南海涠洲砂页薄互层大斜度井压裂缝高智能预测模型

来源：石油科学通报杂志2026年第3期北京时间：

作者：常智, 李润森, 侯冰, 李书朗

单位：1 中国石油集团工程技术研究院有限公司， 北京 1022062 中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室， 北京 1022493 中国石油大学(北京)克拉玛依校区石油学院， 克拉玛依 834000

摘要：南海涠洲油田L-3段砂泥薄互层大斜度井压裂改造中，射孔靶点选择直接决定裂缝穿层效果和有效改造程度。针对该类储层纹层弱面发育、岩性纵向变化快、层间应力约束复杂，导致优质压裂靶点难以定量识别的问题，本文开展三轴压缩实验、实验前后CT扫描和XRD测试，分析细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩和泥页岩4类岩性的破坏模式及裂缝扩展特征；进一步融合测井解释岩石力学参数、地应力参数、矿物组成和井眼轨迹数据，构建面向压裂靶点优选的缝高预测特征体系，并在AutoML框架下对GBR、HGBR和MLP模型进行筛选与优化。结果表明，纹层及天然弱结构显著增强岩石非均质性，降低岩石强度，并控制裂缝起裂位置与扩展路径；其中泥质粉砂岩和泥页岩中高密度纹层更易诱导裂缝沿弱面扩展或转向，是造成不同靶点压裂响应差异的关键因素。模型评价显示，MLP在交叉验证阶段取得最低RMSE，为6.37；GBR在独立测试集上表现最优，RMSE和MAE分别为3.71和3.59，表明所建模型可为小样本条件下靶点缝高评价提供定量支撑。W1井应用结果表明，裂缝缝高与层间应力差呈负相关；当层间应力差小于2 MPa、纵横向应力差大于20 MPa时，更易形成缝高超过40 m的穿层裂缝；在连续泥质粉砂岩储层中，高脆性段B1>0.6、B2>80%更有利于获得较大缝高。研究认为，低层间应力差、高纵横向应力差和高脆性是涠洲L-3段砂泥薄互层大斜度井优质压裂靶点的重要判别标志，所建立的缝高预测与靶点评价方法可为海上薄互层储层射孔位置优选、压裂层段排序和施工参数优化提供依据。

关键词：大斜度井,砂泥薄互层,压裂靶点优选,裂缝缝高,层间应力差,纹层弱面,小样本机器学习

基金资助：国家自然科学基金重点项目“提高超深大斜度井压裂效率的关键力学问题研究”(52334001)