吴兵 张家志 屈青
1.长庆油田分公司第四采气厂；
摘要：苏里格气田具有“低压、低孔、低渗”等特点，无自然产能，储层需要压裂后才能投产，为了在压裂过程中减少液体用量提高加砂强度，减少储层污染提高裂缝导流能力，就必须对现有区块开发井从地质力学沉积微相等多方面综合研究，找出确定压裂施工参数的关键因素，不断优化压裂施工参数。选取典型的常规机械分压及小井眼大通径桥塞压裂工艺，在开展地质力学建模及沉积微相建模的基础上，开展已施工井压裂施工参数研究。研究表明在沉积微相控制的地质力学模型基础上对压裂施工参数进行优化效果显著, 达到了预期目的，为各项精细压裂工艺的发展提供了技术保障。
关键词：地质力学；沉积微相；压裂施工参数；
引言
苏里格气田是典型的低效致密砂岩气田，具有“低压、低孔、低渗”等特点，气藏特征异常复杂，具有储集体横向变化大、地层压力低、储量丰度低、气井产能低、气水分布复杂、储层物性普遍偏低，气藏规模小以及外围能量补给性弱的特点[1 ]，从而充分表现出强烈的储层非均质性，无自然产能，储层需要压裂后才能投产，同时苏东、苏中、苏西不同区块，区块内部不同部位储层差别较大[2 ]，为了在压裂过程中减少液体用量提高加砂强度，减少储层污染提高裂缝导流能力，就必须对现有区块开发井从地质力学沉积微相等多方面综合研究，找出确定压裂施工参数的关键因素，不断优化施工参数。本文主要就是从储层特点和压裂施工参数关系角度展开，综合应用压裂施工曲线特点 储层沉积微相 岩性 地质力学及改造效果对储层进行分类评价，根据储层评价优化压裂施工参数， 为压裂施工现场的储层改造情况提供快速、有效的指导。
1 研究区沉积微相划分
沉积事件的改变，常因构造，环境或气候等因素影响，造成储层物质成分或岩石结构发生变化，从而成为根据沉积事件成因寻找测井地质属性的线索；反之，根据测井地质属性推测的储层物质成分或岩石结构变化。
研究区块盒8、山西段识别出辫状三角洲平原和辫状三角洲前缘两个沉积亚相和8个沉积微相,包括辫状三角洲平原的心滩、水道、决口扇、泛滥平原,辫状三角洲前缘的水下分流河道、水下漫溢砂、水下分流间湾、河口坝[3 4]。水力压裂改造的储层主要为心滩、点砂坝、河口坝，废弃河道。心滩测井曲线呈箱型，厚度一般大于5米。点砂坝粒径在垂向上变细，表现为正韵律及多段韵律。河口坝一般为反韵律。废弃河道顶部测井曲线突变，一般厚度较薄。
2 地质力学参数的计算
由于研究区块只有2口井同时有DTC和DTS，本文利用神经网络算法，推算出区块其它井的DTS数据。由计算出的DTS，已知的AC、DEN、GR数据，计算出杨氏模量、泊松比、最小和最大水平地应力、垂向应力、抗压强度、内摩擦角、抗拉强度、脆性指数等地质力学参数。由历年施工工程中砂比低于10%的井和正常施工18%的井对比，发现压裂过程低砂比储层脆性指数明显高于正常施工储层，脆性指数由下式计算：
BI = (0.6895 * YOUNGMOD / 10 - 28 * POISSONR) * 100 / 14 + 80
3 压裂施工参数优化
3.1 支撑剂用量优化
心滩和点砂坝为研究区的优质储层，可以适当加大加砂的规模。一方面可以减少施工难度，另一方面可以提高压裂改造的效果。苏36-3-15C5井2 7/8常规机械分隔2段，第一段山21设计20-40目陶粒40.5方，第二段盒8下1设计20-40目陶粒31.5方。第一段山21由测井曲线判断储层为反韵律的河口坝，虽然砂厚13.7米，但实际只加砂29方因压力过高而停止加砂。第二段盒8下1由测井曲线判断储层沉积微相为点砂坝，实际加砂42.5方，且加砂过程中压力平稳。
.png)
.png)
压后放喷火焰4-5米，压力最高恢复至23.2Mpa，不产液，反排率36.7%，试气无阻16万方/天，试气效果较好。说明本文提出的压裂施工参数优化方案具有较好的实用性，为研究区今后不同类型储层支撑剂设计量提供了借鉴，同时可指导现场的施工。
3.2 前置液比例优化
根据现场开展的15口气井前置液加砂效果，认为目前心滩和点砂坝沉积微相储层前置液比例过高。
苏6-0-14C1井采用Ф114.3mm套管桥塞分层+VSW清洁压裂液压裂工艺，山12和山13合压，山12压裂改造储层为河口坝，盒8下2压裂改造储层为心滩，在前置液阶段10%砂比连续加砂，前置液比例由设计的42%降低到21%。
.png)
.png)
图5 苏6-0-14C1放喷排液曲线
3.3 脆性地层低粘+低砂比多段塞
根据地质力学相关理论，脆性地层易于造成复杂裂缝[5 ,6]。由测井曲线计算的储层脆性指数，对脆性储层，前置液采取低粘液体，低砂比多段塞，扩大改造体积及造成复杂裂缝。苏54-27-118C8井储层脆性指数从分布看明显高于区块其它气井，如图6所示。
.png)
.png)
施工工程由于脆性储层原因，多次在低砂比情况下因异常高压停砂，在低砂比多段塞情况下完成61方陶粒的添加，压后放喷效果良好，压裂后返排2.5小时，点火成功，火焰5-6米。
4 结论
（1）研究区心滩、点砂坝储层的支撑剂用量可以在现有设计量上增加，废弃河道及河口坝储层支撑剂用量可以适当减少，一方面可以减少施工风险，另一方面可以提高压裂改造效果。
（2）研究区心滩、点砂坝储层压裂前置液比例可以适当减少，实践是可行的，可以达到少用液多加砂的目的，显著提高气井压裂效果。
（3）脆性指数结合沉积微相可以识别出研究区块施工难度较大的井，可以采取低粘液+多低砂比段塞的方法，提高裂缝复杂程度。
参考文献：
[1] 赵璇，郑晨晨、吴霞，董运晓.辫状河沉积相储层非均值性研究[J].科技创新与应用,2016（15）:16.
[2] 何顺利，兰朝利，门成全,等.苏里格气田储层的新型辫状河沉积模式[J].石油学报, 2005, 26(6):41-45.
[3] 苏楠. 鄂尔多斯盆地苏里格气田东区下石盒子组盒8段沉积相和储层特征研究[D].成都理工大学，2011.
[4] 种苗.苏里格气田苏14盒8下气藏地质特征研究[M].西安石油大学，2020.
[5]王万彬，陈华生，舒明媚，张景轩，等. 水利裂缝高度关键影响因素不确定性分析[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2020，39（3）：10-13.
[6] 刘承婷，伊井奇等. 体积压裂水平井蒸汽吞吐过程的砂粒运移[J]. 科学技术与工程，2020，20(15)：06041-07.
基金项目：中国石油股份公司重大专项“长庆油田5000万吨持续高效稳产技术研究与应用”(编号:2016E -OS)资助。
第一作者：吴兵（1974-），2006年毕业于西安大学，硕士研究生，现就职于长庆油田分公司第四采气厂，从事油气田开发研究。通讯地址：（102249）内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗苏里格气田指挥中心第四采气厂采气工艺研究所。电话：0477-7229305。E-mail：wubing_cq@petrochina.com.cn