摘要：東勝區(qū)塊五峰-龍馬溪組頁巖氣儲(chǔ)量豐富，但該區(qū)塊頁巖氣井壓后產(chǎn)量低，遞減速度快，成本較高，難以形成有效經(jīng)濟(jì)開發(fā)。經(jīng)過長(zhǎng)期研究，不斷調(diào)整壓裂參數(shù)，形成了適合于東勝區(qū)塊頁巖氣水平井效益開發(fā)的壓裂工藝技術(shù)并得到了廣泛的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：儲(chǔ)量豐富  壓裂工藝  效益開發(fā)

　　Abstract：The  shale  gas  reserves  of Wufeng-Longmaxi  Formation in Dongsheng Block  are  abundant. However，the production of these Wells of this block is low，the decline rate is fast after fracturing，and the cost is high，so it’s difficult to form effective economic development.After long-term research and constant adjustment of fracturing parameters，the fracturing technology suitable for the benefit development of shale gas horizontal wells in Dongsheng Block has been formed and widely used.

　　Keywords：abundant in reserves;fracturing technology;benefit development

　　東勝區(qū)塊頁巖氣儲(chǔ)層構(gòu)造上位于川東高陡褶皺帶萬縣復(fù)向斜南部，有利區(qū)面積99.3km2，預(yù)測(cè)資源量1060х108m3，勘探潛力巨大。工區(qū)內(nèi)頁巖氣主要的開發(fā)層位為五峰組-龍一段，巖性為灰黑色含碳質(zhì)、硅質(zhì)頁巖，優(yōu)質(zhì)頁巖厚度24-35m;自北向南埋深逐漸變淺(4000m~2200m)，壓力系數(shù)降低(1.35~1.12)，地應(yīng)力自北向南逐漸降低(100MPa~50MPa);保存條件變差，儲(chǔ)層可壓性變好(水平應(yīng)力及差異系數(shù)變小，孔隙度變大)。

　　因此，該工區(qū)壓裂改造存在一些技術(shù)難題：①構(gòu)造上南北地質(zhì)參數(shù)不均，應(yīng)力變化大，壓裂工藝技術(shù)需有針對(duì)性;②儲(chǔ)層含氣量和壓力系數(shù)較低，需要更大的壓裂改造體積;③施工成本較高，無法實(shí)現(xiàn)有效經(jīng)濟(jì)開發(fā)。

　　1  東勝區(qū)塊分段壓裂關(guān)鍵技術(shù)

　　1.1  壓裂設(shè)備等級(jí)優(yōu)選

　　針對(duì)東勝區(qū)塊頁巖氣儲(chǔ)層垂深深淺不一、應(yīng)力變化大的特征，優(yōu)選適合的壓裂設(shè)備等級(jí)，以勝頁1HF井為例，勝頁1HF井1-10段采用105MPa壓裂管匯，壓力呈開井壓力高(53MPa)，停泵壓力高(61.7MPa)，施工壓力高(88-92MPa)的三高特征，中砂階段排量13-16m3/min，施工壓力提升至92MPa，接近105MPa壓裂管匯的極限，施工難度大。第11-23段優(yōu)化壓裂管匯為140MPa，限壓提高至115MPa，排量提高至18m3/min，最高砂比從11%提高到15%，單段砂量從60m3提高到76m3。多措施提升改造效果，施工參數(shù)明顯提升，單段產(chǎn)氣量也有明顯增長(zhǎng)。

　　目前現(xiàn)場(chǎng)140MPa管匯實(shí)際限壓只有115MPa，為提高施工限壓，建議將常用的4寸的柱塞更換為3.7寸，這樣可以將施工限壓提高至125MPa，為在高應(yīng)力區(qū)的壓裂施工創(chuàng)造更多的可能。

　　1.2  加砂工藝優(yōu)選

　　針對(duì)東勝區(qū)塊地質(zhì)特征，利用變粒徑連續(xù)加砂工藝，不僅減少液量，而且鋪砂面積更大，提高了導(dǎo)流能力和改造體積，降低了返排液處理壓力。而且采用連續(xù)加砂工藝可以形成更好的鋪砂剖面，鋪砂剖面較段塞式加砂更為均勻(圖1)，有利于導(dǎo)流能力的提高。

　　1.3  暫堵技術(shù)

　　由于儲(chǔ)層的非均質(zhì)性，水平段可壓性存在著差異，施工過程中水平改造段不能均勻起裂。縫網(wǎng)復(fù)雜程度低，從微地震顯示上(圖2)也可以看出常規(guī)壓裂方式改造不均勻。

　　根據(jù)儲(chǔ)層改造不均勻這一現(xiàn)象，通過暫堵技術(shù)的優(yōu)化來增強(qiáng)裂縫網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展和復(fù)雜程度，從而提高壓裂段改造均勻程度，增大壓裂改造面積。為此選擇了段內(nèi)投球轉(zhuǎn)向工藝，利用暫堵球優(yōu)先封堵進(jìn)液量較大的孔眼的特征，來增加其他孔眼周圍的改造面積，從而達(dá)到均勻改造的效果。一般單段射孔孔數(shù)60個(gè)(射孔長(zhǎng)度3m，孔密20個(gè)/m)，孔徑10mm，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，射孔孔徑在壓裂的過程中部分會(huì)擴(kuò)大到12mm，因此暫堵球直徑選擇13.5mm的型號(hào);暫堵球數(shù)量達(dá)到60%時(shí)，施工壓力才會(huì)有明顯上升，因此每段選用35個(gè)暫堵球。

