Y平台页岩气井工厂压裂施工分析

发表时间:2020/7/22   来源:《科学与技术》2020年2月第6期   作者:李勇
[导读] 四川Y平台页岩井主要目的层位龙马溪组,由于储层情况复杂,对施工参数进行优化后,采用井工厂拉链式压裂施工

        摘要:四川Y平台页岩井主要目的层位龙马溪组,由于储层情况复杂,对施工参数进行优化后,采用井工厂拉链式压裂施工,后期对2口井施工压力、加砂难度、前置酸压效果、停泵压力等进行分析,平台井采取井工厂压裂方式压后增产效果明显。
        关键词:平台页岩气;拉链式;酸压;增产效果

         四川某页岩气平台井位于宜宾市珙县,构造位置四川台坳川南低陡褶带南缘罗场复向斜南缘,该丛式平台井组采用2口井拉链式作业,提高了施工作业效率和压后产量。
         本文详细分析了该平台2口井压裂施工设计和施工数据,同时对压裂效果进行了评价,平台井采取井工厂压裂施工为后续页岩气水平井压裂施工提供了宝贵的经验。
1  Y平台井组压裂情况
         1.1  Y平台井组地质情况
         Y平台页岩气示范区处于四川盆地南部边缘山地,构造位于区域挤压和走滑应力背景下的向斜斜坡带,页岩储层物性平面非均质性强,具有明显的区域特征,地下断层、天然裂缝发育,地应力状态(大小和方向)复杂。
         主要目的层龙马溪组主要岩性为一套黑色笔石页岩,上部常为泥灰岩及粉砂质灰岩,下部常含较多黄铁矿结核,岩性在探区内变化甚小,仅在上部的泥灰岩或粉砂质灰岩变化较大,五峰组主要岩性为黑色笔石页岩。
         Y平台页岩气自西向东,五峰-龙一段地层厚度较为稳定,层厚约21米,龙一2段地层自西向东明显减薄,尤以龙一2段地层变化最为明显;自西向东粘土含量整体差异不大,硅质矿物含量有逐渐变多的趋势,碳酸盐岩矿物有逐渐变少的趋势;由西向东在五峰-龙一段上覆与下伏地层中微断层、裂缝的发育程度逐渐增加。
          Y平台页岩气整体最小水平主应力45-75Mpa,而水平应力差大15-25MPa,压裂形成复杂缝网困难,需要下步开展针对性的缝网压裂工艺,促使裂缝复杂化;杨氏模量38-45Gpa,泊松比0.16-0.26,水平应力差10-33Mpa,脆性指数50-68%。
         1.2   Y平台井组压裂设计
         为了实现单井以及平台内的优质页岩层段最大改造体积,优化工厂化施工组织模式,实现高效的工厂化压裂作业,对该平台井组压裂设计如下:
         (1)总体以扩大波及体积,形成复杂裂缝为目标,采用“大液量、大排量、大砂量、低粘度、小粒径、低砂比”的改造模式;
         (2)压裂工艺:分簇射孔分段压裂工艺; 其中1井有效水平段长1857m,龙马溪组优质页岩钻遇率94.5%;总共分为34段改造;平均段长54.6m;4625-4730共105m钻遇五峰组,五峰组单独分2段改造;为保证井筒完整性,最后一段预留安全距离,最后一簇射孔距离A点30m。
         2井有效水平段长1712m,龙马溪组优质页岩钻遇率100%;A靶点附近钻井过程漏失严重,综合考虑放弃改造A靶点(2860m)到漏失点(3007m)以下50m井段,本次改造实际水平段3060~4560m,段长1500m,总共分为27段改造;平均段长55.6m;一类储层全烃显示相对较高,适当缩小分段间距至50m左右;第一段距离B点小断层较近,射孔位置尽量远一些;4356m少量漏失点上下2段,增大段长至100m,射孔分2簇,射孔点距离4356m漏失点60m以上;距离A靶点漏失点3007m较近的最后一段分2簇射孔,射孔点距离3007m漏失点60米以上。
         (3)射孔工艺:第一段采用连续油管射孔,其余各段采用电缆传输分簇射孔;
         (4)压裂液体系:主体使用滑溜水,针对裂缝发育层段和井筒清洁需要,注入一定量的胶液,第一段注酸15m3用于解除井筒污染;
         (5)支撑剂:使用段塞加砂模式,支撑剂选用70/140目石英砂+40/70目陶粒组合方式。
1.2平台井组压裂施工
          对平台2口井进行了射孔+压裂联作施工,共完成60段的射孔压裂施工。其中最大施工压力90MPa,最大施工排量14m3/min。1井各段射孔以3簇为主,总液量达66178m3,滑溜水用量62470m3,胶液3415m3,酸液293m3,支撑剂量3672t,100目粉砂1186t,40/70目陶粒2487t。2井各段射孔以3簇为主,总液量达51731 m3,滑溜水用量48353m3,胶液3104m3,酸液274m3,支撑剂量2524t,100目粉砂971t,40/70目陶粒1553t。
2  Y平台井组压裂分析
         2.1  2井的施工难度也要大于1井
         1井施工压力高,基本在70MPa左右,排量在11-12 m3/min;2井施工压力在75-80MPa,排量在10-11 m3/min,加砂困难。
           
                                              Y平台1井某段压裂施工曲线图
         2.2 前置酸降低压力效果不明显
         由于本平台地层条件复杂,储层整体偏致密,压力系数较高,碳酸盐等发育不够,因此盐酸的作用更主要的体现在了解除部分近井污染上面[1],总体来说前置酸降低压力效果不明显,大部分井段酸降压力只有5-8MPa。
         2.3 高砂比进地层困难
         结合平台井施工曲线分析,部分层段施工压力高,加砂窗口较小,普遍存在裂缝缝宽窄的问题,高砂比支撑剂反应敏感,进地层困难,导致这些段加砂量较低
         2.4 停泵压力分析
         2口井前面大部分段停泵压力在60MPa左右,从中间层段段开始,各段停泵压力开始处于下降趋势中,整体的停泵压力主要跟井眼轨迹和各段的深度密切相关,前半部分基本是水平段,之后的各段开始进入上升的大斜度段,因此停泵压力基本是与该段所处深度的应力梯度相吻合。
         2.5 裂缝监测分析
         通过下入裂缝监测仪器进行裂缝监测,发现1井改造效果较好,各段缝长基本在300-400m之间,SRV改造体积多数介于50~50万m3, 1井裂缝总体延伸方向北东-南西向,与地应力特征相符。其中1井各段缝长基本在300-400m之间,350m左右缝长的段较多,只有第3段和第11段低于300m,第18、20、21、32段缝长≥400m。
        
        
        

                                      1井各段缝长统计图
        
         (6)压后产量分析
         该平台井采用井工厂压裂后最高日产气30*104m3/d,相比其他平台井采用单井施工模式增产效果明显。
参考文献:
[1]邬元月,孙艾茵等.砂岩酸化反应机理研究.内蒙古石油化工,2009(5)。
作者简介:李勇(1985- ),男(汉),工程师,2007年毕业于大庆石油学院,现主要从事试油气井方面工作。
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