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張?梨?牛會娟?黃志鵬?黃?霞

（中石化西南石油工程有限公司井下作業分公司，四川德陽  610800）

摘?要：川西須二氣藏屬典型的致密氣藏，存在破裂壓力高、施工壓力高、施工排量提高困難、加砂難度大等難題。為此，在施工中采取前置酸降破及后效射孔降破技術、多功能復合支撐劑以及超高壓施工等技術措施?，F場應用表明，前置酸和后效射孔技術最高降破壓可達10MPa，多功能復合支撐劑的單段最高砂濃度達180kg/m³，保障了須二儲量的規模開發、增儲上產。

關鍵詞：川西須二氣藏；體積壓裂；降破壓；多功能復合支撐劑

中圖分類號：TE357 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2024）15-0014-03

 

0引言

川西須二氣藏儲層埋藏深，具有低孔致密、高壓—異常高壓特征，為裂縫—孔隙型、孔隙型有水氣藏?？傮w上看，巖性致密度、破裂壓力及延伸壓力高，壓力窗口窄、施工排量受限，加砂敏感，施工難度大。為此需開展針對性工藝技術研究，促進須二氣藏的規?；_發。

1工程地質特征及勘探開發情況

1.1工程地質特征

川西須二氣藏處于四川盆地川西坳陷中北段，儲層埋深超4000m，巖石組分復雜，石英含量超50%；孔隙度低于5%，滲透率集中在0.04～0.1mD（平均滲透率0.06左右），具有低孔致密特征。

氣體組分以甲烷為主，少量二氧化碳，不含硫化氫。儲層地壓系數大于1.4，構造應力較強、抗拉強度較高（平均7.3MPa）、彈性模量大（砂巖平均41.2GPa），水平地應力差異較大差異系數達0.45（最小水平地應力梯度1.89～2.34MPa/100m，最大水平地應力梯度2.59～3.81MPa/100m），具有高壓—異常高壓特征。

1.2前期勘探開發情況

1988—2020年，川西須二氣藏經歷了4個階段的勘探及評價工作（見表1），測試井50余口，獲產井超30口，無阻流量0～150萬m³/天，累計產氣量>1億m³井13口。

表1 不同階段測試井投產方式劃分

階段	2000年之前 靠自然產能	2000—2012年 小規模常規酸化壓裂	2014年中大型壓裂	2020年體積壓裂、橋塞分段
主要投產方式	依賴大型天然裂縫，替噴測試自然產能投產，發現一批高產井。	降破措施降低施工難度，酸化解堵效果好，常規加砂壓裂效果有限。	XS1井混合水體積壓裂效果好，穩定輸氣6年，目前日產5.3×104m3。	X10-2井三層分壓體積壓裂，測試產量6.45×104m3/日。 XS101井橋塞分段體積壓裂， 獲天然氣產量8.91×104m3/日。

1.3存在問題

（1）儲層巖石致密、埋深大，破裂壓力高，地層壓開難度大。

儲層最大水平地應力梯度2.59～3.81MPa/100m，彈性模量平均41.2GPa，泊松比平均0.27，抗拉強度較高（平均7.3MPa），儲層致密，巖石強度高。前期須二多口井限壓95MPa下未壓開地層。

（2）儲層延伸壓力高，施工排量受限，加砂敏感。

X206井須二第2段泵壓119.4MPa時，排量僅1.08m³/min，不具備加砂條件。XS205井第1～5段主體施工排量4～5m³/min，井口泵壓多在110MPa以上，停泵壓力高于100MPa，反應儲層延伸壓力高，施工排量受限，加砂壓力窗口窄。

2主體改造技術

為充分評價須二氣藏儲層產能，并綜合現場施工難題，逐步形成了前置降破、低中砂比連續加砂、超高壓體積壓裂工藝^[1-2]。

2.1前置酸降破技術

針對須二氣藏前期多口井未能壓開的情況，考慮酸液具有較好的溶蝕作用效果^[3]。

現開展室內評價實驗，優選合適的酸液類型，分析不同酸液對儲層解堵、降破的影響規律（見表2）。

表2 不同酸液對砂巖溶蝕作用的影響

鹽酸濃度/%	氫氟酸濃度 /%	反應時間/min	反應溫度/℃	溶蝕率 /%
10	0	30	90	9.58
12	0			10.15
15	0			10.03
20	0			9.86
12	1.5			18.32
12	2.0			19.47
12	3.0			21.68
12	3.5			22.04

 

從實驗結果來看：①鹽酸對砂巖儲層巖屑的整體溶蝕效果較差。②綜合考慮投入產出比和降低對儲層的二次傷害，前置降破優化采用土酸（3%HF+12%鹽酸）體系。

2.2后效射孔降破技術

后效射孔^[4-5]主要通過裝置在射孔彈上的后效體對射孔孔道、儲層實施有效做功。炸藥爆炸能量被后效裝藥爆炸作用進一步強化，提高射孔穿深，能有效改善近井地帶儲層滲透率和解除孔道周圍的壓實污染，在射孔孔道周邊形成微裂縫，從而降低破裂壓力（見圖1）。

 