　　1.4  減阻劑濃度優(yōu)化

　　東勝區(qū)塊頁巖氣儲(chǔ)層壓裂施工時(shí)施工壓力高低不均，如何優(yōu)選盡可能低濃度的滑溜水降低壓裂施工成本，同時(shí)能夠滿足105MPa壓裂井口的壓裂施工要求是配方優(yōu)化的關(guān)鍵，減阻劑濃度從第一代的0.1%~0.12%逐步降低到第四代的0.03%，同時(shí)也減少了各項(xiàng)添加劑的使用，最終形成了“減阻劑+殺菌劑”的減阻水配m3，大大降低了液體成本，減阻水成本降至21元/m3。另外根據(jù)不同濃度降阻劑下所預(yù)測(cè)的施工壓力，研究出施工壓力介于75~90MPa時(shí)，減阻劑濃度0.08%~0.1%，施工壓力介于60~75MPa時(shí)，減阻劑濃度0.05%~0.08%，施工壓力小于60MPa時(shí)，減阻劑濃度0.03%~0.05%，實(shí)現(xiàn)了配方減量但不減性能。

　　1.5  支撐劑類型

　　東勝區(qū)塊頁巖氣停泵壓力相差較大，結(jié)合前期混合石英砂室內(nèi)評(píng)價(jià)及現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)識(shí)，本文統(tǒng)計(jì)了東勝區(qū)塊11口井的停泵壓力、石英砂與陶粒的比例來分析以砂代陶對(duì)壓裂效果的影響。

　　通過研究分析，發(fā)現(xiàn)(1)當(dāng)停泵30min后壓力≤40MPa時(shí)：石英砂支持高初產(chǎn)、長(zhǎng)穩(wěn)產(chǎn)和高累產(chǎn)，石英砂的生產(chǎn)套壓遞減速度未出現(xiàn)下降速度明顯高于陶粒的特征，因此采用全石英砂產(chǎn)量與壓力遞減情況與全陶粒對(duì)效果的影響差別不大。(2)

　　當(dāng)停泵30min后壓力為40~50MPa時(shí)：從日產(chǎn)氣量遞減速度看，陶粒和石英砂差異不大，滿足與地質(zhì)條件匹配的長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)能力。兩種類型支撐劑套壓均快速降低，120天后均需要增壓開采，因此當(dāng)儲(chǔ)層壓力系數(shù)低時(shí)，石英砂和陶粒對(duì)產(chǎn)量、套壓、EUR影響區(qū)別不大，當(dāng)儲(chǔ)層壓力系數(shù)高時(shí)，提高陶粒比例或許對(duì)減緩初期套壓遞減有幫助。(3)當(dāng)停泵30min后壓力為50~60MPa時(shí)：這一停泵壓力區(qū)間的井，產(chǎn)量差異取決于地質(zhì)條件，砂子類型影響未凸顯。相同地質(zhì)條件下，石英占比2/3，仍具備較好產(chǎn)量的基礎(chǔ)。段數(shù)多的勝頁2-2HF井產(chǎn)量?jī)?yōu)于勝頁14-6/7/8。

　　(4)當(dāng)停泵30min后壓力≥60MPa時(shí)：受地質(zhì)條件影響，全陶粒井產(chǎn)量與壓力保持情況未體現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)，1/3石英砂的井產(chǎn)量、壓力與全陶粒差異不大。

　　2  現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

　　勝頁9-1HF井垂深2268m，試氣段長(zhǎng)1503m，主要穿行層位龍馬溪組①-③小層，該井共分為15段，平均段長(zhǎng)100m，結(jié)合地質(zhì)情況及施工壓力預(yù)測(cè)，選用105MPa井口配套裝備，壓裂液主體采用減阻水造縫，選取以70/140目及40/70目石英砂作為主要支撐劑，階梯升排量砂比，變粒徑混合加砂，連續(xù)加砂，結(jié)合多簇射孔、投球轉(zhuǎn)向等壓裂工藝，控制液量，提高砂量。該井壓裂后測(cè)試穩(wěn)定產(chǎn)量10.24×104m3/d，現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)日產(chǎn)氣量8.14×104m3/d，實(shí)現(xiàn)了東勝區(qū)塊頁巖氣水平井壓裂工藝技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

　　3  結(jié)束語

　　(1)通過室內(nèi)分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，進(jìn)行了壓裂工藝技術(shù)的優(yōu)化，通過優(yōu)化設(shè)備等級(jí)尋求高應(yīng)力區(qū)壓裂改造的可能性;在滿足施工的情況下簡(jiǎn)化滑溜水配方，優(yōu)化支撐劑組合，降低壓裂材料成本，從而效益開發(fā);通過優(yōu)化加砂工藝以及投球暫堵工藝技術(shù)使儲(chǔ)層改造均勻，產(chǎn)量提升。

　　(2)在持續(xù)攻堅(jiān)創(chuàng)效的背景下，下一步打算進(jìn)行不同砂源支撐劑的評(píng)價(jià)，尋求支撐效果好成本低的砂源;此外評(píng)價(jià)無限極滑套廣泛使用的可行性，探索最經(jīng)濟(jì)有效的分段方式。

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文章名稱： 東勝區(qū)塊頁巖氣水平井壓裂工藝技術(shù)研究

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