二次加砂工藝2種模式在蘇里格氣田的應(yīng)用效果對(duì)比分析

洪亮

(長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北武漢430100 中石油渤海鉆探工程有限公司油氣合作開發(fā)分公司，天津30028)

張華，徐梓晟，劉瀚宇　(中石油渤海鉆探工程有限公司油氣合作開發(fā)分公司,天津 300280)

盧偉，劉智恪　(中石油渤海鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院,天津 300280)

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二次加砂工藝2種模式在蘇里格氣田的應(yīng)用效果對(duì)比分析

洪亮

(長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北武漢430100 中石油渤海鉆探工程有限公司油氣合作開發(fā)分公司，天津30028)

張華，徐梓晟，劉瀚宇(中石油渤海鉆探工程有限公司油氣合作開發(fā)分公司,天津 300280)

盧偉，劉智恪(中石油渤海鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院,天津 300280)

[摘要]蘇里格氣田儲(chǔ)層具有層位多、層薄、跨度大、隔層條件差、水層多等特點(diǎn)，常規(guī)的壓裂工藝已無法滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求，嚴(yán)重制約了該氣田的增產(chǎn)增效。通過多年不斷研究與實(shí)踐，在蘇里格氣田逐步探索出“加砂-停泵-加砂”和“加砂-暫堵-加砂”兩種二次加砂壓裂工藝模式。選取了蘇里格氣田S區(qū)塊的3口直井，這3口井目的層均為盒8段且砂體厚度及含氣性相當(dāng)，3口井的壓裂工藝模式分別是常規(guī)模式、加砂-停泵-加砂模式、加砂-暫堵-加砂模式，在相同的施工參數(shù)及壓裂液體系下，從最終的試氣效果對(duì)比可以看出二次加砂壓裂工藝明顯優(yōu)于常規(guī)壓裂工藝，產(chǎn)量大幅度提高，為后續(xù)的儲(chǔ)層改造探索出一條新思路。

[關(guān)鍵詞]蘇里格氣田；二次加砂；裂縫轉(zhuǎn)向；鋪砂濃度；應(yīng)用對(duì)比

目前，蘇里格氣田直井的多層開發(fā)主要采用的是封隔器分層壓裂工藝，該工藝已經(jīng)非常成熟，對(duì)于層間相距較遠(yuǎn)，隔層條件較好的儲(chǔ)層來說具有非常不錯(cuò)的改造效果，但是對(duì)于層多、層薄，且儲(chǔ)層隔層條件較差的儲(chǔ)層，如采用合壓工藝，裂縫肯定優(yōu)先起裂于那些地應(yīng)力低、泥質(zhì)含量低的儲(chǔ)層，而對(duì)于地應(yīng)力以及泥質(zhì)含量相對(duì)較高的儲(chǔ)層來說改造效果較差，甚至得不到有效改造；如采用封隔器分壓的工藝，往往又容易出現(xiàn)封隔器管內(nèi)能分隔開，而地層封隔不開的現(xiàn)象,導(dǎo)致壓裂上下竄層，最終影響儲(chǔ)層的改造效果。二次加砂壓裂工藝是近幾年應(yīng)用較廣泛的一項(xiàng)技術(shù)，對(duì)類似儲(chǔ)層有顯著效果，能提高縫內(nèi)鋪砂濃度和裂縫導(dǎo)流能力，有效控制裂縫垂向延伸，從而有效提高單井產(chǎn)量，延長(zhǎng)單井生產(chǎn)周期。筆者通過實(shí)際的應(yīng)用及效果對(duì)比來說明二次加砂工藝的適用性。

1二次加砂壓裂工藝模式及改造機(jī)理

通過從蘇里格地區(qū)地質(zhì)狀況、區(qū)塊儲(chǔ)層特點(diǎn)和壓裂施工等多個(gè)環(huán)節(jié)上的不斷研究，逐步探索出2種有效提高單井產(chǎn)量的直井壓裂改造模式。一是“加砂-停泵-加砂”模式，有效控制縫長(zhǎng)、縫高，增加縫寬，達(dá)到提高支撐裂縫導(dǎo)流能力的目的[1]，克服常規(guī)加砂壓裂小層改造不均且縫長(zhǎng)不能有效控制的弊端；二是“加砂-暫堵-加砂”模式，有效實(shí)現(xiàn)裂縫轉(zhuǎn)向、多裂縫，通過增大油氣泄流面積來提高單井產(chǎn)量，延長(zhǎng)單井生產(chǎn)周期。

1.1“加砂-停泵-加砂”模式

該模式是將支撐劑分2次加入，第1次加砂完成后，停泵等支撐劑下沉及裂縫閉合，然后進(jìn)行第2次加砂。由于第1次加砂地層已經(jīng)形成人工裂縫，第2次加砂時(shí)液體仍然會(huì)沿著原先開啟的老縫流動(dòng)。支撐劑在老縫中的沉降一方面會(huì)在裂縫壁面上形成濾餅，使得再次加砂時(shí)的液體濾失率大幅度降低，大大提高了液體造縫效率。另一方面會(huì)改變井筒周圍的應(yīng)力分布狀態(tài)，限制裂縫在垂向上的過度延伸，達(dá)到造長(zhǎng)縫、寬縫的目的，從而提高裂縫導(dǎo)流能力[2]。

