威榮頁巖氣田壓裂實踐與認(rèn)識

楊永華,宋燕高,王興文,劉 林,慈建發(fā),林立世

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

我國深層頁巖氣可采儲量為9.5×1012m3,已成為頁巖氣勘探開發(fā)的重要組成部分[1]。中國石化威榮頁巖氣田是國內(nèi)首個投入商業(yè)開發(fā)的深層頁巖氣田,該氣田2018年提交五峰組—龍馬溪組一段(①—⑥號層)探明儲量1 246.78×108m3,分兩期建設(shè),一期產(chǎn)建10×108m3,二期產(chǎn)建20×108m3。由于地質(zhì)工程條件復(fù)雜,開發(fā)過程中壓裂遇到諸多未曾預(yù)料到的挑戰(zhàn),如施工壓力高(85～92 MPa)、壓力窗口窄(小于10 MPa)、敏感砂比低(綜合砂比小于4.0%)、加砂難度大等,壓裂工藝措施手段有限,裂縫有效性難以保證;低角度層理縫發(fā)育,壓裂裂縫復(fù)雜程度低,壓裂改造體積受限。同時,工程風(fēng)險大,部分井套管變形,造成施工不連續(xù),甚至大段丟段或合壓。由于壓裂形成的有效改造體積小,控制的地質(zhì)儲量有限,單井產(chǎn)量低,穩(wěn)產(chǎn)難度大,故對壓裂改造提出了更高要求。如何有效壓裂,提高單井最終可采儲量(EUR),是面臨的較大難題。

本文在深入認(rèn)識威榮深層頁巖氣儲層地質(zhì)、工程特征的基礎(chǔ)上,針對威榮深層頁巖氣單井EUR達(dá)標(biāo)率低、套變頻發(fā)進(jìn)一步影響單井產(chǎn)能的問題[2-3],持續(xù)開展攻關(guān),探索壓裂技術(shù)對策,單井EUR在不同階段均得到有效提升。

1 工程地質(zhì)特征

威榮區(qū)塊深層頁巖氣是盆內(nèi)龍馬溪組頁巖氣有利產(chǎn)建區(qū)之一,其構(gòu)造平緩,斷層不發(fā)育,縱向上發(fā)育9套頁巖氣儲層,開發(fā)層系①—④號層(Ⅰ+Ⅱ類儲層)厚31～38.7 m,平均36.9 m,其中Ⅰ類儲層(2—31小層)厚5.3～6.78 m,平均5.76 m。儲層靜態(tài)參數(shù)較好,具有相對高有機碳(TOC)含量(2.6%～3.5%)、高含氣量(6.8～8.0 m3/t)、高孔隙度(5.2%～6.0%)特征。地層壓力系數(shù)為1.94～2.06,最大水平主應(yīng)力方向為近東西向,裂縫以低角度縫為主。

與同區(qū)淺層頁巖氣相比(表1),具有埋藏深(3 550～3 880 m)、儲層溫度高(130～140 ℃)、優(yōu)質(zhì)儲層薄(27～39m)、超低滲(滲透率小于0.000 1×10-3μm2)的特征,室內(nèi)巖心實驗和測井解釋均表現(xiàn)為高水平應(yīng)力(>85 MPa)、高水平應(yīng)力差(10～16 MPa)、高塑性(脆性指數(shù)小于0.45)[4-8]。

表1 威榮深層頁巖氣與鄰區(qū)淺層頁巖氣工程地質(zhì)對比

2 壓裂面臨的挑戰(zhàn)

威榮深層頁巖氣由于其復(fù)雜的工程地質(zhì)特征,對加砂壓裂帶來了極大難度,壓裂挑戰(zhàn)主要集中在以下三點,即壓裂難以形成復(fù)雜縫網(wǎng)、人工裂縫難以支撐與保持以及套變異常情況頻發(fā)。

2.1 壓裂難以形成復(fù)雜縫網(wǎng)

