一种水平井分段多簇压裂射孔簇位置设计方法

摘要

本发明涉及一种水平井分段多簇压裂射孔簇位置设计方法，属于采油工程技术领域。本发明的水平井分段多簇压裂射孔簇位置设计方法具有计算简单、计算所用的参数容易获取、应用难度小以及射孔效率高的优点。本发明的水平井分段多簇压裂射孔簇位置设计方法，可保证同一压裂段内岩石可压性接近，压裂时各簇近似达到同步起裂，从而提高有产能的射孔簇数，提高单井产能；另一方面，在充分压裂的前提下，根据岩石综合性质，确定最优的压裂段数，进一步降低压裂成本，从而提高单井人工压裂的经济性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种水平井分段多簇压裂射孔簇位置设计方法，属于采油工程技术领域。

背景技术

目前国内外致密油气藏广泛采用分段多簇人工压裂开发技术，即根据致密油气藏水平井的地质特征参数(岩性、孔隙度、含气饱和度、含油饱和度等)或工程特征参数(岩石脆性指数、脆性矿物含量、天然裂缝密度、杨氏模量、泊松比、可压裂指数、闭合应力等)，将致密油气藏水平井划分为多个压裂段，且在每级内设置多个射孔簇，进行人工压裂。人工压裂过程中，人工裂缝一方面沟通天然裂缝、微裂缝，另一方面克服岩石最小应力，形成大量剪切裂缝，提高人工裂缝复杂程度，增大改造体积，从而大幅提高单井产量。

国外使用生产测井、光纤测试、井下微地震及示踪剂监测等方法对水平井多级多簇压裂效果进行监测，表明水平井射孔簇压裂效率存在很大差异，且有较大的挖潜空间。常规的多级多簇人工压裂开发技术只依赖地质特征参数或工程特征参数对水平段进行多级多簇划分，无法同时兼顾到储层的地质特征参数和工程特征参数，从而导致部分压裂段的射孔簇对产能没有贡献，造成有产能的射孔簇数偏少，影响压裂效果。

为了对段簇位置进行优化，中国专利文献CN106930743A公开了一种水平井分段多簇压裂射孔簇位置优化设计方法，包括以下步骤：(1)根据井眼特征及开发要求确定第一压裂段各射孔簇的位置；(2)计算由第一压裂段最后一个射孔簇处裂缝产生的诱导应力；(3)初选第N压裂段第一射孔簇位置；(4)初选下一射孔簇位置，直至本射孔簇裂缝与上一射孔簇裂缝横向改造范围首尾相连；(5)重复上述步骤，直至满足第N压裂段射孔簇个数设计的要求；(6)计算第N压裂段最后一个射孔簇处裂缝相对于靠近第N+1压裂段地层的有效净压力及诱导应力；(7)重复上述步骤，直至满足本井水平段改造长度的要求。该专利文献的设计方法充分考虑每一簇压裂后的净压力、诱导应力及横向改造范围，并据此确定下一射孔簇位置，达到各簇横向改造范围互相接触(无遗漏，无重叠)的最佳效果。具有理论完善，设计合理的优点，但是该设计方法存在考虑因素多、计算复杂、部分参数难以获取、不确定性较大、应用难度大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种计算简单、计算所用的参数容易获取、应用难度小以及有产能的射孔簇数高的水平井分段多簇压裂射孔簇位置设计方法。

为了实现上述目的，本发明的水平井分段多簇压裂射孔簇位置设计方法所采用的技术方案为：

一种水平井分段多簇压裂射孔簇位置设计方法，包括以下步骤：

(1)分别分析地质特征参数和工程特征参数对研究区已压裂水平井的人工压裂效果的影响程度，将影响程度最大的地质特征参数和工程特征参数分别作为地质主控参数和工程主控参数，然后确定待压裂水平井轨迹的各个井点对应的地质主控参数组成的数据体A1以及待压裂水平井轨迹的各个井点对应的工程主控参数组成的数据体B1，再修正数据体A1和数据体B1中的异常值；

