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摘要：压裂水平井是有效开发低渗油气藏的主要手段，压裂水平井产能是决定开发成败的关键技术指标。某油田是典型的薄互层低渗透油藏，水平井压裂技术得到了广泛应用，压裂后水平井产能的预测对于压裂施工及油田开发具有重要的指导意义。根据地质特点建立单井数值模拟模型。对其进行了修正等时试井数值模拟。模拟结果表明， 储层渗透率和储层有效厚度是影响油井产能主要因素，建立不同裂缝条数的压裂水平井的二项式产能方程系数，该方法能够节省大量时间和成本， 适合现场快速评价应用，为同类油藏的开发提供了借鉴。
关键词：压裂水平井；产能预测；数值模拟；导流能力
前 言
目前已有的大多数水平井产能经验公式没有对涉及的参数进行系统分析，精度不能完全满足矿场应用的需求。采用“ 正交试验”法，建立的单井数值模型，模拟低渗油藏压裂水平井修正等时试井过程。在此基础上对所得结果进行极差分析，找出影响压裂油藏水平井产能的主要因素，建立压裂水平井产能方程的系数与影响产能的地质因素之间的关系，得到新产能计算经验公式。现场应用表明该组经验公式具有较高的精度和适用性。
1 产能预测公式的建立
2裂缝产能影响因素
从图3可以看出，裂缝的导流能力是影响裂缝效率的重要参数。一般来讲，随着导流能力增加，单裂缝的采油指数增加，水平井两端的裂缝采油指数变化大，中间裂缝的采油指数变化小。因此，对于压裂的水平油井在进行压裂施工时，应尽量加大水平井两端压裂规模，降低中间裂缝的压裂规模，有效提高裂缝的利用率；对于压裂后注水的水平井则要反之操作。
同时，对于分段压裂的裂缝，并不是导流能力越大越好，而是存在一个相对合理的最佳值，也就是采油指数随导流能力的增幅最大，而且其导数值的最高点。因此，在压裂规模的选择上，必须进行多方案的优化预测，提高水平井分段压裂的经济有效率。
3 单井数值模型建立
根据油田地质特征、储层特征及流体性质，采用Eclipse软件的三维两相黑油模型进行模拟。研究目标是油藏单井压裂水平井。液体只能从基质流到裂缝再流向井筒， 所以采用双孔单渗模型。用角点（CP）网格来描述单井的网格模型，X、Y和Z 方向网格大小分别为10m、10m 和0.3m。由于采取衰竭式开采，并考虑到该油田的有利相带为河道砂体，因此所建的模型采用封闭边界，控制区域为长条形，单井控制面积为0.54km2。通过分析低渗油藏压裂水平井产能计算解析式，得出“正交试验”的各因素和等级，其中储层渗透率4个等级分别为10×10-3μm2、5×10-3μm2、0.5×10-3μm2 和0.05×0-3μm2，储层有效厚度的4个等级分别为12m、8m、6m和2m，水平井裸眼井段长度的4个等级分别为1000m、800m、600m和400m，原始地层压力的4个等级分别为35MPa、 32MPa、 30MPa和28MPa，孔隙度的4个等级分别为0.13、0.10、0.08和0.06。采用高压物性试验测试报告给出的PVT物性参数、 相渗曲线及饱和度曲线。假设储层均质、等厚， 横向裂缝（ 水平井筒平行于最小主应力方向）高度等于储层厚度， 裂缝间距相等， 并设为有限导流裂缝。借鉴前人优化研究成果， 设计裂缝半长为100m， 裂缝宽度为0.006m。
4 修正等时试井模拟
按照上述模型，对自然建产水平井进行修正等时试井模拟。选择L16（45） 正交表， 进行1组（16次）正交试验，得到16个二项式产能方程。由于正交表的巧妙安排，抵消了考虑单因素时其他因素的影响，得到各因素“ 综合平均值”， 可以定量反应单一因素变化给指标带来的相对改变量。以试验4为例来说明模拟修正等时试井的过程。参照油田中实际试井工作制度， 结合数值模型中参数的实际情况来设定修正等时试井工作制度。为了便于分析其他参数对产能的影响， 为每一次试验设定统一的修正等时试井工作制度。模拟修正等时试井过程。将产量和获得的井底流压进行整理解释， 可得A=35.21，B=0.53。于是可得试验4条件下的二项式产能方程， 计算得无阻流量为17.60*104m3。
用极差法分析正交试验数据，发现水平井无阻流量主要受储层渗透率和储层有效厚度的影响， 其次受水平井段长度影响较大， 而孔隙度和原始地层压力对水平井无阻流量也有一定影响。因此，考虑找出水平井无阻流量与储层渗透率和储层有效厚度的关系。通常把储层渗透率和储层有效厚度的乘积叫做地层系数。通过回归分析， 得到地层系数与二项式产能方程系数A和B的关系。
对低渗油气田中2口未压裂水平井和1口压裂水平井分别进行了修正等时试井，并用经验公式分别对各井进行产能计算，所得无阻流量与矿场产能试井所得结果进行对比， 误差不到10%，满足矿场精度要求，可以为现场所用。
5 结论
（1）采用“正交试验”法，通过模拟计算和极差分析，得出影响油气藏压裂水平井产能的2个主要因素是储层渗透率和储层有效厚度；（2）通过建立的单井数值模拟模型， 模拟修正等时试井过程，并对所得结果进行解释，得到16×8个二项式产能方程，建立地层系数与二项式产能方程系数A和B的关系，相关性均较好；得到产能与现场修正等时试井解释结果相比，误差较小，适合现场产能评价应用。
参考文献
1.Soliman M.Y，Hunt J.L. et al.Fracturing Horizontal Wells in Gas Reservoirs. SPE35260 . 1996.