1.2“加砂-暫堵-加砂”模式

該模式的依據(jù)是橋堵原理，即施工過程中將轉(zhuǎn)向劑實(shí)時(shí)地加入壓裂液中，由于轉(zhuǎn)向劑是黏彈性的固體小顆粒，懸浮于壓裂液中并隨流體流向阻力最小的方向，當(dāng)流過進(jìn)入井筒的炮眼后，部分轉(zhuǎn)向劑顆粒進(jìn)入地層中的裂縫或高滲透層，在炮眼端部和高滲透區(qū)域形成濾餅橋堵，這些橋堵阻擋了后續(xù)液體向原裂縫、高滲透帶或較低地應(yīng)力區(qū)的流動(dòng)，形成高于裂縫破裂壓力的壓差值，迫使壓裂液進(jìn)入其他區(qū)域，從而產(chǎn)生新的裂縫[3]。施工結(jié)束后形成橋堵的轉(zhuǎn)向劑溶解在壓裂液或地層水中，因此不會(huì)對(duì)地層造成污染。

2基本情況

S-1井、S-2井、S-3井為3口直叢井，其構(gòu)造位置位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡，目的層為盒8段。經(jīng)過地質(zhì)對(duì)比(圖1～3)，3口井目的層為一套砂體，巖性為灰白色中砂巖，砂體厚度20～25m，氣層中部垂深3175～3185m。其中S-1井砂體巖性較純，含氣層厚度7.9m；S-2井氣層集中在砂體底部，含氣層厚度9.7m；S-3井砂體泥巖條帶發(fā)育，非均質(zhì)性較強(qiáng)，含氣層厚度10.5m。

圖1　S-1井目的層測(cè)井曲線

圖2　S-2井目的層測(cè)井曲線

圖3　S-3井目的層測(cè)井曲線

為對(duì)比二次加砂工藝的幾種模式的效果，3口井分別采用不同的工藝模式，S-1井為常規(guī)模式，S-2井為加砂-停泵-加砂模式，S-3井為加砂-暫堵-加砂模式。

3施工參數(shù)設(shè)計(jì)及壓裂材料優(yōu)化

3.1施工參數(shù)設(shè)計(jì)

根據(jù)測(cè)井解釋結(jié)果及砂體分布特點(diǎn)，同時(shí)參考區(qū)塊鄰井施工經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)壓裂施工參數(shù)，按照該區(qū)塊大厚砂體2～3m3/m的加砂強(qiáng)度，設(shè)計(jì)加砂規(guī)模45～55m3，壓裂方式采用?73.02mm油管注入，排量2.8～3.5m3/min，前置液比例35%～37%(質(zhì)量比)，最高砂比30%。根據(jù)S區(qū)塊前期壓裂井的裂縫閉合時(shí)間，確定S-2井中途停泵時(shí)間為60min。

3.2壓裂材料優(yōu)化

該地區(qū)地層溫度梯度3.06℃/100m，折算地層溫度98℃，壓裂液選用中溫羥丙基瓜膠壓裂液體系。優(yōu)選的壓裂液體系基液黏度為70mPa·s，pH值為10，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%的有機(jī)硼交聯(lián)劑反應(yīng)2～3min后，在剪切速率為170s-1、溫度100℃的條件下，初始黏度為1000mPa·s，剪切90min后，黏度為120mPa·s，能夠滿足施工要求。該區(qū)塊在3200m地層閉合壓力約為48MPa，支撐劑選用粒徑20～40目中密度高強(qiáng)度陶粒，其在52MPa下，破碎率小于7%。

4壓裂效果

2014年11月對(duì)3口井分別進(jìn)行了壓裂施工，現(xiàn)場(chǎng)施工過程順利，按設(shè)計(jì)完成加砂，其中S-1井第1次加砂結(jié)束后中途停泵60min等待裂縫閉合，S-3井第1次加砂結(jié)束后混砂車投入35kg高強(qiáng)度的水溶性暫堵劑。為了更好地對(duì)比效果，3口井采取了相似的加砂規(guī)模、前置液比例。具體的施工參數(shù)見表1，壓裂施工曲線見圖4～6。

表1　3口井施工參數(shù)表

圖4　S-1井壓裂施工曲線

圖5　S-2井壓裂施工曲線

圖6 S-3井壓裂施工曲線

S-1井求產(chǎn)期間，油壓16.6MPa，套壓17.2MPa，平均日產(chǎn)氣量18086m3。根據(jù)實(shí)測(cè)流壓計(jì)算地層流壓為23.71MPa/3162.8m，流溫為95.91℃/3162.8m；根據(jù)實(shí)測(cè)靜壓計(jì)算地層靜壓為27.01MPa/3162.8m，靜溫為94.90℃/3162.8m，計(jì)算無阻流量為6.6305×104m3/d。