(2)采用min-max标准化方式对修正异常值后的数据体A1进行归一化处理，得到数据体A2，数据体A2中各数据即为待压裂水平井轨迹的各个井点对应的地质评价指数；

采用min-max标准化方式对修正异常值后的数据体B1进行归一化处理，得到数据体B2，数据体B2中各数据即为待压裂水平井轨迹的各个井点对应的工程评价指数；

(3)按照式1计算待压裂水平井轨迹的每个井点对应的综合评价指数：

c＝a×x+b×y 式1

式1中，a、b、c依次分别为待压裂水平井轨迹同一井点对应的地质评价指数、工程评价指数和综合评价指数，x为地质评价指数的权重，y为工程评价指数的权重；x和y均大于0，且x+y＝1；

(4)将步骤(3)所得的综合评价指数按照数值大小分为n类，再根据综合评价指数的类别对待压裂水平井进行压裂段划分；n为大于1的整数；

所述压裂段划分的方法包括以下步骤：

S1，以待压裂水平井的A靶为起点，沿着井轨迹向B靶方向移动至第1个标定点，第1个标定点与A靶之间的距离为m，第1个标定点与A靶之间的井段为第1标定段，然后确定第1标定段的平均综合评价指数类型；

S2，继续沿着井轨迹向B靶方向移动至第2个标定点，第1个标定点与第2个标定点之间的距离为n，第1个标定点与第2个标定点之间的井段为第2标定段，再确定第2标定段的平均综合评价指数类型；

S3，将第1标定段的平均综合评价指数类型和第2标定段的平均综合评价指数类型进行对比，如果第2标定段的平均综合评价指数类型与第1标定段的平均综合评价指数类型不同，则第1标定段作为一个压裂段；如果第2标定段的平均综合评价指数类型与第1标定段的平均综合评价指数类型相同，则按照步骤S2的方法继续沿着井轨迹向B靶方向移动，直至移动至第t个标定点，第t-1个标定点与第t个标定点之间的井段为第t标定段，第t标定段的平均综合评价指数类型与第1标定段的平均综合评价指数类型不同，且第t-1标定段与第1标定段之间所有的标定段的平均综合评价指数类型均相同；第1个标定点与第t-1个标定点之间的井段为待确定压裂段，然后将待确定压裂段的长度与压裂段长度约束值d进行比较，如果确定压裂段的长度不大于d，则待确定压裂段作为一个压裂段，如果待确定压裂段的长度大于d，则将待确定压裂段进行再次或多次分段至再次或多次分段所得的各水平井井段的长度大于m且不大于d，则再次或多次划分所得的各水平井井段分别单独作为一个压裂段；所述t≥3；

S4，然后以未划分压裂段的水平井井段中靠近A靶点的端点为起点，重复操作步骤S1～S3，直至完成待压裂水平井的压裂段划分；

某一标定段的平均综合评价指数类型由包括以下步骤的方法确定：统计某一标定段内每一类型的综合评价指数对应的井点的数量，以数量最多的井点的综合评价指数的类型作为该标定段的平均综合评价指数类型；

(5)根据簇间距p在每个压裂段内设置射孔簇；p为研究区内已压裂水平井的簇间距；

(6)最后结合现场施工要求，检查射孔簇的位置是否合适，对不合适的射孔簇进行微调。

本发明的水平井分段多簇压裂射孔簇位置设计方法具有计算简单、计算所用的参数容易获取、应用难度小以及射孔效率高的优点。本发明的水平井分段多簇压裂射孔簇位置设计方法，可保证同一压裂段内岩石可压性接近，压裂时各簇近似达到同步起裂，从而提高有产能的射孔簇数，提高单井产能；另一方面，在充分压裂的前提下，根据岩石综合性质，确定最优的压裂段数，进一步降低压裂成本，从而提高单井人工压裂的经济性。对综合评价指数进行分类后，对于综合评价指数类别接近的水平井井段，地质和工程特征参数相对均一，在人工压裂过程中，位于该水平井井段内的各个射孔簇均能得到有效压裂。以岩石脆性为例，当同一段内多个射孔簇脆性差异较大，实施压裂时，脆性大的射孔簇位置更容易裂开，压裂液会持续进入该射孔簇，从而导致脆性小的射孔簇无法启裂或启裂长度不够，从而影响该簇内油、气的产出。