2.宁正福，韩树刚，程林松，李春兰. 低渗透油气藏压裂水平井产能计算方法[J]. 石油学报. 2002（02）.
3.曾凡辉，郭建春，徐严波，赵金洲. 压裂水平井产能影响因素[J]. 石油勘探与开发. 2007（04）
关键词：压裂水平井；产能预测；数值模拟；导流能力
前 言
目前已有的大多数水平井产能经验公式没有对涉及的参数进行系统分析，精度不能完全满足矿场应用的需求。采用“ 正交试验”法，建立的单井数值模型，模拟低渗油藏压裂水平井修正等时试井过程。在此基础上对所得结果进行极差分析，找出影响压裂油藏水平井产能的主要因素，建立压裂水平井产能方程的系数与影响产能的地质因素之间的关系，得到新产能计算经验公式。现场应用表明该组经验公式具有较高的精度和适用性。
1 产能预测公式的建立
2裂缝产能影响因素
从图3可以看出，裂缝的导流能力是影响裂缝效率的重要参数。一般来讲，随着导流能力增加，单裂缝的采油指数增加，水平井两端的裂缝采油指数变化大，中间裂缝的采油指数变化小。因此，对于压裂的水平油井在进行压裂施工时，应尽量加大水平井两端压裂规模，降低中间裂缝的压裂规模，有效提高裂缝的利用率；对于压裂后注水的水平井则要反之操作。
同时，对于分段压裂的裂缝，并不是导流能力越大越好，而是存在一个相对合理的最佳值，也就是采油指数随导流能力的增幅最大，而且其导数值的最高点。因此，在压裂规模的选择上，必须进行多方案的优化预测，提高水平井分段压裂的经济有效率。
3 单井数值模型建立
根据油田地质特征、储层特征及流体性质，采用Eclipse软件的三维两相黑油模型进行模拟。研究目标是油藏单井压裂水平井。液体只能从基质流到裂缝再流向井筒， 所以采用双孔单渗模型。用角点（CP）网格来描述单井的网格模型，X、Y和Z 方向网格大小分别为10m、10m 和0.3m。由于采取衰竭式开采，并考虑到该油田的有利相带为河道砂体，因此所建的模型采用封闭边界，控制区域为长条形，单井控制面积为0.54km2。通过分析低渗油藏压裂水平井产能计算解析式，得出“正交试验”的各因素和等级，其中储层渗透率4个等级分别为10×10-3μm2、5×10-3μm2、0.5×10-3μm2 和0.05×0-3μm2，储层有效厚度的4个等级分别为12m、8m、6m和2m，水平井裸眼井段长度的4个等级分别为1000m、800m、600m和400m，原始地层压力的4个等级分别为35MPa、 32MPa、 30MPa和28MPa，孔隙度的4个等级分别为0.13、0.10、0.08和0.06。采用高压物性试验测试报告给出的PVT物性参数、 相渗曲线及饱和度曲线。假设储层均质、等厚， 横向裂缝（ 水平井筒平行于最小主应力方向）高度等于储层厚度， 裂缝间距相等， 并设为有限导流裂缝。借鉴前人优化研究成果， 设计裂缝半长为100m， 裂缝宽度为0.006m。
4 修正等时试井模拟
按照上述模型，对自然建产水平井进行修正等时试井模拟。选择L16（45） 正交表， 进行1组（16次）正交试验，得到16个二项式产能方程。由于正交表的巧妙安排，抵消了考虑单因素时其他因素的影响，得到各因素“ 综合平均值”， 可以定量反应单一因素变化给指标带来的相对改变量。以试验4为例来说明模拟修正等时试井的过程。参照油田中实际试井工作制度， 结合数值模型中参数的实际情况来设定修正等时试井工作制度。为了便于分析其他参数对产能的影响， 为每一次试验设定统一的修正等时试井工作制度。模拟修正等时试井过程。将产量和获得的井底流压进行整理解释， 可得A=35.21，B=0.53。于是可得试验4条件下的二项式产能方程， 计算得无阻流量为17.60*104m3。
用极差法分析正交试验数据，发现水平井无阻流量主要受储层渗透率和储层有效厚度的影响， 其次受水平井段长度影响较大， 而孔隙度和原始地层压力对水平井无阻流量也有一定影响。因此，考虑找出水平井无阻流量与储层渗透率和储层有效厚度的关系。通常把储层渗透率和储层有效厚度的乘积叫做地层系数。通过回归分析， 得到地层系数与二项式产能方程系数A和B的关系。
对低渗油气田中2口未压裂水平井和1口压裂水平井分别进行了修正等时试井，并用经验公式分别对各井进行产能计算，所得无阻流量与矿场产能试井所得结果进行对比， 误差不到10%，满足矿场精度要求，可以为现场所用。
5 结论
（1）采用“正交试验”法，通过模拟计算和极差分析，得出影响油气藏压裂水平井产能的2个主要因素是储层渗透率和储层有效厚度；（2）通过建立的单井数值模拟模型， 模拟修正等时试井过程，并对所得结果进行解释，得到16×8个二项式产能方程，建立地层系数与二项式产能方程系数A和B的关系，相关性均较好；得到产能与现场修正等时试井解释结果相比，误差较小，适合现场产能评价应用。
参考文献
1.Soliman M.Y，Hunt J.L. et al.Fracturing Horizontal Wells in Gas Reservoirs. SPE35260 . 1996.
2.宁正福，韩树刚，程林松，李春兰. 低渗透油气藏压裂水平井产能计算方法[J]. 石油学报. 2002（02）.
3.曾凡辉，郭建春，徐严波，赵金洲. 压裂水平井产能影响因素[J]. 石油勘探与开发. 2007（04）