页岩气加密井甜点评价方法研究：以长宁区块为例

《Processes》：Study on Evaluation Methods of Sweet Spots for Shale Gas Infill Wells—A Case Study in the Changning Block Yongjun Xiao, Yu Lu, Chunlin Wu, Lei Liu, Hao Zhao, Ran Wen, Jian Zheng, Xin Luo, Hong Liu and Hengbao Li

本文探讨了页岩气加密井开发中面临的甜点识别与压裂优化难题，提出一套结合地质与工程双重甜点评价的定量化方法，并在长宁区块试点井中验证了其在识别优质储层、规避缝间干扰、实现高效分段压裂设计方面的科学指导价值。

　　

随着页岩气井的长期生产，产量逐年递减，维持高产稳产面临巨大挑战。为了应对这一问题，在已有的“母井”之间钻探并压裂“加密井”（亦称“子井”）已成为提高区块整体采收率的有效措施。然而，现场监测显示，相当数量的井在压裂后存在大量不产气的射孔簇，水平段产气剖面极不均衡，多簇射孔压裂后存在完井效率低、产气贡献低的问题。因此，针对加密井的“甜点”评价势在必行。通过精确锁定优质储层段，该方法既能防止裂缝驱动的干扰，又能最大化产能潜力，是实现资源安全高效开发的关键一步。尽管早期在水平井的“双甜点”评价方面已有一些有意义的研究，但现有研究主要集中于常规压裂井，专门针对加密井的甜点评价研究则相对有限。当前的工程甜点评价存在三个关键局限性：在可压裂性评价模型中未能充分考虑净压力对裂缝网络生成和复杂性的影响；对地质指标权重系数的赋值较为随意，缺乏严谨依据；以及在加密井甜点分类框架中对缝间干扰风险的关注不足。

针对上述问题，研究人员在《Processes》上发表了题为“Study on Evaluation Methods of Sweet Spots for Shale Gas Infill Wells—A Case Study in the Changning Block”的研究。本文首先提出了基于岩石力学参数、净压力、脆性的可压裂性定量评价指标，以及基于测井参数的可压裂性指数连续剖面预测方法。其次，考虑到页岩气储层的孔隙度、渗透率、含气饱和度、总有机碳含量，建立了基于测井资料的储层质量指标。第三，提出了加密井压裂甜点的评价方法，并将该方法应用于一口加密试验井进行了现场测试。在对加密井水平段进行甜点评价后，提供了针对不同分段的压裂设计建议。

本研究采用的核心方法包括：1. 基于岩石脆性指数、矿物成分、净压力、内摩擦角、断裂韧性等参数，构建工程甜点（ESS）定量评价模型。2. 综合考虑孔隙度、渗透率、含气饱和度和总有机碳含量，利用测井数据建立地质甜点（GSS）定量评价体系。3. 将工程与地质甜点评价结果结合，形成加密井综合甜点评价方法，并将水平井筒划分为六个等级，为分段压裂设计提供定制化建议。研究方法在长宁区块的加密井中进行了应用与验证。

2.1. 工程甜点评价模型

研究基于Rickman提出的力学脆性指数（B₁）概念，该指数由归一化的静态杨氏模量和泊松比计算得出。同时，考虑了硅酸盐和碳酸盐矿物相对含量对岩石脆性的影响，定义了矿物脆性指数（B₂）。总脆性指数（B_T）是力学与矿物脆性的平均值。此外，模型还引入了基于纵波速度计算的内摩擦角（φ），以及通过实验数据拟合得到的I型（K_IC）和II型（K_IIC）断裂韧性经验公式。可压裂性指数最终由总脆性指数、净压力、内摩擦角和断裂韧性等参数综合计算得出，用于定量评价储层形成复杂裂缝网络的潜力。

2.2. 地质甜点评价

研究通过测井资料，连续计算了孔隙度、渗透率、含气饱和度和总有机碳含量，以此评估储层质量。通过对这些关键地质参数进行标准化和加权求和，建立了地质甜点评价指标，用于识别富含烃类且具备良好渗流能力的优质储层段。

3. 案例应用与结果

研究以长宁区块一口加密试验井为例，应用了上述评价方法。结果表明，在未受裂缝干扰的层段，较高的甜点评分与基于示踪剂的产气量预测性能改善有很强的相关性。反之，在存在裂缝干扰的区域，甜点评价结果与实际产气量之间存在差异。基于评价结果，研究人员将水平井筒划分为六个等级，并据此为不同等级提供了针对性的压裂设计建议。

本研究提出了一套针对页岩气加密井的甜点综合定量评价方法。该方法创新性地在工程甜点评价中同时考虑了岩石脆性、净压力、内摩擦角和断裂韧性，并建立了基于测井数据的地质甜点连续评价指标。通过在长宁区块加密井的应用表明，该方法能够有效识别优质储层段，揭示缝间干扰的影响，并为分段压裂设计提供科学依据。该研究为加密井的精准甜点评价和定制化分段压裂设计提供了科学指导，有望显著提高页岩气藏的压裂改造效果和最终采收率。