(1)問題表現(xiàn)。開發(fā)初期(探索階段),微地震監(jiān)測表現(xiàn)出壓裂人工裂縫覆蓋率有限(水平橫向覆蓋率僅80%),有效改造體積小(僅1 077×104m3);同時,壓裂后生產(chǎn)階段返排率大于70%,如此高的返排率間接反映出壓裂裂縫系統(tǒng)較為單一[9-12]。

(2)機理分析(基礎(chǔ)實驗)。室內(nèi)大型物模水力破壞實驗表明,水平應(yīng)力差大于10 MPa、圍壓大于80 MPa時,人工裂縫形態(tài)趨于單一,以主縫為主,分支縫少,形成復(fù)雜縫網(wǎng)難度大。

2.2 人工裂縫難以支撐與保持

(1)問題表現(xiàn)。探索階段5口評價井壓裂投產(chǎn)后產(chǎn)能遞減迅速,礦場實踐生產(chǎn)井壓力日遞減大于0.2MPa,顯示出明顯的導(dǎo)流能力降低現(xiàn)象。生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明,深層頁巖氣在大于85 MPa高閉合應(yīng)力下,人工裂縫導(dǎo)流能力較低,難以支撐氣井長期穩(wěn)產(chǎn)。

(2)機理分析(基礎(chǔ)實驗)。威榮深層頁巖氣儲層水平層理發(fā)育、垂向應(yīng)力居中,層理縫容易開啟,導(dǎo)致壓裂施工時壓裂液濾失大、縫寬窄,加砂難度異常大,“進(jìn)液不進(jìn)砂”,進(jìn)一步降低了裂縫導(dǎo)流能力[13]。室內(nèi)實驗表明,常規(guī)40～70目支撐劑很難進(jìn)入剪切縫(支縫),在大于55 MPa閉合應(yīng)力下,未支撐的剪切縫導(dǎo)流能力較低(<0.05 μm2·cm),而進(jìn)了支撐劑的支撐裂縫在閉合壓力80 MPa下,導(dǎo)流能力也僅有2.08～3.01 μm2·cm。

2.3 套變異常情況頻發(fā)

(1)問題表現(xiàn)。威榮深層頁巖氣開發(fā)過程中套變事件較多[7],不同壓裂階段均有發(fā)生,2019年之前6口勘探井與評價井中有5口井套變,套變率83.3%。為了減少套變,鉆井上優(yōu)化軌跡保證井眼軌跡光滑,完井上增加鋼級與套管厚度提高抗擠強度(120.2↑159.4↑172 MPa),固井上采用彈塑性水泥降低應(yīng)力集中,壓裂時鄰近待壓井打50 MPa平衡壓力減少套管承受壓差,采取這些針對性措施后,2020年套變率降至27.7%。但在2021年,由于強化階段加砂強度顯著提升,壓裂排量相對前期更高,再加上其他不可預(yù)知因素,套變率上升至60%。套變導(dǎo)致施工效率降低,丟段或長段合壓從而改造不充分,套變后的單井平均EUR降低大于1 000×104m3。圖1是不同年份套變對比。

圖1 威榮深層頁巖氣不同年份套變對比

(2)機理分析。威榮頁巖氣田附近發(fā)育北東向和北西向基底斷裂,受基底斷裂的影響,存在北東和北西向兩條地震活躍帶;在不同時期區(qū)域應(yīng)力作用下,威榮地區(qū)發(fā)育北東向、北西向兩組裂縫;最小主應(yīng)力值及兩向應(yīng)力差值均較大,裂縫多處于臨界應(yīng)力狀態(tài),容易激活,這是套變的客觀地質(zhì)背景。壓裂是誘因,體積壓裂大量液體及支撐劑入地后引起井周應(yīng)力場變化,激活天然裂縫或斷層,導(dǎo)致地層滑動變形,從而引起套變發(fā)生[14-15]。

3 壓裂技術(shù)探索

威榮深層頁巖氣開發(fā)實踐過程,實際上也是圍繞上述3個挑戰(zhàn)不斷開展攻關(guān)的過程。通過堅持不懈的探索和實踐,壓裂工藝在不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題過程中迭代升級,不同階段壓裂主要參數(shù)不斷優(yōu)化(表2),壓裂效果也不斷得到提升。

