页岩油水平井压裂裂缝网络非均质性与产能匹配优化

引言

页岩油已成为全球油气资源开发的重要接替领域，我国页岩油储层分布广泛，但储层物性差、含油饱和度波动大，常规开发技术难以实现有效动用。水平井体积压裂通过人工造缝构建复杂裂缝网络，打破储层渗流屏障，是推动页岩油储量向产量转化的关键手段。然而，实际开发中裂缝网络常呈现显著非均质性，部分区域裂缝密集但导流能力不足，部分区域裂缝稀疏且连通性差，导致产能与开发预期存在较大差距。厘清裂缝网络非均质性的本质特征，建立其与产能的匹配关系，提出针对性优化方案，是当前页岩油水平井开发亟待解决的核心问题。

一、页岩油水平井压裂裂缝网络非均质性的表征与形成机理

页岩油水平井压裂裂缝网络非均质性，体现在几何形态、物理参数、空间分布三个维度：几何上主裂缝与分支裂缝展布差异显著，物理上因支撑剂铺置效果形成导流能力不均，空间上沿井筒裂缝发育密度与连通性随储层甜点段交替波动。其形成是储层地质条件与压裂施工参数共同作用的结果，地质上页岩矿物组成影响岩石脆性进而决定裂缝发育形态，天然裂缝分布左右网络复杂程度；施工中排量波动改变裂缝净压力影响延伸均衡性，压裂液黏度与支撑剂性能选择不当，会加剧支撑不足或堵塞问题，进一步放大非均质性。

二、裂缝网络非均质性与页岩油水平井产能的耦合关系

裂缝网络非均质性通过改变储层渗流通道形态与流体流动效率，直接影响页岩油水平井产能动态。开发初期，几何形态非均质性致产能失衡，主裂缝长、分支密集井段因接触储层基质面积大形成高产段，主裂缝短、缺分支井段产能贡献微弱；开发中，物理参数非均质性加剧差异，高导流裂缝段生产稳定，低导流裂缝段因支撑剂失效或黏土膨胀致产能骤降；空间分布非均质性引发井筒流体窜流，产出液回流降低效率且诱发水窜，抑制产能。非均质性进一步导致产能匹配失衡，表现为“低效裂缝占比高”与“网络连通性不足”：大量裂缝未连甜点段或导流能力衰减，沦为无效、低效裂缝，浪费成本且制约产能；裂缝网络“碎片化”形成“渗流孤岛”，降低储量动用程度。核心成因是地质认识与施工设计脱节，压裂未考量储层天然裂缝、地应力等特征，采用“一刀切”参数，致裂缝发育与储层需求不匹配[1]。

三、页岩油水平井压裂裂缝网络与产能的匹配优化策略

（一）基于地质-工程一体化的裂缝网络优化设计

实现裂缝网络与产能的高效匹配，需构建地质-工程一体化的优化设计体系，以储层地质特征为基础，动态调整压裂施工参数。首先开展精细储层表征，通过岩心实验、测井解释与数值模拟相结合，明确储层甜点段分布、天然裂缝发育规律及地应力场特征，划分“高潜力-中潜力-低潜力”开发单元，为差异化压裂提供依据。针对高潜力单元，采用“高排量、低黏度压裂液+混合粒径支撑剂”的施工方案，高排量可提升裂缝净压力，推动主裂缝延伸的同时促进分支裂缝发育，低黏度压裂液利于支撑剂均匀铺置，混合粒径支撑剂可兼顾主裂缝与分支裂缝的支撑需求，构建高连通、高导流的裂缝网络；针对中潜力单元，优化施工排量与压裂液黏度，平衡裂缝延伸与支撑剂铺置效果，形成适配储层渗流需求的裂缝网络；针对低潜力单元，采用“低排量、高黏度压裂液”的方案，控制裂缝延伸范围，减少无效施工成本[2]。同时，引入随钻监测技术，实时获取裂缝延伸动态，根据监测结果动态调整施工参数，实现裂缝网络的精准调控。

（二）基于产能动态反馈的开发过程优化

裂缝网络与产能的匹配优化需贯穿开发全周期，依托产能动态监测数据，开展开发过程的动态调整与优化。建立多维度产能监测体系，通过生产测井、压力监测与产量数据分析，识别高产井段与低效井段，明确裂缝网络非均质性对产能的制约环节。针对低效井段，若因裂缝导流能力不足导致产能衰减，可实施重复压裂技术，通过优化压裂液配方与支撑剂性能，补充支撑剂或疏通堵塞裂缝，恢复裂缝导流能力；若因裂缝连通性差形成“渗流孤岛”，采用水力喷射压裂与体积压裂相结合的技术，定向改造孤立裂缝，构建新的连通通道，实现“孤岛储量”的有效动用[3]。同时，优化生产制度，根据不同井段的产能特征，采用分段配产技术，对高产井段合理控产，避免因生产速率过快导致裂缝过早闭合或水窜，对低效井段适度提产，充分挖掘剩余产能潜力。此外，建立裂缝网络与产能匹配的动态评价模型，通过持续监测与模型迭代，不断优化压裂设计与开发策略，实现裂缝网络与产能的动态适配，提升页岩油水平井的整体开发效益。

结语

页岩油水平井压裂裂缝网络非均质性是储层地质条件与压裂施工参数共同作用的必然结果，其对产能的影响贯穿开发全周期，非均质性过强易导致裂缝网络与产能需求匹配失衡，制约开发效果。通过明确非均质性的表征维度与形成机理，厘清其与产能的耦合关系，构建地质-工程一体化的裂缝网络优化设计体系，结合产能动态反馈的开发过程优化策略，可有效提升裂缝网络与产能的匹配度。未来研究需进一步深化多场耦合作用下裂缝网络非均质性的演化规律，研发更精准的裂缝监测与调控技术，为页岩油水平井高效开发提供更坚实的技术支撑。

参考文献

1]李紫妍.陆相页岩油储层体积压裂缝网演化规律及评价方法研究[D].西安石油大学,2024.

[2]张皓宇.陆相页岩油储层密切割体积压裂缝网演化机理研究[D].西安石油大学,2023.

[3]刘博,徐刚,纪拥军,等.页岩油水平井体积压裂及微地震监测技术实践[J].岩性油气藏,2020,32(06): 172-180.