屈靜

（中國(guó)石化西南油氣分公司工程技術(shù)研究院，四川德陽(yáng)618000）

探轉(zhuǎn)采壓裂工藝先導(dǎo)試驗(yàn)研究

屈靜

（中國(guó)石化西南油氣分公司工程技術(shù)研究院，四川德陽(yáng)618000）

為了加快勘探開(kāi)發(fā)的步伐，降低勘探開(kāi)發(fā)的作業(yè)成本，川西致密氣藏進(jìn)行了探轉(zhuǎn)采試驗(yàn)：探井采用裸眼完井，在裸眼內(nèi)進(jìn)行多個(gè)目的層測(cè)試評(píng)價(jià)同時(shí)獲取勘探資料，在完成勘探評(píng)價(jià)目的后，根據(jù)目的層測(cè)試評(píng)價(jià)結(jié)果，利用目前探井井筒側(cè)鉆水平井對(duì)獲產(chǎn)目的層進(jìn)行開(kāi)發(fā)投產(chǎn)。由于川西低滲致密砂巖在射孔后幾乎無(wú)產(chǎn)能，所以要求裸眼測(cè)試必須對(duì)含氣段進(jìn)行改造才能判斷是否具有工業(yè)價(jià)值。對(duì)裸眼井指定儲(chǔ)層進(jìn)行有針對(duì)性改造成為難題，加砂壓裂工藝提出了新的挑戰(zhàn)。為此，對(duì)加砂壓裂工藝進(jìn)行了改進(jìn)，首先采用雙封隔器初步確保針對(duì)性改造目的層，其次采用控縫高壓裂工藝技術(shù)確保裂縫在目的層內(nèi)延伸。該工藝在SF27井進(jìn)行先導(dǎo)試驗(yàn)，成功解決了儲(chǔ)層針對(duì)性改造的難題。

探轉(zhuǎn)采；裸眼井；裸眼封隔器；壓裂工藝

為了加快川西致密砂巖氣藏勘探開(kāi)發(fā)的步伐，降低作業(yè)成本，在該氣藏進(jìn)行了探轉(zhuǎn)采試驗(yàn)。流程如下：探井一開(kāi)固井后，二開(kāi)鉆至目的層，在裸眼內(nèi)進(jìn)行多個(gè)目的層測(cè)試評(píng)價(jià)，同時(shí)獲取勘探資料，在完成勘探評(píng)價(jià)目的后，根據(jù)目的層測(cè)試評(píng)價(jià)結(jié)果，利用目前探井井筒側(cè)鉆水平井對(duì)獲產(chǎn)目的層進(jìn)行開(kāi)發(fā)投產(chǎn)。由于川西低滲致密砂巖儲(chǔ)層射孔后幾乎無(wú)產(chǎn)能，所以要求含氣段裸眼測(cè)試必須進(jìn)行壓裂改造才能評(píng)價(jià)其是否具有開(kāi)發(fā)的價(jià)值。由此可知，如何對(duì)裸眼井指定含氣段進(jìn)行針對(duì)性改造成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題，對(duì)加砂壓裂工藝提出了新的挑戰(zhàn)[1-9]。

為了解決儲(chǔ)層針對(duì)性改造的難題，對(duì)加砂壓裂工藝進(jìn)行了改進(jìn)：首先，采用雙裸眼封隔器坐封在需要改造的儲(chǔ)層上下井段，初步確保改造的是目的層；其次，采用控縫高壓裂工藝技術(shù)確保裂縫在目的層內(nèi)延伸而不會(huì)壓穿上下泥巖隔層。

1 探轉(zhuǎn)采壓裂工藝研究

1.1 雙裸眼封隔器工藝研究

為提高改造針對(duì)性，避免單封造成鄰層起裂使得測(cè)試成果誤判，采用雙封裸眼封隔器卡封對(duì)目的層測(cè)試，提高改造針對(duì)性，為水平井的實(shí)施提供詳實(shí)的依據(jù)[10-12]。

運(yùn)用分層地應(yīng)力軟件對(duì)壓裂目的層地應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，以SF27井為例，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。從地應(yīng)力分析結(jié)果來(lái)看，目的層與上下泥巖隔層的最小主應(yīng)力差值較大（分別為2.7 MPa、3.4 MPa），且上下泥巖隔層較厚（分別為32 m、20 m）。根據(jù)川西縫高控制技術(shù)研究成果（應(yīng)力差為2～3 MPa時(shí)，是突破泥巖的臨界點(diǎn)，大于臨界點(diǎn)，只需要目的層厚度大于8 m、泥巖隔層厚度大于5 m即可控制裂縫高度在目的層內(nèi)），上下泥巖隔層能夠有效地控制縫高，可以采用兩支裸眼封隔器封隔目的層。封隔器坐封位置選擇井徑比較規(guī)則、泥質(zhì)含量較高的井段，以確保封隔的有效性。

表1 SF27井地應(yīng)力計(jì)算結(jié)果Table 1 Earth stress computation of well SF27

為提高施工管串的安全性，采用將管柱置于人工井底上，避免施工中因管柱受力而導(dǎo)致裸眼封隔器位移失封的不安全因素。根據(jù)測(cè)井解釋成果，采用雙裸眼封隔器對(duì)改造儲(chǔ)層進(jìn)行壓裂后測(cè)試評(píng)價(jià)，測(cè)試完成后從封隔器上部丟手，然后采用打水泥塞方式封層上返，以此類推，如圖1。