圖1 后效射孔原理示意圖

表3 不同射孔方式壓力對比

井號	層段	射孔方式	地層開始吸液時的壓力MPa
CZ108井	第1段	后效射孔	98
	第2段	后效射孔	103
	第3段	常規射孔	115

為試驗后效射孔工藝的降破效果，在川西新場須二深層氣井試驗了3口井，其中，在CZ108井第1、2段實施了后效射孔，根據地層開始吸液時的壓力情況分析最大降破壓超10MPa（見表3）。

2.3多功能復合支撐劑應用技術

多功能復合支撐劑^[6-7]是以優質石英砂為核心，通過二次覆膜技術造粒成型，經烘干、成型、篩分等工藝而生產形成的新型支撐劑。

針對須二儲層常規陶粒加砂敏感、砂堵風險高等難題，結合室內實驗研究，優選具有“自懸浮”“自增粘”等優點的多功能復合支撐劑進行現場試驗。

由評價結果可知，①陶粒易沉降，易形成一定規模的“砂堤”，當“砂堤”增大到某一臨界值時，可能發生砂堵，加砂難度大。②多功能復合支撐劑在粘性壓裂液中的懸浮性更好，沉降速度更小，運移距離更遠（見表4）。

表4 不同介質不同支撐劑懸浮性能對比表

	介質	懸浮率%
第1組	自來水+多功能復合支撐劑	48.5
第2組	滑溜水+多功能復合支撐劑	80.8
第3組	滑溜水+陶粒	0.00

隨著砂比的提高，支撐劑水溶液體系的黏度逐漸增加，當40/70目支撐劑砂比達到20%時，其水溶液黏度達到5.25mPa·s。因此，多功能復合支撐劑具有“自增粘”的特點，能降低支撐劑對攜砂液粘度的要求。

3應用效果分析

區塊共有13口井投產，其中，10口井通過超高壓體積壓裂后投產，主體施工排量12～14m³/min，泵壓60.5～118MPa，未發生砂堵及其他復雜情況；平均產氣量16.5×10⁴m³/d，產量有大幅提升，工業氣井率80%以上。

（1）采用土酸進行酸化預處理，結合使用后效射孔技術，降低破壓主要在1.2～8.2MPa之間，其中XS205井第2段采用復合降破壓最高達19.0MPa。

（2）應用多功能復合支撐劑施工時泵壓較常規支撐劑壓裂泵壓會降低，中低粘壓裂液攜砂，單段最高砂濃度可達180kg/m³，同時降低了壓裂液成本。

4結語

綜合前期川西須二氣藏多口井的儲層條件、改造技術特點及施工情況，可以得到以下結論。

（1）第二代多功能復合支撐劑具有獨特性能，能降低施工壓力、施工成本和施工風險。

（2）采用前置酸降破預處理可除近井污染；采用酸化+后效射孔降破壓技術可降低破裂壓力。

（3）采用140MPa井口保證施工排量，并在現場應用形成了“前置酸降破、低中砂比連續加砂”超高壓體積壓裂工藝，強有力推動了須二儲量開發。

 

參考文獻

[1] 穆海林,劉興浩,劉江浩,等.非常規儲層體積壓裂技術在致密砂巖儲層改造中的應用[J].天然氣勘探與開發,2014, 37(2):56-60.

[2] Jinbu L,Jianwen B,Zhu Li'an,et al.蘇里格氣田致密砂巖氣藏體積壓裂技術與實踐[J].Natural Gas Industry, 2013,33(9):65-69.

[3] 楊剛.前置酸化壓裂酸液體系實驗及轉向重復壓裂改造技術的應用[D].西安:西北大學,2013.

[4] 徐新華,戴宗,朱義東,等.基于復合油藏模擬的后效射孔產能評價方法[J].油氣井測試,2023,32(2):63-67.

[5] 杜永安,張永濤,閻興濤,等.新型后效射孔在海上致密儲層的試驗研究[J].工程爆破,2023,29(6):142-146.

[6] 陳清,曹偉佳,田中原,等.自懸浮支撐劑覆膜材料對儲層滲透率影響研究[J].石油化工高等學校學報,2020,33 (1):6.

[7] 黃博,熊煒,馬秀敏,等.新型自懸浮壓裂支撐劑的應用[J].油氣藏評價與開發,2015,5(1):4.

 

作者簡介：張梨（1995—），女，四川遂寧人，助理工程師，研究方向：儲層改造。

 

Practice and Application of Volume Fracturing Technology in Chuanxi Xu’er Gas Reservoir

ZHANG Li,NIU Huijuan,HUANG Zhipeng,HUANG Xia

(Downhole Operations Branch, Sinopec Southwest Petroleum Engineering Co., Ltd., Deyang  Sichuan  618000)

Abstract:The Xu'er gas reservoir in western Sichuan is a typical tight gas reservoir, which faces challenges such as high rupture pressure, high construction pressure, difficulty in increasing construction displacement, and difficulty in adding sand. For this purpose, technical measures such as pre acid fracturing and post effect perforation fracturing technology, multifunctional composite proppants, and ultra-high pressure construction have been adopted. On site applications have shown that the pre acid and post effect perforation technologies can reduce the maximum burst pressure by up to 10MPa, and the single stage maximum sand concentration of the multifunctional composite proppant can reach 180kg/m³, ensuring the large-scale development and production increase of Xu'er reserves.

Key words:Xu'er gas reservoir in western Sichuan;volume fracturing;reduce burst pressure;multi functional composite proppant