單層小油管光管壓裂技術(shù)在延長(zhǎng)氣田的應(yīng)用研究

白勝偉，康一平

(陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司 油氣勘探公司，陜西 延安 716000)

近幾年，我國(guó)在經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展的同時(shí)更加重視環(huán)境保護(hù)，清潔環(huán)保的能源供應(yīng)越來(lái)越受到國(guó)家及人民的青睞，特別是天然氣能源[1-4]。然而在我國(guó)探明未動(dòng)用的天然氣儲(chǔ)量中，大部分天然氣儲(chǔ)量屬于低孔低滲氣田所有。從我國(guó)目前現(xiàn)狀來(lái)看，低孔低滲氣田、氣藏的開發(fā)有著重要的意義。一方面國(guó)內(nèi)天然氣的開采不能滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人民日常生活需要；另一方面天然氣探明未動(dòng)用儲(chǔ)量還十分巨大，采用合適的、有效益的開采方式動(dòng)用這一部分儲(chǔ)量，可以大幅提升我國(guó)的天然氣產(chǎn)量[5-7]。壓裂技術(shù)應(yīng)用在低孔低滲氣藏勘探開發(fā)中，極大地改善了低孔低滲氣藏開發(fā)生產(chǎn)效果。延長(zhǎng)氣田在榆林地區(qū)對(duì)儲(chǔ)層改造基本都是采用常規(guī)壓裂方式，管柱結(jié)構(gòu)中都連接了封隔器和節(jié)流器，這樣就會(huì)導(dǎo)致施工時(shí)壓力很高[8-12]。為了避免打開水層，一般會(huì)在氣層頂部小幅度射孔，這樣會(huì)導(dǎo)致壓裂改造時(shí)施工壓力更高。為了規(guī)避常規(guī)壓裂的弊端，我們?cè)卺槍?duì)單層壓裂改造時(shí)去掉封隔器和節(jié)流器，只采用光油管施工，發(fā)現(xiàn)既可以減少地層產(chǎn)水量，又能有效降低施工壓力，為后期單層小油管光管壓裂技術(shù)在本地區(qū)廣泛推廣提供了數(shù)據(jù)支撐。

1 實(shí)例分析

延長(zhǎng)氣田在榆林地區(qū)的氣藏分布于陜北黃土梁峁丘陵區(qū)北端，毛烏素沙漠南緣，構(gòu)造上位于鄂爾多斯盆地西傾單斜構(gòu)造陜北斜坡單元。該區(qū)域富含石油、天然氣、煤炭等資源，延長(zhǎng)油氣田不斷加大對(duì)該區(qū)域天然氣勘探開發(fā)力度，形成了一定的天然氣生產(chǎn)規(guī)模[13-15](圖1)。

圖1 榆林區(qū)域井位分布圖

鄂爾多斯盆地橫山-子州-榆東區(qū)域氣藏主要含氣目的層位為本溪組、馬家溝組以及山西組等，儲(chǔ)層孔隙度在5.2%～8.6%，滲透率在(0.5～0.92)×10-3m2，屬于典型的低孔低滲氣藏。該區(qū)域本溪組、馬家溝組以及盒子組和山西組部分含氣層位發(fā)育正韻律旋回[16]，電阻曲線顯示為漏斗形，聲波時(shí)差曲線偏小，整體反映出儲(chǔ)層上細(xì)下粗、比較致密的特點(diǎn)。

目前針對(duì)這種低孔低滲氣藏的勘探開發(fā)，都是采用壓裂技術(shù)來(lái)改造儲(chǔ)層達(dá)到有經(jīng)濟(jì)效益的開采[17]。延長(zhǎng)氣田在榆林區(qū)域的氣藏壓裂基本上采用的是Ф73.02 mm油管常規(guī)壓裂。如果單氣層全部打開，常規(guī)壓裂后生產(chǎn)出水量大，容易造成氣井所射層位水淹；如果采用射開氣層上段、避開下段含水高的方式，則會(huì)減小油層的打開程度，導(dǎo)致壓裂施工時(shí)壓力偏高，從而影響氣井生產(chǎn)時(shí)的氣量。

目前采用的Φ 73.02 mm油管常規(guī)壓裂所引起的問(wèn)題極大地制約了延長(zhǎng)氣田在榆林地區(qū)氣藏的開發(fā)工作。因此，急需對(duì)壓裂技術(shù)進(jìn)行研究、改進(jìn)，找到一種適合的壓裂技術(shù)以達(dá)到提高施工排量、降低施工壓力、有利于后期排液以及很好地動(dòng)用氣層產(chǎn)氣能力[18]。

