酸蚀缝长主控因素研究

黄文强，卢 渊，黄家明

（成都理工大学能源学院，四川成都 610059）

酸化压裂是目前适用于碳酸盐岩储层增产的一种最常用的方式，其目的为提高人工裂缝导流能力和提供更好的渗流通道，酸化压裂的效果一般通过裂缝的有效长度和裂缝导流能力来评价，酸蚀裂缝缝长的提高能沟通更远的地层，获得更高的油气井的产量，提高油气藏的经济效益，因此对酸蚀缝长的主控因素进行研究是非常有必要的[1-4]。

1 研究区特征参数分析

盆地东部区域位于鄂尔多斯盆地东部，在构造带上属于陕北斜坡，面积约为1.6×104km2，该区域的奥陶系马家沟组广泛发育蒸发岩和碳酸盐岩交互沉积地层，沉积单层厚度一般为1 m～3 m，累计厚度10 m～25 m，有机碳含量0.20 %～1.31 %，具有一定生烃能力。盆地东部地区奥陶系顶部“上生下储”的风化壳、中组合两大勘探领域，是下一步寻找优质储量的目标。

统计出盆地东区块7 口改造井的信息，并提取出每口井主要的地质特征参数及工程参数（见表1、表2）。

表1 盆地东区块部分改造井地质参数统计表

表2 盆地东区块部分改造井工程参数统计表

由表1、表2 可知：该区域储层密度主要分布在2.78 g/cm3～2.8 g/cm3，孔隙度主要分布在2 %～6 %，渗透率主要分布在0.1 mD～0.3 mD；该区块改造井酸压施工排量主要分布在3.5 m3/min～5 m3/min，入井总液量主要分布在180 m3～400 m3，酸液用量主要分布在150 m3～300 m3。

2 酸蚀缝长模拟分析

根据研究区地质及工程参数的统计，采用Meyer压裂设计分析软件[5]，结合实际施工数据对研究区的7口井进行酸压有效缝长模拟分析，分析结果（见图1～图7、表3）。

表3 地质参数和酸蚀缝长统计表

通过模拟分析结果可知：7 口改造井的酸蚀缝长差别不是很大，缝长分布均在100 m 左右，这是由于所有的改造井都在同一区块，地层的基本参数基本一致，改造措施也都是酸化压裂，但模拟出的酸蚀缝长也有一定的差别，主要是因为受到了地质参数和工程参数的影响。通过对缝长的模拟分析可以优选出最优的施工参数。

对地质及工程参数对缝长的相关性进行线性分析，得到各地质及工程参数对其酸蚀缝长影响的相关性（见图8）。孔隙度与渗透率与缝长呈一定的负相关性，密度、排量、酸液用量及入井总液量与酸蚀缝长呈一定正相关性。

3 酸蚀缝长主控因素

通过线性相关分析只能大致求出酸蚀缝长与地质及工程参数之间呈现的正负相关性，并不能求出酸蚀缝长的主控因素，所以选择灰色关联分析法来对主控因素进行求取。

图1 X1 井酸蚀缝长模拟图

图2 X2 井酸蚀缝长模拟图

图3 X3 井酸蚀缝长模拟图

图4 X4 井酸蚀缝长模拟图

图6 X6 井酸蚀缝长模拟图

图7 X7 井酸蚀缝长模拟图

图8 地质及工程参数与酸蚀缝长相关性分析

灰色关联分析法是一种多因素统计分析方法，通过分析各个因素发展趋势的相似或相异程度，来衡量并描述各个因素之间的关联程度。其步骤主要包括原始序列的确定、原始数据的处理、关联系数的计算及关联度计算和排序等[6]。灰色关联分析法具有很多的优点，如数据需求量小等，是一种实用的分析方法。通过上述灰色关联分析法的步骤，便可得到酸蚀缝长的主控因素。

表4 关联系数与关联度计算结果

首先需要对研究的问题进行定性的分析，确定一个因变量，因变量是由多个自变量影响而形成的结果。原始序列就是由一个因变量和多个自变量因素组成的序列。

式中：X0-参考数列；Xi-比较数列；i-比较数列的序号；n-数列中数据样品的个数；m-自变量因素的个数[7]。

在本文的分析研究中，将酸蚀缝长作为因变量，确定的自变量为酸液用量X1、排量X2、密度X3、渗透率X4和孔隙度X5，所以上述m=5。

由于同一数据序列的量纲是完全一致的，因此采用上限测度处理后的数据没有量纲的限制，可对比性强[8]，上限测度处理的具体表达式为：

再用各个比较序列无量纲化的结果与参考序列的无量纲化结果做差并求其绝对值：

根据各个比较序列和参考序列的无量纲化结果差的绝对值的最大值Δmax 和最小值Δmin，计算其关联系数：

使用平均值法来计算每个对比序列与参考序列之间的关联度：

将关联度按照从大到小排列就能确定出各个参数对于酸蚀缝长的影响大小关系（见表4）。根据表4 可以将关联系数排序为酸液用量（0.87）＞排量（0.75）＞孔隙度（0.52）＞密度（0.50）＞渗透率（0.49）。从分析结果可以得到在盆地东部的多口井的改造过程中，对于酸蚀缝长影响程度的大小排序为：酸液用量，排量，孔隙度，密度，渗透率。

4 结论

（1）地质参数中孔隙度与渗透率与酸蚀缝长呈负相关性，密度与酸蚀缝长呈正相关性；工程参数中酸液用量、排量及入井总液量与酸蚀缝长呈正相关性。

（2）通过灰色关联分析法得出各个工程参数和地质参数对于酸蚀缝长影响程度的大小排序为：酸液用量，排量，孔隙度，密度，渗透率。可以得到酸蚀缝长的主控因素是酸液的用量。