致密气直井重复压裂浅析

发表时间:2020/7/1   来源:《工程管理前沿》2020年8期   作者:王倩雯
[导读] 大牛地气田其构造位置在陕北斜坡北部,区块内构造、断裂不发育,总体为一北东高、西南低的平缓单斜。
        摘要:本文为进一步提高大牛地气田老区采收率,提升气田稳产能力,以地质评价为切入点,以储层保护为基础,以提升改造强度为原则,以差异化工艺设计为核心,以降本增效为手段,借鉴非常规思路,强化分层定点改造,配套排采措施,强化经济评价,提出了针对该地区低压致密气藏重复压裂新思路与对策,使重复压裂工艺成为此类储层恢复经济产量的必要手段。
        关键词:大牛地气田;致密气;重复压裂;选井 
1  气田概况
        大牛地气田其构造位置在陕北斜坡北部,区块内构造、断裂不发育,总体为一北东高、西南低的平缓单斜。局部发育鼻状隆起,未形成较大的构造圈闭。总体上看,气田主压应力轴方向不集中,优势方位以45°~80°居多,主拉应力优势方位以301°~350°居多,因此应力作用方向以NEE向为主,其次NWW向,最小主应力值在23MPa~50MPa之间。
2  前期重复压裂实施概况及认识
        通过分析,认为未获得理想效果原因主要为:
        (1)早期的重复压裂施工方式与规模与首次压裂相比并未有明显的变化;
        (2)储层原始压力低、重压前进一步衰竭,措施液返排困难,伤害大。
        对未获得理想效果原因进行分析,认为:
        (1)分层压裂提高针对性,但仍以老裂缝延伸、疏通为主,制约效果提升。大牛地气田初期产量低,但稳产期长,表明储层孔隙具有一定的连通性,经过多年的开发,老裂缝控制的泄气面积中采收率较高,潜力较小;采用两层分压管柱,部分井射孔段超过两层,采用层内笼统压裂,层间分层压裂,无法彻底解决纵向矛盾突出的问题;加之增大规模后入井液返排压力大,影响最终效果。
        (2)以复杂缝为目的设计,有一定增产效果但实现难度大、效果有待商榷。重复压裂井多数都取得了一定的增产效果,即使是同层的重复改造,也没有出现压后产量降为0的情况;混合压裂液+缝内转向工艺是成功的,但从微地震评价结果来看,以形成相对简单、偏经典的裂缝为主,是否达到了形成复杂缝的工艺设计目的,有待研究;部分井重复压裂裂缝单侧延伸,反映缝内转向的作用和效果有待进一步研究与评价。
        (3)微地震监测及压力变化综合反映缝内暂堵剂转向效果不明显:暂堵剂投加后微地震事件响应增加不明显;且未出现明显压力变化,净压力未发生明显的变化,裂缝未发生明显的裂缝复杂化或是转向。分析认为由于天然裂缝不发育的物质基础,决定了缝内转向效果受限。
        (4)原始低压+生产衰竭,需配套排采工艺,提高气井产气效果。2-19、1-21井井压后第3天见气,见气后油压在0.2-1.4MPa,66-113、12-25井压后分别于第30、13天见气压力较低,说明虽然改造沟通到一定储层,但后续能量不足。因此,低压气井经过重复压裂改造后,需配套排采工艺。
3  重复压裂新思路
        (1)以地质评价为切入点,优选潜力储层。
        储层物性总体评价较差、天然裂缝不发育,重复压裂在造长缝的同时兼顾造复杂缝。从重复压裂的情况看,单纯延伸老裂缝,其增加的泄气面积有限,增产幅度较低,在2019年重复改造中采用复合压裂形成主裂缝为主,连通次生裂缝的复杂裂缝形式,取得一定的效果。
        纵向上多小层、层间矛盾突出,笼统压裂而不采取井筒强制转向技术,或者分压但仍旧多小层同时压裂,容易出现各层间改造不充分的情况,是制约重复压裂效果的关键。因此,需要优选潜力储层。
        (2)以差异化工艺设计为核心,提高措施针对性。
        不同层段的沉积、物性特征差异大,需要进行差异化的重复压裂设计:石盒子组,层薄,呈现砂泥岩互层特征,采用控缝促复杂工艺,低排量造长缝,增大泄气面积;山西组和太原组,储层相对较厚,提高排量,保证储层改造,再提高裂缝的复杂程度。

