影响水平井产能的参数筛选及其重要性排序 含硫气藏水平井产能的影响因素分析
影响水平井产能有关的油藏参数很多，包括①油藏地质参数，如油藏厚度、深度、渗透率、孔隙度等;②流体性质，如原油黏度、原油密度等;③开发参数，如生产压差、地层压力等;④水平井设计参数，如水平段长度、在油层内的位置等;⑤地层伤害等。考虑在某一油藏或区块中部署水平井时很难考虑到所有的影响参数，需要从中优选出主要的影响参数。而且优选出的参数将作为以后水平井分类评价时所采用。
以可采储量为参考数列，以对可采储量有影响的油藏地质参数或/和生产指标为因素数列，采用灰色关联分析的方法对影响参数的重要性进行了排序分析;同时采用信息量分析理论，对影响水平井的油藏地质及设计参数进行了分析，其结果与灰关联分析结果基本一致。
1.灰色关联分析法筛选水平井产能影响参数
(1)单井控制可采储量计算
在应用灰关联分析时首先要确定参考数列。评价水平井设计好坏最主要和直接的指标是产能，但初期产能大小不能全部反映水平井的潜力，因此我们采用单井控制可采储量作为灰色关联分析的参考数列，对水平井产能有影响的油藏参数均作为因素数列。
1)水驱曲线方法。根据童宪章等研究成果，水驱油田到了高含水期，大部分油井都可作单井甲型水驱曲线，其形式为
实用水驱油藏开发评价方法
水驱可采储量
剩余水驱可采储量
式中:a，b为回归系数;WORmax为极限水油比，一般取49;WP为累积产水量，104m3;Np为累积产油量，104t。
2)Arps递减方法。根据水平井的产量变化规律，确定其递减类型及其递减参数，由以下公式求得递减期间的最大累积产油量:
双曲递减类型递减期内的最大累积产量:
调和递减类型递减期内的最大累积产量:
指数递减类型递减期内的最大累积产量:
式中:Di为初始递减率，1/d或1/mon;qi为递减初期产量，m3/d或m3/mon;n为递减指数，0≤n≤1。
由递减期间的最大累积产油量，加上递减前的累积产油量，得到水平井控制的可采储量。
(2)影响水平井产能参数重要性排序
对不同类型油藏，采取灰色关联分析的方法，将各种参数对水平井可采储量的重要性进行排序，确定主要的影响参数。
以断块油藏东辛油田永12块所投产水平井为例进行灰关联分析，表4-6为各水平井对应的可采储量和油藏参数，其他一些参数，如射孔井段/长度、油藏埋深、油藏温度、设计水平井前区块含水、设计水平井前生产压差等参数，由于资料不全，没有考虑在内。其中可采储量是根据水平井的动态数据由水驱曲线法计算得到的。
对以上参数，通过归一化处理后，计算得到各参数关联系数，见表4-7。
根据表4-7中的关联系数，得到各参数关联度，并根据关联度大小进行排序，得到关联序(表4-8)，由该表可以看出，对单井控制可采储量来讲，影响最大的是有效厚度、生产压差，然后是垂直渗透率、水平渗透率。今后在该区块设计新水平井时可优先考虑这些重要的参数。
以上关联序计算结果是在永12块已投产水平井的资料上得到的，不同油藏中水平井的关联序计算结果会有所不同。
表4-6 东辛油田永12块水平井参数
表4-7 各参数关联系数
表4-8 关联序计算结果
2.影响水平井产能参数的信息量理论分析
根据信息量分析理论，计算分析对水平井产能有影响的参数对水平井控制的可采储量的信息量。每个因素总信息量的大小表示该因素对水平井可采储量影响程度的大小，总信息量越大的因素，对水平井可采储量的影响也越大。