表2 威榮深層頁巖氣不同階段壓裂主要參數(shù)對比

3.1 促使復(fù)雜縫網(wǎng)技術(shù)探索

在壓裂機理及不斷深化地質(zhì)認(rèn)識基礎(chǔ)上,為了解決壓裂復(fù)雜縫網(wǎng)問題,在整體用液強度保持不變或略有降低的情況下,分簇簇數(shù)、壓裂排量、加砂強度3個關(guān)鍵參數(shù)不斷得到強化(表2)。

3.1.1 探索階段(2019年前)

此階段屬起步階段,主要借鑒國外的技術(shù),采用段內(nèi)少簇(分簇密度3.4簇/hm)、中等排量(13～15 m3/min)、低強度砂量(加砂強度0.78 m3/m)、膠液加砂等措施,取得深層頁巖氣重大突破,6口勘探及評價井壓后平均測試產(chǎn)量17×104m3/d。

探索階段6口井實施后暴露出2個主要問題:一是水平段覆蓋程度低,微地震監(jiān)測顯示僅為80%;二是生產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)能力差,井口壓力日遞減大于0.2 MPa,顯示裂縫導(dǎo)流能力不足或保持程度差。

3.1.2 提升階段(2019—2020年)

為了解決上述問題,此階段開展了裂縫間距優(yōu)化,結(jié)合區(qū)域可壓性、層理縫特征、裂縫發(fā)育、井網(wǎng)井距等,采用應(yīng)力干擾分析和有限元模擬,優(yōu)化了壓裂簇間距(裂縫條數(shù))及裂縫長度,最優(yōu)簇間距8～13 m,裂縫最優(yōu)長度為150～180 m,段內(nèi)6～8簇,1 500 m水平段分140～160簇,實現(xiàn)井區(qū)儲層全控制。同時改變加砂模式,提升加砂強度,采用降阻水替代膠液加砂,突破了之前川西致密砂巖氣藏膠液更容易加砂的慣性思維。

現(xiàn)場實施時,簇數(shù)密度提升1倍多(3.4↑7.6簇/hm),加砂強度從0.78m3/m提升至1.24m3/m,微地震監(jiān)測及壓后模擬表明,壓后水平段覆蓋率明顯提升(94.4%),但壓后氣井穩(wěn)產(chǎn)能力仍然未能解決。

3.1.3強化階段(2021—2022年6月)

為了進(jìn)一步促使裂縫復(fù)雜,此階段開展了排量強化、液體優(yōu)化,加砂強度進(jìn)一步提升,同時配套縫口、縫內(nèi)雙暫堵工藝。

(1)排量強化。前期施工排量較低時(如13～15 m3/min)也能正常加砂,由于層理縫發(fā)育,壓裂液濾失較大,對裂縫復(fù)雜性及縫高延伸不利。根據(jù)排量與凈壓力數(shù)據(jù)模擬結(jié)果(圖2),要克服威榮深層頁巖氣水平應(yīng)力差值,排量不能小于16 m3/min。

圖2 威榮深層頁巖氣壓裂排量與凈壓力關(guān)系模擬

(2)液體優(yōu)化。為了滿足更好的攜砂要求和現(xiàn)場實時調(diào)整,采用可變黏壓裂液體系替代前期粉劑液體體系,降阻率高(>80%),表面張力低(<27 mN·m)。同時,為了盡量降低壓裂液黏度降低傷害與優(yōu)化支撐劑鋪置剖面,液體黏度設(shè)計采用“高黏造縫、低黏攜砂、中黏中頂降砂堤”。

(3)加砂強度提升。改變“段塞”加砂為“連續(xù)”加砂,在液體性能改善基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高加砂砂比,充分授權(quán)現(xiàn)場指揮人員大膽加砂,促使加砂強度得到質(zhì)的提升。