1.2 控縫高工藝技術(shù)研究

采用壓裂液控縫高技術(shù)和排量控縫高技術(shù)對(duì)壓裂施工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化[13-15]。

1.2.1 壓裂液控縫高技術(shù)研究

圖1 雙裸眼封隔器壓裂管柱Fig.1 Fracturing string of double open hole packer

采用川西致密砂巖氣藏常用巖石力學(xué)參數(shù)和壓裂液參數(shù)，模擬了目的層厚度8 m，泥巖隔層厚度5 m情況下，壓裂液和縫高的關(guān)系。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)壓裂液黏度對(duì)縫高的影響較大。采用低黏壓裂液造長(zhǎng)縫，控制裂縫高度；高黏壓裂液造短寬縫，裂縫高度可以得到很好延伸，如圖2。結(jié)合壓裂液體系研究后得出：地層溫度在30～40℃，壓裂液體系中0.25%瓜膠濃度為縫高限制壓裂液體系，0.3%瓜膠濃度為縫高釋放壓裂液體系。根據(jù)SF27井儲(chǔ)層改造情況，優(yōu)選0.25%瓜膠濃度的壓裂液體系。

1.2.2 排量控縫高技術(shù)研究

圖2 壓裂液黏度和縫高延伸關(guān)系曲線Fig.2 Relation curves between fracturing fluid viscosity and fracture height growth

根據(jù)川西致密砂巖氣藏常用巖石力學(xué)參數(shù)和設(shè)備能達(dá)到的施工排量，模擬了目的層厚度8 m，泥巖隔層厚度5 m情況下，施工排量和縫高的關(guān)系，模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)施工排量明顯影響裂縫尺寸，采用小排量施工可以控制裂縫高度，如圖3。但是與黏度的影響相比，排量的影響要弱些。SF27井需限制縫高延伸，故考慮采用較低施工排量，設(shè)計(jì)施工排量2.5～3.0 m3/min。

圖3 施工排量和縫高延伸關(guān)系曲線Fig.3 Relation curves between construction displacement and fracture height growth

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和壓后評(píng)估

對(duì)SF27井目的層進(jìn)行了加砂壓裂施工，采用φ73 mm油管注入方式，入地液量135.3 m3，入地砂量20 m3，伴注液氮14 m3，施工排量3.0～3.1 m3/min，施工泵壓24～32 MPa，平均砂比23.5%。

采用凈壓力擬合技術(shù)對(duì)SF27井控縫高效果進(jìn)行評(píng)估。凈壓力擬合結(jié)果，動(dòng)態(tài)裂縫高度17.8 m，動(dòng)態(tài)裂縫頂部的深度981.3 m，動(dòng)態(tài)裂縫底部的深度999.1 m，裂縫未穿透上下泥巖隔層，基本在目的層（測(cè)試井段986.5～997.0 m）內(nèi)延伸，儲(chǔ)層改造具有較好的針對(duì)性。壓后測(cè)試無(wú)氣，證實(shí)儲(chǔ)層含氣性差，與錄井顯示和測(cè)井解釋結(jié)果相一致，準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)了目的層，同時(shí)證明了該層不適合側(cè)鉆水平井，為接下來(lái)的上返測(cè)試提供了充分的依據(jù)。

3 結(jié)論

1）探轉(zhuǎn)采壓裂工藝在常規(guī)壓裂工藝上進(jìn)行了改進(jìn)，主要有兩方面：一是采用了雙裸眼封隔器，初步確保針對(duì)性改造目的層，二是采用控縫高壓裂工藝技術(shù)，確保裂縫在目的層內(nèi)延伸。

2）探轉(zhuǎn)采壓裂工藝先導(dǎo)試驗(yàn)的成功實(shí)施解決了儲(chǔ)層針對(duì)性改造的難題，充分改造和評(píng)價(jià)了勘探目的層，為后續(xù)是否實(shí)施側(cè)鉆水平井提供了可靠的依據(jù)。

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（編輯：楊友勝）

Research on fracturing technology pilot test of exploration to mining

Qu Jing
(Engineering Technology Research Institute of Southwest Oil and Gas Branch,SINOPEC,Deyang,Sichuan 618000,China)

In order to accelerate exploration and development,and reduce the operation cost at the same time,the test of explora?tion to mining was conducted in Chuanxi tight gas reservoir.During the exploration,open hole completion was adopted,test evalua?tion was conducted and exploration data were also obtained in multiple target stratum of open hole.After the exploration and evalua?tion,and according to test evaluation results,the production target stratum proceeded development and putting into production by using present exploration wellbore sidetrack horizontal well.After perforation,due to the rare production in Chuanxi tight sand?stone,the commercial value of gas section can only be judged by open hole test,thus how to targeted transform the named reservoir become a problem and it is a new challenge to sand fracturing technology,therefore,the sand fracturing technology is improved. Firstly,twin packer is adopted to preliminary ensure that target stratum get targeted transformation,secondly,fracture height growth controlling technology is adopted to ensure that fractures extend in target stratum.This technology has successful pilot test in well SF27,thereby successfully resolving the problem of reservoir targeted transformation.

exploration to mining,open hole well,open hole packer,fracturing technology

TE357.1

A

2015-08-07。

屈靜（1982—），女，工程師，增產(chǎn)措施工藝技術(shù)研究。

國(guó)家科技重大專項(xiàng)（2011ZX05002-004-003）。