标题 | 二次压裂提高川南深层页岩气缝网复杂性 |
范文 | 林永茂 【摘 要】川南深层页岩气是我国勘探开发的重要阵地,由于其埋藏深、地应力高、地应力差异大、天然裂缝不发育,压裂改造形成的缝网复杂程度低,导致压后产量不理想。论文提出了二次压裂工艺技术,通过应用这项技术迫使裂缝转向或开启更多的微裂缝,从而提高页岩气缝网的复杂程度。 【Abstract】The deep shale gas in South Sichuan is an important position for exploration and development in China. Due to its deep burial, high in-situ stress, the large difference in in-situ stress, undeveloped natural fractures and low complexity of fracture network formed by fracturing transformation, the post-compression production is not ideal. This paper proposes the secondary fracturing process technology that uses this technique to force the crack to turn or open more micro-cracks, thereby increasing the complexity of the shale gas seam network. 【关键词】深层页岩气;缝网复杂性;二次压裂 【Keywords】 deep shale gas; the complexity of fracture network; secondary fracturing 【中图分类号】TE377 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文献标志码】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編号】1673-1069(2019)07-0191-03 1 引言 川南深层页岩气资源量达到9.5万亿方[1-3],是我国页岩气勘探开发的重要阵地。水平井分段压裂是页岩气开发的主要手段,由于深层页岩气埋藏深、地应力高、水平主应力差异大、天然裂缝不发育,导致压裂形成的裂缝复杂程度低,导致压后产量不理想。因此,本文提出通过应用二次压裂工艺技术,提高深层页岩气缝网复杂性,即在一次压裂后主动停泵较长时间,再起泵进行第二次压裂,第二次压裂迫使裂缝转向或开启更多的微裂缝,从而提高页岩气缝网的复杂程度,改善压后效果。 2 川南深层页岩气的概况及改造难点 2.1 川南深层页岩气的地质特征 川南深层页岩气主要位于四川威荣—永川区块,其龙马溪深层页岩纵向上发育9套页岩气储层,优质页岩储层为①至⑤号小层,厚度27.5~49.5m,储层孔隙度3.1%~5.8%、TOC为2.2%~5.5%、含气量为3.3~6.4t/m3、地压系数为1.38~1.96。与浅层和国外页岩气相比,川南深层页岩气脆性指数更低、地应力更高、水平地应力差更大、天然裂缝欠发育,且以层理缝为主。 2.2 深层页岩压裂改造的难点 川南深层页岩气压裂改造主要面临以下两个难点: ①地应力高、地应力差值大,天然裂缝欠发育,压裂形成缝网复杂程度低。川南深层页岩气地应力为84~101MPa,水平地应力差为7~17.3MPa,压裂改造打碎储层难度较大,且天然裂缝欠发育,以层理缝为主,水力裂缝沟通天然裂缝的概率低,导致压裂形成的缝网复杂程度低。 ②施工压力高,提高净压力手段缺乏。川南深层页岩气施工压力为70~95MPa,停泵压力为56~74MPa,在施工限压95MPa的条件下压力,压力窗口窄(<10MPa),将排量由 8m3/min提高至15m3/min、使用胶液作为压裂液,净压力仅提高了2.14MPa(如图1所示),提高净压力工艺优化空间不足、措施手段有限。 3 二次压裂工艺技术 二次压裂是指在常规压裂后主动停泵较长时间,再起泵进行第二次压裂的改造工艺技术。人工裂缝的扩展总是延耗能最小的方向扩展,主要受到地应力、天然裂缝分布、储层岩性、各向异性等因素的影响。二次压裂工艺技术就是在第一次常规压裂改变地层应力分布、降低水平主应力差值(如图2所示)的基础上,再起泵进行第二次压裂,从而迫使裂缝转向,开启更多的天然裂缝。与此同时,缝内支撑剂和液体在第二次压裂时重新开始流动,阻力较大,提高了缝内的净压力,也有利于提高缝网的复杂程度。 4 现场实施 目前,二次压裂技术在川南深层页岩气WY23-1HF和YY1-3HF两口井的15段中进行了现场实施,通过微地震监测和G函数对比,均表明二次压裂有效地提高了压裂缝网的复杂程度。 WY23-1HF井水平段长为1500.54m,段数为23段(实际施工为20段),其中第17、18段采用了二次压裂工艺。第18段第一次压裂加入液量为1423m3、砂量43.6m3,施工排量12~16.5m3/min,施工压力76~97MPa,停泵压力60.8MPa;停泵7h后,开始第二次压裂施工。第二次压裂加入液量为1031m3、砂量40.2m3,施工排量15~18m3/min,施工压力74.4~93.4MPa,停泵压力61.0MPa。 图3为第18段二次压裂的微地震监测结果,第一次压裂事件点54个,主要分布在井筒左侧,第二次压裂事件点31个,主要分布在井筒右侧,表明通过二次压裂,使得储层的改造更加充分,且裂缝有一定的转向,提高了压裂缝网的复杂性。 YY1-3HF井水平段长为1238m,段数为19段,其中15段采用了二次压裂工艺。如表2所示,二次压裂后,第二次压裂比第一次停泵压力增加了0.49MPa;同时,二次压裂的G函数波动次数为8.6次,而常规压裂G函数波动次数为8.0次,都表明二次压裂提高了压裂缝网的复杂性。 5 结论 由于川南深层页岩埋藏深、地应力高、地应力差异大、天然裂缝不发育,压裂改造难以形成高复杂程度的缝网。通过现场实践表明,利用二次压裂工艺技术,迫使裂缝转向或开启更多的微裂缝,能有效地提高缝网复杂程度,提高压后产量。 【参考文献】 【1】李宏勋,张杨威.全球页岩气勘探开发现状及我国页岩气产业发展对策[J].中外能源,2015,20(5):22-29. 【2】董大忠,邹才能,戴金星,等.中国页岩气发展战略对策建议[J].天然气地球科学,2016,27(3):397-406. 【3】李勇明,李莲明,郭建春,等.二次加砂压裂理论模型及应用[J].新疆石油地质,2010,31(2):190-193. |
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