低滲致密凝析氣藏壓裂難點(diǎn)及對(duì)策

劉 斌，尹 瑯

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

GM區(qū)塊沙溪廟組氣藏埋深2 300～3 100 m，平均孔隙度8.24%，滲透率0.22×10－3μm2，為低孔低滲致密儲(chǔ)層。該區(qū)塊于2014年投入滾動(dòng)開發(fā)，前期壓裂及生產(chǎn)過程中均有凝析油產(chǎn)出，影響了壓裂改造效果。

通過分析，認(rèn)為壓降快、排液困難、地層出砂是其主因［1］。從儲(chǔ)層及流體物性出發(fā)，通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化壓裂液配方、返排制度及工藝參數(shù)，形成了針對(duì)GM沙溪廟凝析氣層的壓裂工藝技術(shù)，改善了該區(qū)塊的開發(fā)效果。

1 提高壓裂改造效果難點(diǎn)

1.1 儲(chǔ)層應(yīng)力敏感性強(qiáng)

GM沙溪廟組儲(chǔ)層巖心敏感性實(shí)驗(yàn)表明，該區(qū)塊巖心總體表現(xiàn)為強(qiáng)應(yīng)力敏和中等偏強(qiáng)水敏特征(見表1)。

表1 GM沙溪廟組儲(chǔ)層敏感性特征

對(duì)壓裂工藝來說，一方面要求降低壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的水鎖傷害;另一方面要求控制排液及生產(chǎn)過程中的壓力，避免由于壓力降低過快對(duì)儲(chǔ)層及裂縫造成的不可恢復(fù)的傷害。

1.2 地層出砂導(dǎo)致井筒不暢

通過薄片分析和實(shí)驗(yàn)表明，GM區(qū)塊沙溪廟組儲(chǔ)層膠結(jié)物含量少，疏松，經(jīng)水泡或酸泡后在較大外力作用下會(huì)導(dǎo)致地層出砂(圖1)。地層出砂一方面導(dǎo)致膠結(jié)物在儲(chǔ)層中的運(yùn)移阻塞油氣滲流通道，影響壓裂改造效果及生產(chǎn)的穩(wěn)定性;另一方面會(huì)導(dǎo)致砂埋井筒。

圖1 GM101井鉆井巖屑與測(cè)試出砂對(duì)比

1.3 凝析油堵塞孔道

在凝析氣藏開采過程中會(huì)出現(xiàn)反凝析現(xiàn)象，即當(dāng)氣井井底壓力降至流體露點(diǎn)壓力以下時(shí)，凝析油將從凝析氣中析出。當(dāng)儲(chǔ)層中出現(xiàn)反凝析時(shí)，凝析油會(huì)從地層孔隙中析出，通過在地層孔隙表面的吸附、聚集，部分減小和堵塞氣體原有的滲流通道，從而導(dǎo)致氣體有效滲透率下降，滲流阻力加大，最終影響氣井產(chǎn)量。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)采用反向氮?dú)狻驂毫岩浩颇z液→反向自吸凝析油→反向氮?dú)怛?qū)替的步驟模擬了這一過程對(duì)儲(chǔ)層的傷害，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示凝析油對(duì)儲(chǔ)層滲透率傷害高達(dá)95%以上 (表2)。同時(shí)GS301－2井壓恢測(cè)試 (圖2)也證實(shí)了由于凝析油的產(chǎn)出，導(dǎo)致表皮系數(shù)為13.03，嚴(yán)重污染了儲(chǔ)層。

表2 不同返排壓力下巖心氣測(cè)滲透率傷害情況

圖2 GS301－2井壓力雙對(duì)數(shù)曲線

2 壓裂技術(shù)對(duì)策

2.1 優(yōu)化壓裂液配方［2］

GM沙溪廟組氣藏表現(xiàn)為中等偏強(qiáng)的水敏性特征且地層產(chǎn)出物中含有凝析油，因此需對(duì)其防膨性能及破乳性能進(jìn)行優(yōu)化。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(表3)，壓裂液中添加0.1%破乳劑其破乳性能102%;通過接觸角測(cè)定實(shí)驗(yàn)(表4)，確定最優(yōu)防膨劑加量組合為0.5%粘穩(wěn)劑+0.5%增效劑+1%KCl。