(4)縫口、縫內(nèi)雙暫堵。根據(jù)測井資料計算,威榮深層段內(nèi)應(yīng)力差異最高達(dá)到5～6 MPa,各簇裂縫將非均勻擴展,采用縫口、縫內(nèi)暫堵轉(zhuǎn)向壓裂,將促進(jìn)各簇更均勻擴展。

根據(jù)各段水平應(yīng)力差大小,優(yōu)化暫堵1次(≤7簇)、暫堵2次(>7簇),采用酸可溶暫堵球;根據(jù)孔眼沖蝕程度優(yōu)化暫堵球尺寸和數(shù)量,優(yōu)選直徑15～19 mm暫堵球,數(shù)量為射孔孔眼數(shù)的1.1～1.3倍;依據(jù)段內(nèi)應(yīng)力差異大小優(yōu)化暫堵時機。

相比提升階段工藝參數(shù),排量進(jìn)一步提升至16～18m3/min,加砂強度從1.2m3/m升至2.0m3/m,縫口、縫內(nèi)雙暫堵,壓后水平段覆蓋率進(jìn)一步提升至99.5%,改造體積也從1 077×104m3提升至1 754×104m3。但此階段壓裂過程中又暴露出新的問題:套變率大幅回升,嚴(yán)重制約著壓裂效率與改造效果。

3.2 解決裂縫有效支撐與保持技術(shù)探索

解決人工裂縫支撐與保持難度大技術(shù)措施主要集中在3個方面:一是提升加砂強度;二是優(yōu)化裂縫鋪置;三是控制生產(chǎn)壓差。前面對不同階段加砂強度提升(增大人工裂縫鋪砂濃度)已有詳細(xì)描述,這里重點討論第二、第三方面措施。

3.2.1 優(yōu)化裂縫鋪置

(1)裂縫形態(tài)特征研究。建立了離散化裂縫模型,裂縫主要表現(xiàn)為Ⅰ—Ⅲ型;垂直分支縫及層理縫主要為剪切變形,滑移產(chǎn)生的裂縫在自支撐作用下具有一定流動能力,但在高應(yīng)力下容易失效,即支縫及層理縫也需要支撐劑填充。

(2)支撐劑運移規(guī)律研究。采用大型平板實驗及數(shù)值模擬方法,模擬了不同粒徑、不同液體流速及黏度下支撐劑在裂縫中的運移及分布規(guī)律。結(jié)果表明,支撐劑主要分布于主縫內(nèi),難以進(jìn)入支縫及層理縫;增大液體流速(排量)及黏度、降低支撐劑粒徑和密度,輸送距離越遠(yuǎn),越容易進(jìn)入支縫。

(3)支撐劑優(yōu)化設(shè)計。支撐劑密度小于1.5g/cm3,采用100～200目、70～140目、40～70目三級粒徑支撐,分別支撐支縫、層理縫、主縫,對應(yīng)支撐劑占比分別為10%～20%、40%～50%、30%～50%。

3.2.2 控制生產(chǎn)壓差

深層頁巖氣應(yīng)力敏感非常強,室內(nèi)巖心實驗及數(shù)值模擬表明,威榮氣田滲透率最大傷害程度72.2%～95.2%,屬中強—極強應(yīng)力敏感儲層。保持較高井底壓力更有助于保持裂縫導(dǎo)流能力,不能為了完成短期生產(chǎn)任務(wù)而大壓差生產(chǎn)。

表3是控壓與放壓不同生產(chǎn)方式生產(chǎn)指標(biāo)對比,生產(chǎn)二年,控壓生產(chǎn)比放壓生產(chǎn)累產(chǎn)量高達(dá)878×104m3,因此,后期采氣精細(xì)控壓對穩(wěn)產(chǎn)與累產(chǎn)至關(guān)重要。

