摘要：東勝區塊五峰-龍馬溪組頁巖氣儲量豐富，但該區塊頁巖氣井壓后產量低，遞減速度快，成本較高，難以形成有效經濟開發。經過長期研究，不斷調整壓裂參數，形成了適合于東勝區塊頁巖氣水平井效益開發的壓裂工藝技術并得到了廣泛的應用。

　　關鍵詞：儲量豐富  壓裂工藝  效益開發

　　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

　　東勝區塊頁巖氣儲層構造上位于川東高陡褶皺帶萬縣復向斜南部，有利區面積99.3km2，預測資源量1060х108m3，勘探潛力巨大。工區內頁巖氣主要的開發層位為五峰組-龍一段，巖性為灰黑色含碳質、硅質頁巖，優質頁巖厚度24-35m;自北向南埋深逐漸變淺(4000m~2200m)，壓力系數降低(1.35~1.12)，地應力自北向南逐漸降低(100MPa~50MPa);保存條件變差，儲層可壓性變好(水平應力及差異系數變小，孔隙度變大)。

　　因此，該工區壓裂改造存在一些技術難題：①構造上南北地質參數不均，應力變化大，壓裂工藝技術需有針對性;②儲層含氣量和壓力系數較低，需要更大的壓裂改造體積;③施工成本較高，無法實現有效經濟開發。

　　1  東勝區塊分段壓裂關鍵技術

　　1.1  壓裂設備等級優選

　　針對東勝區塊頁巖氣儲層垂深深淺不一、應力變化大的特征，優選適合的壓裂設備等級，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，施工參數明顯提升，單段產氣量也有明顯增長。

　　目前現場140MPa管匯實際限壓只有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，為在高應力區的壓裂施工創造更多的可能。

　　1.2  加砂工藝優選

　　針對東勝區塊地質特征，利用變粒徑連續加砂工藝，不僅減少液量，而且鋪砂面積更大，提高了導流能力和改造體積，降低了返排液處理壓力。而且采用連續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)，有利于導流能力的提高。

　　1.3  暫堵技術

　　由于儲層的非均質性，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。縫網復雜程度低，從微地震顯示上(圖2)也可以看出常規壓裂方式改造不均勻。

　　根據儲層改造不均勻這一現象，通過暫堵技術的優化來增強裂縫網絡擴展和復雜程度，從而提高壓裂段改造均勻程度，增大壓裂改造面積。為此選擇了段內投球轉向工藝，利用暫堵球優先封堵進液量較大的孔眼的特征，來增加其他孔眼周圍的改造面積，從而達到均勻改造的效果。一般單段射孔孔數60個(射孔長度3m，孔密20個/m)，孔徑10mm，根據現場實踐，射孔孔徑在壓裂的過程中部分會擴大到12mm，因此暫堵球直徑選擇13.5mm的型號;暫堵球數量達到60%時，施工壓力才會有明顯上升，因此每段選用35個暫堵球。

　　1.4  減阻劑濃度優化

　　東勝區塊頁巖氣儲層壓裂施工時施工壓力高低不均，如何優選盡可能低濃度的滑溜水降低壓裂施工成本，同時能夠滿足105MPa壓裂井口的壓裂施工要求是配方優化的關鍵，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%，同時也減少了各項添加劑的使用，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。另外根據不同濃度降阻劑下所預測的施工壓力，研究出施工壓力介于75~90MPa時，減阻劑濃度0.08%~0.1%，施工壓力介于60~75MPa時，減阻劑濃度0.05%~0.08%，施工壓力小于60MPa時，減阻劑濃度0.03%~0.05%，實現了配方減量但不減性能。

　　1.5  支撐劑類型

　　東勝區塊頁巖氣停泵壓力相差較大，結合前期混合石英砂室內評價及現場認識，本文統計了東勝區塊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壓裂效果的影響。

　　通過研究分析，發現(1)當停泵30min后壓力≤40MPa時：石英砂支持高初產、長穩產和高累產，石英砂的生產套壓遞減速度未出現下降速度明顯高于陶粒的特征，因此采用全石英砂產量與壓力遞減情況與全陶粒對效果的影響差別不大。(2)

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

　　(4)當停泵30min后壓力≥60MPa時：受地質條件影響，全陶粒井產量與壓力保持情況未體現出明顯優勢，1/3石英砂的井產量、壓力與全陶粒差異不大。

　　2  現場應用

　　勝頁9-1HF井垂深2268m，試氣段長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100m，結合地質情況及施工壓力預測，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，連續加砂，結合多簇射孔、投球轉向等壓裂工藝，控制液量，提高砂量。該井壓裂后測試穩定產量10.24×104m3/d，現穩產日產氣量8.14×104m3/d，實現了東勝區塊頁巖氣水平井壓裂工藝技術的廣泛應用。

　　3  結束語

　　(1)通過室內分析和現場實踐，進行了壓裂工藝技術的優化，通過優化設備等級尋求高應力區壓裂改造的可能性;在滿足施工的情況下簡化滑溜水配方，優化支撐劑組合，降低壓裂材料成本，從而效益開發;通過優化加砂工藝以及投球暫堵工藝技術使儲層改造均勻，產量提升。

　　(2)在持續攻堅創效的背景下，下一步打算進行不同砂源支撐劑的評價，尋求支撐效果好成本低的砂源;此外評價無限極滑套廣泛使用的可行性，探索最經濟有效的分段方式。

　　參考文獻

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文章名稱： 東勝區塊頁巖氣水平井壓裂工藝技術研究

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