优选地，所述地质特征参数选自岩性、孔隙度、泥质含量、自然伽马、含气饱和度、含油饱和度中的一种或任意组合。

优选地，所述工程特征参数选自岩石脆性指数、脆性矿物含量、天然裂缝密度、岩石杨氏模量、岩石泊松比、可压性指数中的一种或任意组合。

优选地，所述异常值为数据体中大于或小于数据体方差的3倍的数据。所述方差为数据体中各数据与数据体的平均值之差的平方的平均数。

优选地，修正异常值是将异常值替换为与异常值相邻的正常值。所述与异常值相邻的正常值是指与异常值对应的水平井的井点相邻的井点对应的正常数值，例如，修正数据体A1中的某个异常值是将该异常值替换为与该异常值对应的水平井的井点相邻的井点对应的正常数据(该正常数据为数据体A1中的某一数据)。

归一化可消除由于量纲不同所带来的影响，优选地，采用min-max标准化方式对修正异常值后的数据体A1进行归一化处理的方法包括以下步骤：先从修正异常值后的数据体A1中选出最大值e

e

式2中，e

优选地，采用min-max标准化方式对修正异常值后的数据体B1进行归一化处理的方法包括以下步骤：先从修正异常值后的数据体B1中选出最大值f

f

式2中，f

可根据对产油量或人工压裂影响程度的不同，分别设置地质评价指数的权重和工程评价指数的权重，优选地，当地质特征参数对研究区内已压裂水平井的人工压裂效果的影响大于工程特征参数对研究区内已压裂水平井的人工压裂效果的影响时，x＞y；当工程特征参数对研究区内已压裂水平井的人工压裂效果的影响大于地质特征参数对研究区内已压裂水平井的人工压裂效果的影响时，x≤y。在判断是地质特征参数还是工程特征参数对研究区内已压裂水平井的产油量或人工压裂效果影响较大时，可以参考研究区内的地质条件，也可以根据研究区内已压裂水平井的人工压裂结果或产油量结果所反映的结果来进行。例如，研究区内存在不发育天然裂缝，且岩石弹性参数变化很小，则表明人工压裂效果和产油量主要受地质特征参数影响，可赋予地质评价指数的权重以较大值，工程评价指数的权重以较小值；而对于地质条件相对均一，裂缝发育程度及岩石弹性参数有较大变化，则表明人工压裂效果和产油量主要受工程特征参数影响，需要赋予工程评价指数的权重以较大值，地质评价指数的权重以较小值。通过对地质评价指数的权重和工程评价指数的权重分别设置不同数值，可以在计算得到的综合评价指数中加强对地质因素或工程因素的考虑。

为了提高统计结果的准确度，优选地，待压裂水平井轨迹的任意相邻两个井点之间的距离不大于0.125m。

优选地，当待压裂水平井的邻井的人工压裂结果显示地质特征参数比工程特征参数对人工压裂效果影响大时，x＝0.6～0.8；

当待压裂水平井的邻井的人工压裂结果显示工程特征参数比地质特征参数对人工压裂效果影响大时，y＝0.5～0.8。

在无法获取待压裂水平井的邻井的人工压裂结果时，也可以参考与待压裂水平井类似的区域的人工压裂结果。

优选地，n＝4、5或6。

可以理解的是，研究区内已压裂水平井的压裂段长是指研究区内已压裂水平井的压裂段长的普遍取值，其可以是一个具体数值，也可以是一个数值范围。

在确定压裂段长度约束值d时，优选参照研究区内已压裂水平井的压裂段长，在无法获取研究区内已压裂水平井的压裂段长时，可参照与研究区相近的区域内已压裂水平井的压裂段长。