信息量分析的基本做法是，把分析对象(这里取水平井控制可采储量)按照某一数值标准(如水平井控制可采储量取1.2×104t)，划分为A组和B组(水平井控制可采储量小于1.2×104t为A组，大于1.2×104t为B组)，对需要计算信息量的参数(有效厚度、初产生产压差、垂直渗透率、水平渗透率、控制面积、控制储量、水平段长度、地下密度、油水黏度比、孔隙度等)分别统计它们在不同变化区间射中A组和B组的频率;通过对这些射中频率的进一步计算，确定属于两个级别(A和B)的分配之间的差别程度，差别程度越大，则信息量越大。计算步骤是:
1)由参数在每个变化区间射中A组和B组的频率换算为百分数的概率频率yAi和yBi。
2)计算每个区间中的平均概率频率，计算公式为
实用水驱油藏开发评价方法
3)计算平均频率比值
4)计算诊断系数，计算公式为
5)计算参数在每个变化区间的信息量，计算公式为
6)计算总信息量，计算公式为It=∑Ii。
根据上述计算过程，对有效厚度、初产生产压差、垂直渗透率、水平渗透率、控制面积、控制储量、水平段长度、地下密度、油水黏度比、孔隙度等的总信息量进行了计算，水平井渗透率、油水黏度比计算过程及结果见表(4-9)和表(4-10)。
表4-9 绝对渗透率信息计算
表4-10 油水黏度比值信息计算
各参数的总信息量计算结果见图4-8，可以看出，在诸因素中，垂直渗透率、水平渗透率、油层厚度、水平段长度、生产压差、油水黏度比是对水平井控制可采储量最主要的影响因素，这一结果与前述断块油藏参数的灰色关联分析结果是一致的。根据这一结果，我们在设计水平井或者对水平井进行评价、产能预测时应优先考虑这些主要的因素。
图4-8 影响水平井产能参数信息对比
将灰色关联分析方法和信息量分析理论应用到对水平井控制可采储量有影响的油藏参数的重要性排序中。对影响水平井控制可采储量的油藏参数的重要性进行了排序，对今后部署水平井提供了一定参考依据。今后随投产水平井越来越多，资料越来越丰富，该方法计算结果将更加接近实际。
水平井产量的影响因素~
根据四川含硫实际储层特点，拟定相关数据，如表9.1。对以上六种产量预测公式进行多因素分析，主要分析水平井长度、储层有效厚度、硫沉积量及储层非均质性对水平井产量的影响。
表9.1 四川X井基本参数
续表
9.3.1 水平井长度对产量的影响
图9.7采用以上六种产量预测公式对水平井产量进行了计算，并分析了水平井长度对水平井产量的影响。从图中可以看出，随着水平井长度的增加，每种水平井产量预测公式计算的产量都随之增加的，其中Joshi产量预测公式和陈元千产量预测公式计算的水平井产量值相对偏小。
图9.7 水平井长度对产量的影响
9.3.2 储层有效厚度对产量的影响
图9.8采用以上六种产量公式对水平井产量进行了计算，当水平井长度为500m时，分析了储层有效厚度对水平井产能的影响。从图中可以看出，随储层有效厚度的增加，每种水平井产量预测公式计算的水平井产量也随之增加。其中Joshi和陈元千产量预测公式计算值较其他几种方法偏小。
9.3.3 硫沉积量对产量的影响
对于含硫气藏而言，随着气藏开发不断的深入，储层温度和压力降低，元素硫会从含硫天然气中析出，如果析出的元素硫不能被气流携带出储层，则会停留在储层中，对储层产生二次伤害。图9.9考虑硫沉积量对产量的影响，储层有效厚度为130m，水平井长度为500m。随着含硫饱和度的增加，水平气井产量是随之降低的（含硫饱和度＝硫沉积量/储层孔隙体积）。
图9.8 储层有效厚度对产量的影响
图9.9 硫沉积量对产量的影响
9.3.4 储层非均质性对产量的影响
储层的非均质性常常会严重影响气井的产量。气藏储层垂直方向的渗透率一般小于水平方向的渗透率。图9.10为储层非均质性对水平井产量的影响，水平井长度为500m，储层有效厚度为130m。从图中可以看出，随着垂向渗透率降低，水平井产量是随之降低的。在水平井产量计算过程中，垂向渗透率是值得考虑的因素之一。