再有,区分“改造充分小层”、“改造不充分小层”、“有潜力的补孔新层”三个不同类型的改造对象,制定差异化的对策和思路。
    (3)储层保护是衰竭低压储层重压成功与否的关键环节。
        储层以粒间孔与次生溶孔为主,孔喉半径较小,水锁伤害严重需要采取降低水锁的措施,需配套高效的水锁解除剂;敏感性强、孔喉半径小,可采用超小分子量阳离子粘土稳定剂,充分保护吼道稳定性;保持人工缝的畅通与清洁,采用低伤害、低残渣液体体系,高效助排+强效起泡复合体系。
        (4)以降本增效为手段,提升开发效益。
        液体方面,在满足措施要求的前提下,考虑降低主剂浓度,配套低成本添加剂体系,降低成本,提高开发效益;支撑剂方面,在闭合压力条件下,考虑气井对裂缝导流能力要求,提高加砂强度与降低成本综合考虑,结合最新支撑理论研究进展。
        (5)以提升改造强度为原则,增大泄气面积。
        “改造充分小层”:以适度疏通、恢复导流、解除堵塞为工艺设计方向,较小规模与砂量、井筒强制暂堵与转向;“改造不充分小层”:以增大规模、适当提高加砂强度,造长缝为主+提升复杂为辅;“有潜力的补孔新层”:新层压裂,考虑物性相对更差,造更长裂缝为主,提升复杂为辅。
        (6)借鉴非常规思路,进一步提升裂缝复杂程度,增大泄气面积。
        鉴于地层杨氏模量偏低、泊松比偏高,脆性指数较低,不具备形成复杂缝网,但具备形成复杂缝的可能性;借鉴当前国内页岩气压裂的井筒强制转向的工艺思路:炮眼转向、效果更优、现场判断更为直接明确;裂缝复杂度的提升主要以排量变化+支撑剂组合+液体性能调整为技术手段。
        (7)配套排采措施,降低储层伤害,提高措施效果。
        考虑生产过程中产水,施工时伴注液氮,加速返排,压后采用泡排,下入速度管柱,保证措施效果。
        在重复压裂思路确定后,还有一个关键点:选井。选则的重压井是否合适,直接关系重复压裂工艺能否取得预期效果。以大牛地致密气直井为例,应将储层有潜力、改造不充分作为其选井原则,简单总结为:
        首次施工液量/砂量较少;累积产量合理 ;措施层段砂层厚度大;层位位于Ⅰ、Ⅱ类储层井段 ;非低压井 ;裂缝延伸方向上距离邻井较远;一个区块选择一口井重复压裂,以防止压裂干扰邻井。
        筛选出特定区块的老井,根据产量确定哪些井达到了经济极限。然后,将选出的井与累积分布图上的位置进行对比。将分布于最低端的井排除,以去掉可能是低品质储藏的井,另外,还要将最高端的井排除,以去掉泄流(或泄压)程度高的井。平均分布的井中改造不充分井段(首次改造砂液强度低井段)即是重压的焦点。
        在这这些井中,与地质结合,选择厚度大、Ⅰ/Ⅱ类优质储层井段作为重复压裂井。
4  结论及建议
        (1)大牛地气田产量递减快,动用程度高、采出程度低、采收率低,为了进一步提高气田老区采收率,提升气田稳产能力,经济有效手段为对已措施井采取重复压裂工艺。
        (2)前期两阶段重复压裂井实施情况表明,若重复压裂仍以延伸、疏通老裂缝为主,则制约效果提升;以复杂缝为设计目的,采取增大规模和缝内暂堵转向工艺,工艺成功,也有一定的增产效果,但实现难度大;加之储层原始低压+生产衰竭,需配套排采工艺,提高气井产气效果。
        (3)以地质评价为切入点,以储层保护为基础,以提升改造强度为原则,以差异化工艺设计为核心,以降本增效为手段,借鉴非常规思路,强化分层定点改造,配套排采措施,强化经济评价,作为针对该地区低压致密气藏重复压裂的新思路与对策,结合有效的选井选层,可使重复压裂工艺成为此类储层恢复经济产量的必要手段。
参考文献
[1]陈昭佑,王光强.鄂尔多斯盆地大牛地气田山西组砂体组合类型及成因模式[J].石油与天然气地质;2010年05期
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