为了避免压裂段划分过多而导致操作难度和施工难度大，优选地，m不小于50m。

优选地，d＝50～120m。

可以理解的是，研究区内已压裂水平井的簇间距是指研究区内已压裂水平井的簇间距的普遍取值，其可以是一个具体数值，也可以是一个数值范围。

在设置簇间距p时，优选参照研究区内已压裂水平井的簇间距，在无法获取研究区内已压裂水平井的簇间距时，可参照与研究区相近的区域内已压裂水平井的簇间距。

优选地，p＝15～40m。

本发明中，结合现场施工要求是指在完成在每个压裂段内射孔簇的设置后，综合考虑水平井的固井质量及套管接箍位置以判断射孔簇的位置是否设置的合适。

本发明中，由于综合评价指数的类别数可以在一定数值范围内设置，为了对采用不同综合评价指数类别数n所设置的射孔簇进行对比优化，优选地，所述水平井分段多簇压裂射孔簇位置设计方法，还包括以下步骤：选用与步骤(4)中不同的n值，重复步骤(4)至步骤(6)，得到基于不同n值的射孔簇位置设计结果，然后对每种射孔簇位置设计结果所对应的施工难度和施工成本进行比较，综合考虑施工难度和施工成本，确定最终的射孔簇位置设计结果。例如，当步骤(4)中选用的n为4时，分别将n替换为5、6，然后重复步骤(4)至步骤(6)，分别得到n为5时的射孔簇位置设计结果以及n为6时的射孔簇位置设计结果，然后将n为4时的射孔簇位置设计结果、n为5时的射孔簇位置设计结果以及n为6时的射孔簇位置设计结果所对应的施工难度和施工成本进行比较，综合考虑施工难度和施工成本，确定最终的射孔簇位置设计结果。

可以理解的是，在相同条件下，如果施工难度越小、施工成本越低，则选择相应的射孔簇位置设计结果。

附图说明

图1为实施例中的自然伽马曲线、地质评价指数曲线、杨氏模量曲线、工程评价指数曲线和综合评价指数曲线；其中，GR代表地质主控参数曲线示意图，calNorm-GR代表地质评价指数曲线示意图，E代表工程主控参数曲线示意图，calNorm-E代表工程评价指数曲线示意图，calZongHeCurve代表综合评价指数曲线示意图；

图2为实施例中在井轨迹上以不同颜色标出综合评价指数分类结果以及以圆点标出射孔簇位置的结果示意图；

图3为实施例中在井轨迹上画出垂直于井轨迹且通过各射孔簇位置的线段的结果示意图；

图4为对比例中在井轨迹上以不同颜色标出自然伽马类别分类结果以及以圆点标出射孔簇位置的结果示意图；

图5为对比例中在井轨迹上画出垂直于井轨迹且通过各射孔簇位置的线段的结果示意图；

图6为实验例中以垂直于井轨迹且通过对比例设计所得的各射孔簇(45簇)位置的线段(线段的颜色与射孔簇位置对应的杨氏模量所属类别的颜色相同)所表示的各射孔簇的示意图；

图7为实验例中以垂直于井轨迹且通过实施例设计所得的各射孔簇(45簇)位置的线段(线段的颜色与射孔簇位置对应的自然伽马所属类别的颜色相同)所表示的各射孔簇的示意图；

图8为实验例中以垂直于井轨迹且通过实施例设计所得的各射孔簇(45簇)位置的线段(线段的颜色与射孔簇位置对应的杨氏模量所属类别的颜色相同)所表示的各射孔簇的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步说明。

