一种新型爆燃压裂数值模拟等效表征方法

杨 浩，于雯汀，冯 青，高 杰，阮 迪

（中海油田服务股份有限公司油田生产事业部，天津 300450）

爆燃压裂技术是利用火药在储层部位燃烧产生高温高压气体压出多条径向裂缝的增产改造技术，是目前近井筒解堵措施的典型代表[1-5]。和其他近井筒解堵技术相比，爆燃压裂技术是一项成本低、适用性广的气体压裂技术，我国已经研究应用30余年，实施上万井次，解堵增产效果显著[6-10]。

为评价爆燃压裂方案效果，需对压后增产效果进行预测。目前国内外通常使用的方法有产能公式预测、试井分析预测、数值模拟法等方法进行预测评估。单一地通过某一个方法预测压裂效果，不仅存在关键参数难以取全取准的难题，也存在模型局限性、结果多解性等缺点。本文提出的数值模拟等效表征方法将解析法与数值模拟方法相结合，运用解析模型计算出爆燃压裂对表皮系数的改善程度，再通过油藏数值模拟方法开展效果预测，能够提高预测结果准确率，更好地评估爆燃压裂效果。

1 等效表皮解析公式推导

图1 爆燃压裂裂缝几何形态示意图

采取等效表皮系数来表征爆燃压裂改造效果。爆燃压裂的打开面积取决于缝长、缝宽和裂缝条数等。裸眼井爆燃压裂后储层打开面积为裂缝侧面积和上下底面积，则储层打开面积为：

式中：lp-裂缝母线长，由勾股定理得：

将裸眼完井爆燃压裂后的储层打开面积看作是新的裸眼完井储层打开面积，则按打开面积折算出新的井筒半径rnew（见图1）：

直井未进行增产措施产能公式如下：

将rw=rnew代入公式（4）中，得到以rnew为井筒半径的裸眼完井直井的产能Q1：

表1 海上某油田爆燃压裂产能预测结果与实际结果对比表

当对储层进行爆燃压裂措施改造后，利用表皮因子等效表征措施后产能公式如下：

Q1是用新的井筒半径表征的爆燃压裂措施后的产能，Q2是利用表皮因子表征的爆燃压裂后的产能，因此Q1=Q2，则由式（5）、（6）得到爆燃压裂的等效表皮因子表达式如下：

2 爆燃压裂等效数值模拟表征

运用推导出的等效表皮因子表达式计算出相应工艺参数下的爆燃压裂等效表皮因子，将计算出的等效表皮因子应用到爆燃压裂措施井的油藏数值模拟中，开展海上某油田爆燃压裂的效果，产能预测结果（见表1）。

对比4口井预测与实际的措施后初期日产油量，预测结果与实际值相对误差小于20%，其中3口井的相对误差在10%以内。

综上，由产能预测结果的相对误差可知，本等效数值模拟表征方法能够兼顾储层非均质性等地质特征以及爆燃压裂对近井改造效果的表征，克服现有产能预测方法的缺陷，得到了准确且贴合储层真实情况的预测结果。

3 结论与认识

（1）本文基于直井裸眼完井产能公式，推导出爆燃压裂等效表皮因子计算公式，通过等效表皮因子来表征爆燃压裂改造效果。

（2）实现了将解析法与数值模拟方法相结合的爆燃压裂等效数值模拟表征方法，并应用施工井数据开展准确率验证，计算误差率小于20%，表明该方法可用于直井爆燃压裂的效果预测。

符号解释：

Q-单井产能，m3/d；Q1、Q2-爆燃压裂措施后产能，m3/d；A-裸眼完井爆燃压裂后的打开面积，m2；lp-裂缝母线长，m；W-缝宽，m；n-裂缝条数；h-油藏厚度；h1-缝高，m；r1-裂缝长度，m；rnew-裸眼完井爆燃压裂后的井筒折算半径，m；rw-井筒半径，m；pe-地层边界压力，MPa；pwf-井底流压，MPa；re-泄油半径，m；K-原始储层渗透率，mD；μ-原油黏度，mPa·s。