表3 不同破乳劑加量的破乳率 %

表4 不同防膨劑組合下的接觸角

2.2 優(yōu)化支撐劑粒徑

室內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，采用組合粒徑支撐劑，可以有效防止地層出砂。對(duì)于GM沙溪廟氣藏弱膠結(jié)的巖樣，隨著加壓時(shí)間的增加，剝落量逐步增加;支撐劑粒徑越小，巖石壁面剝落量越小，越有利于防止地層出砂(圖3)。但支撐劑粒徑過小會(huì)影響裂縫導(dǎo)流能力，綜合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(圖4)，80%的30/50目+20%的40/70目陶粒綜合性能最優(yōu)。

圖3 不同陶粒組合巖心剝落情況

圖4 不同陶粒組合長(zhǎng)導(dǎo)測(cè)試情況

2.3 控壓排液技術(shù)［3－4］

受儲(chǔ)層強(qiáng)應(yīng)力敏感及凝析油的影響，在放噴排液過程中需要將井口壓力控制在露點(diǎn)壓力以上。利用井下取樣流體進(jìn)行高壓物性PVT實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見圖5，測(cè)得露點(diǎn)壓力26.2 MPa，表明井底及地層在壓力下降至露點(diǎn)壓力后存在凝析油產(chǎn)出，根據(jù)井筒及生產(chǎn)條件換算，要求測(cè)試求產(chǎn)時(shí)井口壓力＞15 MPa。

圖5 GM33－4HF井流體相圖

3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況

GS302－1井采用形成的工藝技術(shù)，以3.5～4 m3/min的排量將40 m3支撐劑及377 m3壓裂液泵入地層，壓后排液油壓控制在15 MPa以上，返排率達(dá)75.3%(圖6)。在油壓15.1 MPa、套壓16 MPa下求得天然氣產(chǎn)量為3.252 9×104m3/d，效果好于鄰井高沙302井(測(cè)試產(chǎn)量1.156 2×104m3/d，油壓4.5 MPa)。

該技術(shù)在GM地區(qū)沙溪廟組氣藏推廣應(yīng)用，共實(shí)施開發(fā)評(píng)價(jià)井18口(5口探井)，施工成功率100%。直井測(cè)試12口，平均測(cè)試產(chǎn)量1.82×104m3/d;水平井測(cè)試6口，平均測(cè)試產(chǎn)量6.65×104m3/d，較前期平均測(cè)試產(chǎn)量提高129%。

圖6 GS302－1井控壓返排曲線

4 結(jié)論

(1)儲(chǔ)層敏感性、地層出砂及凝析油對(duì)儲(chǔ)層的污染是影響GM沙溪廟凝析氣藏壓裂改造效果的主要原因。

(2)通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)調(diào)試的壓裂液配方及優(yōu)化的支撐劑組合，能夠降低壓裂材料及地層出砂對(duì)儲(chǔ)層的傷害。

(3)流體高壓物性表明GM沙溪廟儲(chǔ)層露點(diǎn)壓力為26.2 MPa，要求壓后排液及生產(chǎn)過程中控制井口壓力大于15 MPa。

(4)形成的針對(duì)性壓裂工藝可滿足該區(qū)塊壓裂施工要求，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用取得較好效果，較前期平均測(cè)試產(chǎn)量提高129%。

［1］ 沈海超，胡曉慶.非均質(zhì)低滲凝析氣藏壓裂后低效原因分析及改進(jìn)措施研究［J］．特種油氣藏，2012，19(2):116 －119.

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