实施例

以位于某井区的一口水平井作为待压裂水平井，该水平井的目标层位为盒1-3，实钻水平段(全部为砂岩段)总长度为1500.00m，起点(A靶)的坐标为3750m，终点(B靶)的坐标为5250m，钻遇砂岩总长度为1500.00m，钻遇具有全烃显示的砂岩总长度为670m。以该水平井中实钻水平段为设计对象，本实施例的水平井分段多簇压裂射孔簇位置设计方法，具体包括以下步骤：

(1)本区前期勘探井的岩芯分析和试油试采特征反映本区主产出气的岩性为粉砂岩、细砂岩，而依据自然伽玛曲线解释的泥质含量可较好反映地层砂、泥岩中泥质多少，即可以直接使用自然伽玛曲线反映岩性；而杨氏模量描述固体材料抵抗形变的能力，对于致密的砂岩地层，其数值大小一定程度上反映了地层的脆性。因此，可确定：对该井区中已压裂水平井的产油量影响最大的地质特征参数为自然伽马(GR)，对该井区中已压裂水平井的产油量影响最大的工程特征参数为杨氏模量(YMOD)。根据上述分析结果，确定地质主控参数为自然伽马，工程主控参数为杨氏模量；然后确定待压裂水平井轨迹的各个井点(从起点坐标至终点坐标)对应的地质主控参数所组成的数据体A1以及待压裂水平井轨迹的各个井点对应的工程主控参数组成的数据体B1；待压裂水平井轨迹的各个井点和各个井点对应的地质主控参数形成的曲线即为地质主控参数曲线(图1中的GR曲线，纵坐标为井轨迹坐标，单位为m，横坐标为自然伽马，单位为API)；待压裂水平井轨迹的各个井点和各个井点对应的工程主控参数形成的曲线即为工程主控参数曲线(图1中的E曲线，纵坐标为井轨迹坐标，单位为m，横坐标为杨氏模量，单位为GPa)；

(2)分别选出数据体A1和数据体B1中大于和小于3倍方差的数据，选出的数据即为异常值，将异常值替换为相邻的正常值，完成对数据体A1和数据体B1中的异常值的修正；

(3)采用min-max标准化方式对修正异常值后的数据体A1进行归一化处理，得到数据体A2，数据体A2中各数据即为待压裂水平井轨迹的各个井点对应的地质评价指数，待压裂水平井轨迹的各个井点和各个井点对应的地质评价指数形成的曲线即为地质评价指数曲线(图1中的calNorm-GR曲线，纵坐标为井轨迹坐标，单位为m，横坐标为地质评价指数，无量纲，为0～1之间的数值)；

采用min-max标准化方式对剔除异常值后的数据体B1进行归一化处理，得到数据体B2，数据体B2中各数据即为待压裂水平井轨迹的各个井点对应的工程评价指数，待压裂水平井轨迹的各个井点和各个井点对应的工程评价指数形成的曲线即为工程评价指数曲线(图1中的calNorm-E曲线，纵坐标为井轨迹坐标，单位为m，横坐标为工程评价指数，无量纲，为0～1之间的数值)；

(4)按照式1计算待压裂水平井轨迹的每个井点对应的综合评价指数：

c＝a×x+b×y 式1

式1中，a、b、c依次分别为待压裂水平井轨迹同一井点对应的地质评价指数、工程评价指数和综合评价指数，x为地质评价指数的权重，y为工程评价指数的权重；

考虑本区局部发育天然裂缝，岩石可压性会有较大变化，因此，设置x＝0.4，y＝0.6；

待压裂水平井轨迹的各个井点对应的综合评价指数(计算结果显示待压裂水平井轨迹的各井点对应的综合评价指数处于0.2～0.5之间)所组成的数据体即为综合评价指数数据体，待压裂水平井轨迹的各个井点和各个井点对应的综合评价指数形成的曲线即为综合评价指数曲线(图1中的calZongHeCurve曲线，纵坐标为井轨迹坐标，单位为m，横坐标为综合评价指数，无量纲)；