表3 威榮深層頁巖氣不同生產(chǎn)方式生產(chǎn)指標(biāo)對比

3.3 套變防控技術(shù)探索

地質(zhì)區(qū)域背景屬于客觀事實,我們無法改變,前期采取諸多措施但套變率依然居高不下,促使技術(shù)人員認(rèn)識到控制套變發(fā)生概率,關(guān)鍵應(yīng)該在于防止壓裂縫局部突進(jìn)和應(yīng)力局部集中。為了解決此問題,我們從2022年6月開始,逐步探索形成了一套基于均衡壓裂理念的“精細(xì)優(yōu)化+實時預(yù)警+控運行節(jié)奏+W型井網(wǎng)”的套變預(yù)防措施組合拳[16-19]。

什么是均衡壓裂?這是本文提出的一個新概念,其內(nèi)涵在于水平段橫向整體延伸,縱向促縫高發(fā)展;實現(xiàn)手段主要是更密分段、更高單孔流量、更好暫堵轉(zhuǎn)向。均衡壓裂每段段長從強化階段平均74.5 m縮短至40～50 m,避免局部單縫突進(jìn);射孔孔眼數(shù)由前期每段60～70孔縮減至32～40孔,從而進(jìn)一步提升同等排量下的單孔流量;暫堵工藝則由前期常規(guī)“縫口+縫內(nèi)暫堵”工藝提升至纖維繩結(jié)、異形球再加不同粒徑顆粒組合的復(fù)合暫堵,提升暫堵效率。

“精細(xì)優(yōu)化”是指套變風(fēng)險段單獨分段,適當(dāng)控規(guī)模(液體小于1 600m3)、控排量(小于14m3/min),同時小層界面處避射。“實時預(yù)警”是指壓裂實施過程中開展實時微地震監(jiān)測,監(jiān)測到異常事件點出現(xiàn)時及時調(diào)整壓裂施工參數(shù)。“控運行節(jié)奏”是指平臺每天不超過2段,壓裂時引起的局部應(yīng)力能夠有時間通過壓裂液濾失或應(yīng)力擴散釋放掉。“W型井網(wǎng)”是指2-31與33小層上下靶窗交錯布井,壓裂時人工裂縫錯位推進(jìn),防止壓裂時能量集中在某一小層引起套變,同時也增加對縱向小層的控制,從而提高井組儲量動用程度。

4 現(xiàn)場實施與效果

4.1 典型平臺壓裂及效果

威榮25平臺是首個以“均衡壓裂”理念實施的先導(dǎo)試驗平臺,試驗?zāi)繕?biāo)就是提高有效改造體積、防控套變、提高單井EUR。該平臺開展了“短段(40～50 m/段)密集壓裂”和“長段(100 m/段)極限暫堵”不同方案的先導(dǎo)試驗。

威頁25-1HF和25-3HF兩井采用“短段密集壓裂”方案,通過橋塞硬分段、大排量(18～20m3/min),以“提高段簇排量”為關(guān)鍵,以“提升凈壓力”為核心,以“擴展縫高和打碎儲層”為目的,實現(xiàn)更多小層控制和更大有效改造體積。威頁25-2HF和25-4HF兩井采用“長段極限暫堵”方案,通過縫口暫堵替代部分橋塞,降低施工成本,提高壓裂效率,探索“超長分段+極限暫堵”為關(guān)鍵的經(jīng)濟(jì)高效壓裂模式,用多級縫端暫堵促使裂縫復(fù)雜,配套雙定(定粒徑、定砂比)加砂,實現(xiàn)全域支撐的復(fù)雜裂縫系統(tǒng)。

先導(dǎo)試驗共完成4口井88段627簇壓裂,平均加砂強度1.66 m3/m,總液量149 193.6 m3,平均用液強度28.5 m3/m,現(xiàn)場壓裂參數(shù)見表4。

(1)暫堵效果對比。因分段和暫堵工藝的差別,威頁25-1HF和25-3HF暫堵總次數(shù)較多,采用“1次縫口+2次縫內(nèi)”,平均單段開展2.4次暫堵;縫口漲壓0.4～0.5 MPa,縫內(nèi)1.7～2.4 MPa。威頁25-2HF和25-4HF平均單段暫堵次數(shù)較多,采用“2次縫口+2-4次縫內(nèi)”,平均單段開展4次暫堵;縫口漲壓0.4～0.6 MPa,縫內(nèi)1.5～3.8 MPa,總體上均基本按設(shè)計實施了暫堵。