2 單層小油管光管壓裂技術(shù)

延長(zhǎng)氣田所使用的單層小油管光管壓裂技術(shù)，與常規(guī)壓裂技術(shù)最大的不同在于，壓裂所用油管直徑從Φ73.02 mm變?yōu)棣?0.32 mm，同時(shí)壓裂配套使用的套管頭、排液的抽汲工具等都進(jìn)行了相應(yīng)改變。單層小油管光管壓裂技術(shù)在實(shí)際使用中需要滿足以下幾個(gè)條件：壓裂井氣層段固井質(zhì)量合格，套管和套管頭抗壓符合技術(shù)要求，井內(nèi)無(wú)分級(jí)箍；加砂壓裂氣井采氣樹下方雙公短接材質(zhì)盡量以P110為主，如果是酸壓氣井，則材質(zhì)以80 S或110 S為主。同時(shí)，對(duì)小油管抽汲工具進(jìn)行改造后，壓裂結(jié)束后的排液效率大幅提高，大大降低了壓裂殘液對(duì)地層的傷害。

3 單層小油管光管壓裂技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

延長(zhǎng)氣田在榆林地區(qū)的橫山、神木和清澗等區(qū)域共實(shí)施光油管壓裂12口井，其中油管外徑φ73.02 mm壓裂施工1口，油管外徑φ60.32 mm壓裂施工11口；實(shí)施的目的層位：本溪組7口、馬五層4口、盒8層1口。具體情況如下：

本溪組因橫山區(qū)域光油管壓裂只實(shí)施1口，施工排量變化不大，破裂壓力較低，最大施工泵壓較常規(guī)壓力降低了17.3 MPa，整體施工壓力較低，保障了施工安全(表1)。

從表2可以看出，在神木區(qū)域本溪組實(shí)施的光油管壓裂較常規(guī)壓力排量提高了0.65 m3/min，破裂壓力較常規(guī)壓裂降低了11.6 MPa，最大施工泵壓降低了2.3 MPa。

表1 橫山區(qū)本溪組壓裂數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

備注：實(shí)施1口。

表2 神木區(qū)域本溪組壓裂數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

備注：常規(guī)壓裂實(shí)施2口；光油管(Φ 60.32 mm)壓裂實(shí)施3口，光油管(Φ 73.02 mm)壓裂實(shí)施1口。

整體對(duì)比本溪組的壓裂數(shù)據(jù)，可以看出光油管壓裂排量數(shù)據(jù)比常規(guī)壓裂排量平均較高，破裂壓力和最大施工泵壓下降比較明顯。

對(duì)馬家溝組的壓裂數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以看出光油管壓裂排量數(shù)據(jù)比常規(guī)壓裂排量平均能高0.3～0.7 m3/min，破裂壓力幾乎沒(méi)有變化，最大施工泵壓橫山區(qū)馬家溝組光油管壓裂(60.32 mm)較常規(guī)壓裂能下降45 MPa；神木區(qū)域因?yàn)榫钶^淺，故破裂壓力和最大施工泵壓比橫山區(qū)域低(表3和表4)。

表3 橫山區(qū)馬家溝組常規(guī)壓裂數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

備注：實(shí)施2口。

表4 神木市馬家溝組光油管(60.32 mm)壓裂數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

備注：實(shí)施2口。

4 結(jié)論

延長(zhǎng)氣田在榆林地區(qū)氣藏實(shí)施12口單層小油管光管壓裂井，通過(guò)施工工序以及結(jié)果可以得出以下結(jié)論：1)采用單層小油管光管壓裂技術(shù)能夠提高施工排量、降低施工壓力、提高攜液能力和有利于壓裂液的返排。同時(shí)，可以節(jié)省封隔器的使用，避免帶分隔器施工造成的風(fēng)險(xiǎn)。2)對(duì)于可能產(chǎn)水層，需要減少射孔段的打開程度，或射孔段位置上移，導(dǎo)致施工壓力增高，使用光油管壓裂，可以有效解決施工壓力過(guò)高的現(xiàn)象；對(duì)于致密層，油套環(huán)空同時(shí)注入可以降低施工壓力，提高壓裂成功率。3)對(duì)于常規(guī)儲(chǔ)層，在固井質(zhì)量合格的前提下，可大幅提升排量，增加裂縫縫長(zhǎng)，提高地層改造效果。