(5)考虑到可充分反映地层中地质特征与工程特征，同时又不至于分类数过多，增加后续分段、分簇的复杂性，根据综合评价指数分布，针对本区，将综合评价指数分为5类，分别为1、2、3、4、5类，第1类的综合评价指数分布范围为0.2～0.26，第2类的综合评价指数分布范围为0.26～0.32，第3类的综合评价指数分布范围为0.32～0.38，第4类的综合评价指数分布范围为0.38～0.44，第5类的综合评价指数分布范围为0.44～0.50；然后根据综合评价指数的类别对待压裂水平井进行压裂段划分；压裂段划分的方法包括以下步骤：

S1，以待压裂水平井的A靶(纵坐标数值为3750m)为起点，沿着井轨迹向B靶(纵坐标数值为5250m)方向移动至第1个标定点，第1个标定点与A靶之间的距离为50m，第1个标定点与A靶之间的井段为第1标定段，然后确定第1标定段的平均综合评价指数类型；

S2，继续沿着井轨迹向B靶方向移动至第2个标定点，第1个标定点与第2个标定点之间的距离为5m，第1个标定点与第2个标定点之间的井段为第2标定段，再确定第2标定段的平均综合评价指数类型；

S3，将第1标定段的平均综合评价指数类型和第2标定段的平均综合评价指数类型进行对比，如果第2标定段的平均综合评价指数类型与第1标定段的平均综合评价指数类型不同，则第1标定段作为一个压裂段；如果第2标定段的平均综合评价指数类型与第1标定段的平均综合评价指数类型相同，则按照步骤S2的方法继续沿着井轨迹向B靶方向移动，直至移动至第t个标定点，第t-1个标定点与第t个标定点之间的井段为第t标定段，第t标定段的平均综合评价指数类型与第1标定段的平均综合评价指数类型不同，且第t-1标定段与第1标定段之间所有的标定段的平均综合评价指数类型均相同；第1个标定点与第t-1个标定点之间的井段为待确定压裂段，然后将待确定压裂段的长度与压裂段长度约束值(d＝120m)进行比较，如果确定压裂段的长度不大于120m，则待确定压裂段作为一个压裂段，如果待确定压裂段的长度大于120m，则将待确定压裂段进行再次或多次分段至再次或多次分段所得的各水平井井段的长度大于50m且不大于120m，则再次或多次划分所得的各水平井井段分别单独作为一个压裂段；其中，t≥3；

S4，然后以未划分压裂段的水平井井段中靠近A靶点的端点为起点，重复操作步骤S1～S3，直至完成待压裂水平井的压裂段划分；

某一标定段的平均综合评价指数类型由包括以下步骤的方法确定：统计某一标定段内每一类型的综合评价指数对应的井点的数量，以数量最多的井点的综合评价指数的类型作为该标定段的平均综合评价指数类型；

分段结果表明，压裂段的长度介于55～120m；

(6)在完成对待压裂水平井的压裂段的划分后，根据本区人工压裂段内射孔簇数的普遍取值，综合考虑簇间距以及操作的便利性，在每个压裂段内设置3个射孔簇，每个压裂段内任意相邻的两个射孔簇之间的距离相等，因此，簇间距的分布范围为18～40m，最终将该待压裂水平井划分为45簇；

(7)然后结合固井质量及套管接箍位置，检查射孔簇的位置是否合适，对不合适的射孔簇进行微调；

(8)最后分别将步骤(5)中的综合评价指数分为4类、6类，再按照步骤(5)中的方法根据综合评价指数的类别对待压裂水平井进行压裂段划分，分别得到综合评价指数类别数为4类、6类时对应的射孔簇位置设计结果，然后将综合评价指数类别数为4时对应的射孔簇位置设计结果、综合评价指数类别数为5时对应的射孔簇位置设计结果以及综合评价指数类别数为6时对应的射孔簇位置设计结果所对应的施工难度和施工成本进行比较，结果发现，综合评价指数类别数为5时对应的射孔簇位置设计结果对应的施工难度最小，并且施工成本最低，因此，将综合评价指数类别数为5时对应的射孔簇位置设计结果作为最终射孔簇位置设计结果进行施工。