S-2井求產(chǎn)期間，油壓17MPa，套壓17.5MPa，平均日產(chǎn)氣量20352m3。根據(jù)實(shí)測(cè)流壓計(jì)算地層流壓為24.11MPa/3188.6m，流溫為99.74℃/3188.6m；根據(jù)實(shí)測(cè)靜壓計(jì)算地層靜壓為28.42MPa/3188.6m，靜溫為98.45℃/3188.6m，計(jì)算無阻流量為10.4901×104m3/d。

S-3井求產(chǎn)期間，油壓17.8MPa，套壓18.2MPa，平均日產(chǎn)氣量36413m3。根據(jù)實(shí)測(cè)流壓計(jì)算地層流壓為25.24MPa/3186.1m，流溫為98.99℃/3186.1m；根據(jù)實(shí)測(cè)靜壓計(jì)算地層靜壓為27.45MPa/3186.1m，靜溫為97.59℃/3186.1m，計(jì)算無阻流量為16.0663×104m3/d。

3口井施工過程順利均按設(shè)計(jì)完成加砂，S-2井停泵后第2次加砂時(shí)施工壓力較第1次低，停泵壓力較第1次高，反映第2次加砂過程中裂縫在老縫的基礎(chǔ)上得到了進(jìn)一步的延伸，同時(shí)增加了縫寬，減低了施工壓力；S-3井加入暫堵劑后油套壓均明顯升高，反映了地層新縫的開啟。從試氣效果上看二次加砂工藝模式明顯優(yōu)于常規(guī)模式，產(chǎn)量大幅度提高。

5結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1)從S-2井2次加砂后停泵壓力上看，第2次加砂施工的停泵壓力(19.5MPa)高于第1次施工停泵壓力(18.6MPa)，說明裂縫在原來的基礎(chǔ)上得到了進(jìn)一步的延伸。

2)S-3井加入暫堵劑后，施工油套壓較前一次均有明顯的提高，說明暫堵劑較好地封堵了之前開啟的裂縫，地層有新的裂縫開啟。

3)2014年S區(qū)塊平均試氣產(chǎn)量1.7×104m3/d，平均無阻流量8.73×104m3/d。從試氣效果上看二次加砂工藝2種模式明顯優(yōu)于常規(guī)模式，且高于S區(qū)塊平均水平，說明二次加砂工藝針對(duì)類似儲(chǔ)層具有明顯的改造效果，可進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

[參考文獻(xiàn)]

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[2]盧修峰，王杏尊，吉鴻波，等.二次加砂壓裂工藝研究與應(yīng)用[J].石油鉆采工藝，2004,26(4)：57～61.

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[編輯]帥群

65 The Comparison of Application Effects of Two Types of Secondary Sand Fracturing Technologies

Hong Liang，Zhang Hua, Xu Zisheng，Liu Hanyu，Lu Wei, Liu Zhike

(FirstAuthor’sAddress：SchoolofPetroleumEngineering,YangtzeUniversity,Wuhan430100,Hubei,China;OilandGasCooperationandDevelopment,BHDC,CNPC，Tianjin300280,China)

Abstract:The reservoir in Sulige Gas Field had the characteristics of multiple horizons, thin layer, large span,poor interlayer condition and many water layers, the traditional fracturing techniques could not satisfy its needs for production and development, which seriously limited the production increase and its efficiency.After continuous research and practice for many years, 2 kinds of secondary sand-filling fracturing techniques, namely “sand filling-pump stopping-sand filling” and “sand filling-temporary plugging-sand filling”, have been explored gradually in Sulige Gas Field.In this paper，3 straight wells in S Block of Sulige Gas Field are selected, in which the target zoned are in the 8th member of Shihezi Formation with proper sand body thickness and gas containing property.In the design,the operation parameters and fracturing fluid systems are the same,but the fracturing modes in the 3 wells are traditional one，“sand filling-pump stopping- sand filling” and “sand filling-temporary plugging-sand filling”.From the final gas production test result, it can been seen that the secondary sand-filling fracturing technique is obviously better than the traditional one, the production yields greatly increases, and a novel idea is provided for subsequent reservoir transformations.

Key words:Sulige Gas Field；secondary sand filling；turning in fracturing；paved sand content；application and contrast

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1673-1409(2016)11-0065-06

[中圖分類號(hào)]TE358.1

[作者簡(jiǎn)介]洪亮(1984-)，男，工程師，碩士生，現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)方面的研究與學(xué)習(xí)，hongliang01@cnpc.com.cn。

[基金項(xiàng)目]中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司重大研發(fā)項(xiàng)目(2010JX36K)。

[收稿日期]2016-01-09

[引著格式]洪亮，張華，徐梓晟，等.二次加砂工藝2種模式在蘇里格氣田的應(yīng)用效果對(duì)比分析[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版),2016,13(11):65～70.