龐清鵬

（中原石油工程有限公司井下特種作業(yè)公司，河南濮陽 457164）

焦石壩工區(qū)頁巖氣水平井分段壓裂改造實(shí)踐與認(rèn)識(shí)

龐清鵬

（中原石油工程有限公司井下特種作業(yè)公司，河南濮陽 457164）

焦石壩構(gòu)造是一個(gè)被大耳山西、石門、吊水巖、天臺(tái)場等斷層所夾持的斷背斜構(gòu)造。五峰組底圈閉面積262.4km2，總體為北東向走向，構(gòu)造高點(diǎn)位于焦頁1井附近，高點(diǎn)海拔-1 640m，構(gòu)造幅度940m。構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)具有構(gòu)造形態(tài)寬緩，面積較大，保存條件好，頁巖埋深適中的特點(diǎn)，是頁巖氣勘探開發(fā)的重點(diǎn)目標(biāo)。

焦石壩工區(qū)；頁巖氣水平井；壓裂改造

1 多級(jí)分段壓裂技術(shù)實(shí)踐

1.1 體積壓裂工藝技術(shù)

目的層段志留統(tǒng)龍馬溪組-上奧陶統(tǒng)五峰組具備形成復(fù)雜裂縫和相互交錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)裂縫的地質(zhì)條件，一是頁巖礦物中，脆性礦物含量高，可壓性強(qiáng)；二是黏土礦物含量相對(duì)少，一定程度上可抑制發(fā)生黏土遇水運(yùn)移；三是天然裂縫及層理縫發(fā)育，且平行于最小主應(yīng)力。壓裂過程中，使天然裂縫不斷擴(kuò)張和脆性巖石產(chǎn)生剪切滑移，形成天然裂縫與人工裂縫相互交錯(cuò)的裂縫網(wǎng)絡(luò)，從而增加改造體積，提高初始產(chǎn)量和最終采收率。實(shí)踐證明，頁巖氣體積壓裂改造工藝技術(shù)在該探區(qū)內(nèi)是適用的。

1.2 施工工藝流程

其施工工藝流程為：前期井筒處理結(jié)束后，位于水平井指端的第一段采用連續(xù)油管傳輸射孔，射孔結(jié)束，提出射孔槍，光套管進(jìn)行第一段壓裂；液體泵送電纜+射孔槍+橋塞工具入井，座封橋塞并試壓驗(yàn)封，合格后逐簇進(jìn)行射孔；起出射孔工具串，對(duì)第二段進(jìn)行壓裂施工。重復(fù)上述步驟，實(shí)現(xiàn)多段壓裂施工。所有段壓裂結(jié)束后，如果井口壓力大于25MPa，先進(jìn)行排液；待井口壓力降至25MPa以下，用連續(xù)油管帶井下動(dòng)力鉆具鉆磨所有橋塞，換裝KQ78/65-70采氣井口，合層排液求產(chǎn)。

該壓裂工藝具有“大、小”特征，其中“兩大”是指排量，施工排量10m3/min以上，二是液量，單井用液量1 932.9~498.2m3，每段用量112.08~1 995.57m3。“兩”是指小粒徑支撐劑，支撐劑一般采用100目+40/70目+30/0目樹脂覆膜砂復(fù)合支撐，單井用量703~1 402m3，二是?。ǖ停┥氨?，平均砂液比3%~5%，最高砂液比1.94%。

1.3 施工控制技術(shù)

1）①號(hào)層—五峰組普遍施工壓力高，加砂極為困難，針對(duì)此類層，應(yīng)在施工壓力允許的情況下盡可能增加排量，促使主裂縫向前延伸，以3%~5%低砂比加砂，不能追求高砂比。

2）對(duì)于近井地帶嚴(yán)重，造成酸作用壓力高、施工壓力高、加砂困難的井層，采取多次試擠的方法溝通地層，并停泵放噴，釋放地層壓力，破壞原有應(yīng)力平衡后，再啟動(dòng)壓裂程序，以形成新的裂縫通道。如焦頁44-5HF井第13段，剛開始打酸壓力突然上漲至94MPa，經(jīng)多次試擠得以解堵，在第一次擠入3%的粉陶后，壓力突然上漲至95MPa，出現(xiàn)砂堵風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)放噴后，第二次壓裂施工加砂正常，最高砂比控制在7%以內(nèi)，加砂施工順暢。

3）適當(dāng)前置酸量，同時(shí)嘗試剛進(jìn)地層就開始提排量，擴(kuò)大酸化作用距離，有效降低施工泵壓，為后期加砂創(chuàng)造有利條件；壓裂目的層具有一定的非均質(zhì)性，對(duì)于天然層理裂縫發(fā)育、濾失較大井段，適當(dāng)增加粉陶加入量，進(jìn)一步提高粉陶降壓和降濾效果，可避免高砂比進(jìn)地層出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)。

1.4 酸降技術(shù)