为了更清楚地表示最终射孔簇位置设计结果，在井轨迹上以不同颜色标出综合评价指数分类结果，并在井轨迹上以圆点标出射孔簇位置，结果如图2所示；为了更清楚直观地观察该水平井上射孔簇位置的分布情况，在井轨迹上画出垂直于井轨迹且通过各射孔簇位置的线段，结果如图3所示。从图3可以看出，每一射孔段内的三个射孔簇之间的距离并不完全相等，说明以固井质量及套管接箍位置为标准对最初设计的射孔簇位置进行微调时会对设计结果有一定影响。

对比例

本对比例的水平井分段多簇压裂射孔簇位置设计方法与实施例的水平井分段多簇压裂射孔簇位置设计方法的区别在于，本对比例的水平井分段多簇压裂射孔簇位置设计方法在设计时，仅考虑地质特征(自然伽马)对设计结果的影响，具体包括以下步骤：根据水平井的自然伽马数值分布范围(22.377～209.168API)按照数值大小平均分为5类，分别为第1类(22.377～59.736API)、第2类(59.736～97.094API)、第3类(97.094～134.452API)、第4类(134.452～171.810API)、第5类(171.810～209.168API)，然后再根据自然伽马的类别对待压裂水平井进行压裂段划分，压裂段划分的方法可以参照实施例的步骤(5)中的压裂段划分方法，然后再参照实施例的步骤(6)中的方法确定最终的射孔簇位置。在井轨迹上以不同颜色标出自然伽马类别分类结果以及以圆点标出射孔簇位置的结果示意图如图4所示，在井轨迹上画出垂直于井轨迹且通过各射孔簇位置的线段的结果示意图如图5所示。

实验例

由于对比例在设计射孔簇位置时，仅考虑了地层中地质特征的影响。根据水平井水平段的杨氏模量数值分布范围(24.536～81.791GPa)按照数值大小平均分为5类，分别为第1类(24.536～35.987GPa)、第2类(35.987～47.438GPa)、第3类(47.438～58.889GPa)、第4类(58.889～70.340GPa)、第5类(70.340～81.791GPa)，然后根据对比例设计所得的各射孔簇位置对应的杨氏模量的数值大小，判断每个压裂段内三个射孔簇位置对应的杨氏模量的类别数。将5类杨氏模量分别以不同颜色表示，再以垂直于井轨迹且通过对比例设计所得的各射孔簇(45簇)位置的线段(线段的颜色与射孔簇位置对应的杨氏模量所属类别的颜色相同)来表示各射孔簇，结果如图6所示。图6中，由于第5类杨氏模量较高，水平段中只有少量位置对应的杨氏模量的类别为第5类，选择射孔簇时已避开这些位置，该水平井水平段的各射孔簇位置对应的杨氏模量的类别仅有第1类、第2类、第3类和第4类。

由于杨氏模量越大，人工压裂时，越容易形成人工裂缝，因此，对同一压裂段内三个射孔簇人工压裂时，如果其中的三个射孔簇对应的杨氏模量相等或较为接近，则三个射孔簇均能被压开，形成人工裂缝；如果其中的三个射孔簇中有两个射孔簇的杨氏模量较大，另一个射孔簇的杨氏模量最小，则杨氏模量较大的两个射孔簇在人工压裂时形成人工裂缝，而杨氏模量最小的射孔簇不能被压开；如果其中的三个射孔簇中有两个射孔簇的杨氏模量较小且数值相等或接近，另一个射孔簇的杨氏模量最大，则杨氏模量最大的一个射孔簇在人工压裂时形成人工裂缝，而杨氏模量最小的两个射孔簇不能被压开；因此，可以将同一压裂段内三个射孔簇中杨氏模量类别数最大的个数的百分比定义为有产能的射孔簇的有效率(工程有效率)。将对比例中水平井的A靶至B靶划分所得的15个压裂段分别用1-15表示，各压裂段的三个射孔簇中可压开的射孔簇个数以及各压裂段的工程有效率如表1所示。

