裂方案优化、进一步高效开发提供参考。气井静态分类鄂尔多斯盆地致密砂岩气藏具有分布广、纵向上多层砂体叠加、储层非均质性强、丰度低的特征,导致简单利用单一参数分类法不能准确反映储层的真实情况。本次研究以苏里格气田某区块 口气井为研究对象,充分考虑气井开采过程中的层间干扰,选取纵向上有效砂体数、有效厚度、渗透率、含气饱和度和有效储层长度等 个参数构建储层评价体系(
6、表),采用熵权 理想点法建立储层评价预测模型,进行气井静态分类。气井静态分类基本步骤包括:建立规范化决策矩阵;建立加权规范化决策矩阵;确定矩阵正负理想解;计算各方案与正理想解的贴近度。由于篇幅有限,以上每一步的具体实施过程不再详述。表 基础数据与气井静态分类结果序号纵向上有效砂体数有效厚度 渗透率 含气饱和度 有效储层长度 水平段长度 加砂量 段压裂液量 段等效分压段数改造工艺压裂液类型侧钻后产量 万方 月贴近度气井类型 表中 表示为裸眼分段压裂,表示为裸眼封隔器分段压裂,表示为 胍胶基液 交联剂,表示为 胍胶基液 交联剂,表示为 胍胶基液 交联剂,表示为 胍胶基液 交联剂,表示为 胍胶基液
7、交联剂。依据正态分布原则,将气井划分为、类。分析不同类型气井的贴近度分布规律(表 和图)发现,类 口气井,贴近度 ,占比 ,类 口气井,占比 ,类 口气井,占比 。图 不同类型气井分布频率 不同类型气井侧钻压裂效果主控因素分析在油气田开发过程中,气井压裂效果受到很多因素的影响,可概括为工艺因素和地质因素两大类,各因素对压裂效果的影响十分复杂,且各因素间难以分清主次。因此分析压裂效果的影响因素对于压裂施工设计具有重要意义 。基于上述气井静态分类结果,运用主成份分析法分析不同类型气井侧钻水平井压裂效果的主控工艺因素。主成分确定以不同类型气井为研究对象,根据主成份分析法,采取多信息融合技术筛选参数,
8、选取水平段长度、加砂量、改造工艺、等效分压段数、压裂液量、压裂液类型等压裂工艺参数建立相关关系矩阵,分析不同类型气井压后产能与施工工艺参数之间关联度,其结果见表。在确定主成分个数时考虑了 标准,即特征值大于,累积贡献率至少达到 。分别以不同类型气井为数据集,进行主成分分析法计算,得到特征值大于 的主成分、累积贡献率大于 ,见图。第 卷第 期地下水 年 月表 压后产能与各工艺参数之间相关关系矩阵工艺参数气井类型 类 类 类水平段长度 加砂量 压裂液量 等效分压段数 改造工艺 压裂液类型 图 主成分分析的特征值和累计贡献率表 中 表示为裸眼分段压裂,表示为裸眼封隔器分段压裂,表示为 胍胶基液 交联
9、剂,表示为 胍胶基液 交联剂,表示为 胍胶基液 交联剂,表示为 胍胶基液 交联剂,表示为 胍胶基液 交联剂。通过比较各个主成分里每个指标的荷载值大小,按照最大载荷(绝对值)原则,选择一个单独指标来代表每一个主成分。由于篇幅有限,仅列出特征值大于、累积贡献率达到 以上的主成分中各因子的载荷值,见表。通过分析可知,不同类型气井侧钻压裂效果主控工艺因素存在明显差异:类气井为压裂液量、水平段长度和等效分压段数,类气井为水平段长度和改造工艺,类气井为压裂液量和改造工艺。不同类型气井侧钻压裂工艺优化老井侧钻压裂重复改造的对象主要是在动态、静态评价方面有较大差异的气井,即具有相同 相似地质特征、压后产能存在
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