(2)微地震監(jiān)測對比?？傮w上兩種工藝均能形成較大的改造體積,總改造體積(MSRV)為(3 497.0～5 803.5)×104m3,較前期(3 557×104m3)提高了41.6%(表5),總有效改造體積(ESRV)為(2 262.5～4 031.2)×104m3,較前期(1 754×104m3)提高了80.8%(表5)。從微地震監(jiān)測事件點發(fā)生率來看,威頁25-1HF和25-3HF短段密集壓裂更易發(fā)生促使裂縫更復(fù)雜。

(3)套變防控效果對比。威頁25-2HF井第4段壓裂后井深4 768～4 820 m套變,丟段384 m。威頁25-4HF井第9段壓裂后井深4 606 m套變,丟段98 m。分析其主要原因是現(xiàn)有暫堵工藝不完善,多簇未能均勻進(jìn)液,導(dǎo)致部分段簇裂縫過度改造,形成局部應(yīng)力聚集導(dǎo)致套變。

(4)壓后產(chǎn)量對比。由表6可見,先導(dǎo)試驗井初期生產(chǎn)情況優(yōu)于試驗前的平均值,但預(yù)測EUR平均仍然只有0.80×108m3,距方案目標(biāo)0.89×108m3仍有900×104m3的差距。

表6 威榮深層頁巖氣威榮25平臺先導(dǎo)試驗壓裂效果對比

4.2 不同階段整體壓裂效果

圖3是不同階段壓裂后EUR對比,結(jié)果表明,隨著壓裂工藝的不斷進(jìn)步,段數(shù)越來越多,加砂強度越來越高,排量越來越大,整體效果表現(xiàn)為壓后EUR逐步提升。

圖3 威榮深層頁巖氣不同壓裂階段EUR對比

提升階段,隨著簇數(shù)成倍增加,加砂強度進(jìn)一步提升,EUR由0.47×108m3提高到0.63×108m3;強化階段,隨著加砂強度提升至2.0 m3/m,單井平均EUR比提升階段高1 100×104m3;采取均衡壓裂后,段數(shù)分得更多,EUR從強化階段的0.74×108m3提升至0.79×108m3,單井平均EUR提高了500×104m3。

4.3 新老井交替的新井壓裂效果

雖然整體壓裂效果隨著壓裂工藝提升不斷得到改善,但新老井交替的新井壓裂效果相比之前反而下降。

威榮深層頁巖氣壓裂后返排液量大,一期建產(chǎn)期間批量壓裂后排液非常集中,日排液峰值達(dá)5 900 m3。為了解決上述棘手問題,二期每個平臺鉆完部分井(2～4口)后鉆機出場,壓裂已完鉆井,然后鉆機重新回來再鉆剩下井,確保每天至少有1～2個平臺壓裂消化壓返液,從而二期每個平臺均存在新井老井交替。

以威頁27平臺為例,南半支威頁27-6/9/10HF三口井2021年壓裂,在同處南半支的威頁27-7/8HF二口井2023年壓裂;前期威頁27-6/9/10HF三口井累產(chǎn)氣均達(dá)3100×104m3,威頁27-7/8HF二口井壓裂后開井壓力32 MPa,遠(yuǎn)低于2021年時三口井壓裂后的開井壓力(45 MPa)。顯然,新井的儲量已受老井控制,威頁27-7/8HF新壓裂井雖然段數(shù)分得更多,排量更大,但壓裂效果卻相對較差。

其他平臺也表現(xiàn)出類似特征,如生產(chǎn)時間較長的威頁23平臺(效果對比見圖4),二期井威頁23-7/8HF二口井(強化階段,2021年壓裂)相比一期井(提升階段,2019年壓裂)加砂強度高62%,其他參數(shù)大致相當(dāng),但威頁23-7/8HF二口井平均EUR僅0.51×108m3,遠(yuǎn)低于平臺其他五口井的平均值0.78×108m3。