表1对比例设计所得各压裂段的三个射孔簇中可压开的射孔簇个数以及各压裂段的工程有效率

由表1可知，在45个射孔簇中，人工压裂时预测压开的射孔簇的个数为34个，占比75.6％。

而实施例在设计射孔簇位置时，不仅考虑了地质特征的影响，也考虑了工程特征的影响。根据水平井的自然伽马数值分布范围(22.377～209.168API)按照数值大小平均分为5类，分别为第1类(22.377～59.736API)、第2类(59.736～97.094API)、第3类(97.094～134.452API)、第4类(134.452～171.810API)、第5类(171.810～209.168API)，然后根据实施例设计所得的各射孔簇位置对应的自然伽马的数值大小，判断每个压裂段内三个射孔簇位置对应的自然伽马的类别数。将5类自然伽马分别以不同颜色表示，再以垂直于井轨迹且通过实施例设计所得的各射孔簇(45簇)位置的线段(线段的颜色与射孔簇位置对应的自然伽马所属类别的颜色相同)来表示各射孔簇，结果如图7所示。图7中，由于水平段多在自然伽玛值低的砂岩中穿行的原因，仅在水平段趾部有少量自然伽玛较高的泥岩，因此，该水平井的各射孔簇位置对应的自然伽马的类别仅有第1类和第2类。

由于自然伽马越小，人工压裂时，越容易形成人工裂缝，因此，将同一压裂段内三个射孔簇中自然伽马类别数最小的个数的百分比定义为有产能的射孔簇的有效率(地质有效率)。通过计算实施例和对比例设计所得的各压裂段内有产能的射孔簇的有效率，可以评价实施例和对比例的射孔簇位置设计结果之间的差异。将实施例中水平井的A靶至B靶划分所得的15个压裂段分别用1-15表示，各压裂段的三个射孔簇中可压开的射孔簇个数以及各压裂段的地质有效率如表2所示。

表2实施例设计所得各压裂段的三个射孔簇中可压开的射孔簇个数以及各压裂段的地质有效率

从表2可知，在45个射孔簇中，人工压裂时预测压开的射孔簇的个数为45个，占比100％。

然后根据水平井的杨氏模量数值分布范围(24.536～81.791GPa)按照数值大小平均分为5类，分别为第1类(24.536～35.987GPa)、第2类(35.987～47.438GPa)、第3类(47.438～58.889GPa)、第4类(58.889～70.340GPa)、第5类(70.340～81.791GPa)，然后根据实施例设计所得的各射孔簇位置对应的杨氏模量的数值大小，判断每个压裂段内三个射孔簇位置对应的杨氏模量的类别数。将5类杨氏模量分别以不同颜色表示，再以垂直于井轨迹且通过实施例设计所得的各射孔簇(45簇)位置的线段(线段的颜色与射孔簇位置对应的杨氏模量所属类别的颜色相同)来表示各射孔簇，结果如图8所示。图8中，由于水平段杨氏模量差别较小，且选择类别较接近的位置射孔，因此该水平井的各射孔簇位置对应的杨氏模量的类别仅有第2类和第3类。将实施例中水平井的A靶至B靶划分所得的15个压裂段分别用1-15表示，各压裂段的三个射孔簇中可压开的射孔簇个数以及各压裂段的工程有效率如表3所示。

表3实施例设计所得各压裂段的三个射孔簇中可压开的射孔簇个数以及各压裂段的工程有效率

由表3可知，在45个射孔簇中，人工压裂时预测压开的射孔簇的个数为44个，占比97.8％。