图9.10 储层非均质性对产量的影响
考虑四川高含硫碳酸盐岩气藏地质特征，并结合该区块钻完井分析与评价结果，根据以上建立的六个水平井产量计算公式，推导出了与其对应的水平井产能预测公式。因六个产能预测公式具有相同的参数，故利用Joshi产量预测公式推导的产能预测公式进行影响水平井产能的参数分析。其影响因素有：地层压力、水平井长度、储层有效厚度、各向异性、储层伤害和元素硫沉积。共同参数如表9.1所示，对这些影响因素进行理论分析。
9.5.1 地层压力对流入动态的影响
根据水平井产能预测方程，作出了不同地层压力条件下的水平井流入动态关系曲线，可为以后实际生产提供参考。图9.11为水平井不同地层压力下的IPR曲线，随着地层压力的降低，流入动态关系曲线向左下方偏移，水平井无阻流量降低，这也是随着生产时间的增加单井产量减低的原因。地层压力降低导致水平井的无阻流量降低，应及时调整配产，以达到稳产的目的。
9.5.2 水平井长度对流入动态的影响
图9.12为水平井不同水平段长度下的IPR曲线。
图9.11 不同地层压力下的IPR关系曲线
图9.12 不同水平井长度下IPR关系曲线
可以看出，随着水平井长度的增加，流入动态曲线向右偏移，水平井的无阻流量增大，但增加的幅度在减小。这是因为水平井长度增加，增大了油气流通通道和油气渗流能力，导致无阻流量增加。
9.5.3 储层有效厚度对流入动态的影响
图9.13为不同储层有效厚度影响的IPR关系曲线。由图可以看出，随着储层有效厚度的增加，水平井的无阻流量增大，且增加的幅度较大，可以看出，储层有效厚度对流入动态的影响比水平井长度的影响要大。
准确地知道储层有效厚度参数对于计算水平井的无阻流量具有重要意义，由于隔夹层的存在，容易在选择储层有效厚度参数时产生一定的偏差，从而对后续的合理配产产生一定的影响，导致气井稳产时间受到影响。
图9.13 不同储层厚度下的IPR关系曲线
图9.14 不同各向异性下的IPR曲线
9.5.4 各向异性对流入动态的影响
图9.14为水平井在不同各向异性下的IPR关系曲线。由图中可以看出，随着各向异性比的增加，无阻流量减小。随着垂向渗透率的增加，产量也是随之增加的，但后续增加的幅度较小，由于水平井对油气渗流特征的影响，纵向非均质性也影响水平井的产能。
9.5.5 储层伤害对流入动态的影响
图9.15是水平井在不同储层伤害程度下的IPR关系曲线。由图中可以看出，随着储层伤害程度的增加，流入动态关系向左偏移，即水平井的无阻流量减小。由于含硫气藏特殊的物理性质，不仅有钻完井过程中的储层伤害，还有随着气藏温度、压力的降低，元素硫从含硫天然气中析出，沉积堵塞近井地带储层，而产生的附加储层伤害。从下图可以看出，储层伤害对水平气井无阻流量影响较大，准确测定表皮，对于水平井气井的无阻流量及后续合理配产具有重要意义。
图9.15 不同储层伤害程度下的IPR关系曲线
9.5.6 元素硫沉积对流入动态的影响
根据水平井产能预测方程，做出了不同储层硫沉积条件下水平井流入动态关系曲线，可为以后实际生产提供参考。图9.16是水平井不同地层压力下的IPR曲线。由图中可以看到，随着储层硫沉积量的增加，流入动态曲线向左下方偏移，水平井无阻流量降低，且影响幅度较大。保持地层压力高于元素硫析出临界压力，对于提高无硫析出期间的气井采收率具有重要意义。
水平井参数筛选及其重要性排序
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