結(jié)合井的地質(zhì)特征及現(xiàn)場施工泵壓，及時(shí)調(diào)整預(yù)處理酸用量及酸處理次數(shù)，有效解除了近井污染堵塞，降低了壓裂施工壓力，統(tǒng)計(jì)施工井每段酸處理壓降，最大酸降達(dá)46MPa，說明前置酸預(yù)處理效果明顯。

2 壓裂施工作業(yè)量

截止2016年1月16日，涪陵焦石壩地區(qū)頁巖氣水平井分段壓裂試氣51口井，壓裂段數(shù)107段，單井水平段長1 000~100m的井，采用縫網(wǎng)壓裂模式和組合加砂、混合壓裂方式，實(shí)現(xiàn)長水平段橋塞分段多級(jí)壓裂。對(duì)于水平段長100m的井，單井平均液量24 288m3，單井平均砂量為830m3，單段平均砂量為58.5m3，單段平均液量為1 712m3；對(duì)于水平段長1 500m的井，單井平均液量為31 347m3，單井平均砂量為947.6m3，單段平均砂量為52.3m3，單井平均液量為1 760m3。

3 體積壓裂效果

3.1 壓后測試氣產(chǎn)量

已完成試氣的51口井投入試采生產(chǎn)后均獲得較高產(chǎn)能，單井無阻流量10.1×104~155.8×104m3/d，單井產(chǎn)量3.21×104~ 54.72×104m3/d，區(qū)域井組日產(chǎn)氣量達(dá)38.66×104m3/d。

3.2 壓裂造縫效果

對(duì)焦頁49-1HF井、焦頁34-3HF井、焦頁34-4HF井、焦頁44-5HF井4口井共39段壓裂后壓降數(shù)據(jù)進(jìn)行了試井雙對(duì)數(shù)、導(dǎo)數(shù)曲線處理分析?？梢钥闯?，在早期井儲(chǔ)結(jié)束后，出現(xiàn)了均質(zhì)無限大徑向流動(dòng)特征，反映壓裂主裂縫開啟后，加砂鋪砂濃度相對(duì)均一，流體呈滲流，達(dá)到了頁巖儲(chǔ)層有效改造體積化、改造體積內(nèi)裂縫復(fù)雜程度的目的，明顯區(qū)別于常規(guī)油氣藏造縫、造垂直裂縫。

3.3 儲(chǔ)層的均質(zhì)性

在施工過程中，導(dǎo)致施工壓力異常的因素很多，主要有地層物性差、難以起，導(dǎo)致加砂困難；第二壓裂液液體性能不穩(wěn)定、井筒摩阻高，導(dǎo)致施工壓力較高；第三是射孔方式和質(zhì)量，裂縫性地層，鉆井液深度污染堵塞，射孔溝通范圍有限，使得初始酸蝕作用及施工壓力異常高，加砂困難；四是壓裂施工設(shè)計(jì)針對(duì)性差，考慮水平段井眼軌跡穿行情況，目的層段五峰組-龍馬溪組縱、橫向延伸存在非均質(zhì)性，不同的段，同一小層，施工壓力不同，說明工藝技術(shù)不可雷同。

4 結(jié)束語

1）涪陵焦石壩地區(qū)上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組地層脆性指數(shù)較高，地應(yīng)力差異系數(shù)小，層理縫發(fā)育，儲(chǔ)層可壓性較好，具有形成復(fù)雜裂縫系統(tǒng)的有利地質(zhì)條件，是涪陵焦石壩地區(qū)頁巖氣獲得高產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2）基于儲(chǔ)層綜合地質(zhì)特征和可壓性分析，采取“復(fù)雜縫網(wǎng)+支撐主縫”的主體思路，采用高效減阻水和線性膠的混合壓裂液體系、低密度支撐劑組合，大排量液體泵注，提高凈壓力等措施，達(dá)到了形成復(fù)雜裂縫縫網(wǎng)的目的，形成了涪陵焦石壩地區(qū)頁巖氣水平井多級(jí)分段壓裂改造技術(shù)系列。

[1] 蔣廷學(xué)，卞曉冰.頁巖氣水平井分段壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)新方法[J].石油鉆探技術(shù)，2013，（5）：21-25.

Practice and Understanding of Segmental Fracturing Reconstruction of Shale Gas Horizontal Well in Jiaoshi Dam Area

Pang Qing-peng

The Jiaozu dam structure is a faulted anticline structure that is clamped by faults such as Shanxi，Shimen，suspended rock and Tiantai field.The peak area of the Wufeng Formation is 262.4km2，which is generally in the northeastern direction，and the structural high point is located near the focal plane 1 well，the elevation is 1640m and the tectonic amplitude is 940m.The structural stability area has the characteristics of gentle structure，large area，good storage condition and moderate depth of shale，which is the key target of shale gas exploration and development.

jiao shi dam area；shale gas horizontal well；fracturing transformation

TE377

A

1003–6490（2017）05–0026–02

2017–04–20

龐清鵬（1983—），男，河南濮陽人，工程師，主要從事科研管理工作。