圖4 威榮深層頁巖氣23平臺新老井交替壓裂效果對比

分析認(rèn)為,造成這種結(jié)果的根本原因在于地層層理縫發(fā)育,且垂向應(yīng)力居中,凈壓力易克服垂向應(yīng)力與水平最小主應(yīng)力之差,層理縫開啟,縫高受限,從而人工裂縫縫長比預(yù)期要長,突破了井間距離(一期井距400 m,二期井距300 m),鄰井老井動用了新井儲量。換個角度,在現(xiàn)有井距條件下,目前壓裂規(guī)模(用液強度25～28 m3/m,加砂強度2.0 m3/m)還有較大下降優(yōu)化的空間,后續(xù)壓裂新井需根據(jù)剩余儲量與剩余壓力優(yōu)化參數(shù)。

4.4 防套變效果分析

不同年份套變對比結(jié)果(圖1)顯示,2022年6月采取以均衡壓裂為核心的防套變預(yù)防系列措施后,2023年套變率(16.67%)相比2022年(42.4%)明顯降低,丟段率也由8.4%降至3.69%,套變雖然不能完全避免,但通過措施減少局部應(yīng)力集中,是可以降低其發(fā)生概率及其影響程度,多簇裂縫的均衡起裂與延伸控制是實現(xiàn)深層頁巖氣立體縫網(wǎng)和避免套管變形的主要手段。

5 結(jié)論

(1)威榮深層頁巖氣開發(fā)極具挑戰(zhàn),開發(fā)過程中不斷遇到未曾預(yù)料的難題。通過廣大技術(shù)人員多年攻關(guān)與實踐,壓裂工藝四次迭代升級,壓裂效果不斷提升,但距離效益開發(fā)仍然還有較大差距。

(2)威榮深層頁巖氣因其特殊的地質(zhì)背景,套變無法避免,但通過控規(guī)模、控排量、控生產(chǎn)節(jié)奏、錯層開發(fā)等防止應(yīng)力集中的系列措施后,套變率與套變影響程度均得到明顯改善,具有一定借鑒意義。

(3)現(xiàn)有400 m(一期)/300 m(二期)井距條件下,附近有老井生產(chǎn)的新井壓裂效果不佳,壓裂規(guī)模有下降的空間,或者說在現(xiàn)有壓裂規(guī)模條件下,井距還可適當(dāng)加大。

(4)威榮頁巖氣田在現(xiàn)有層理縫發(fā)育、新老井交替的情況下,單純僅靠強化壓裂參數(shù)提高單井EUR難度非常大。在壓裂實踐過程,1 500 m水平段長最高分段數(shù)達(dá)到35段(威頁25-3HF),最高壓裂排量達(dá)到23 m3/min(威頁24-6HF),但壓后EUR依然未能取得實質(zhì)性突破。后續(xù)新井應(yīng)該在剩余儲量基礎(chǔ)上差異優(yōu)化,大幅度降本,可能是未來主要發(fā)展方向。

利益沖突聲明/Conflict of Interests

所有作者聲明不存在利益沖突。

All authors disclose no relevant conflict of interests.

作者貢獻(xiàn)/Authors’Contributions

楊永華負(fù)責(zé)論文設(shè)計和撰寫;王興文、劉林負(fù)責(zé)論文審閱與修訂;慈建發(fā)負(fù)責(zé)研究資源采集;林立世負(fù)責(zé)研究項目管理;宋燕高參與論文寫作和修改。所有作者均閱讀并同意最終稿件的提交。

YANG Yonghua is responsible for designing and writing the paper. WANG Xingwen and LIU Lin are responsible for reviewing and revising the paper. CI Jianfa is responsible for collecting research resources. LIN Lishi is responsible for research project management. SONG Yangao participated in paper writing and revision. All authors have read and agree to the submission of the final manuscript.