探转采压裂工艺先导试验研究

屈静

（中国石化西南油气分公司工程技术研究院，四川德阳618000）

探转采压裂工艺先导试验研究

屈静

（中国石化西南油气分公司工程技术研究院，四川德阳618000）

为了加快勘探开发的步伐，降低勘探开发的作业成本，川西致密气藏进行了探转采试验：探井采用裸眼完井，在裸眼内进行多个目的层测试评价同时获取勘探资料，在完成勘探评价目的后，根据目的层测试评价结果，利用目前探井井筒侧钻水平井对获产目的层进行开发投产。由于川西低渗致密砂岩在射孔后几乎无产能，所以要求裸眼测试必须对含气段进行改造才能判断是否具有工业价值。对裸眼井指定储层进行有针对性改造成为难题，加砂压裂工艺提出了新的挑战。为此，对加砂压裂工艺进行了改进，首先采用双封隔器初步确保针对性改造目的层，其次采用控缝高压裂工艺技术确保裂缝在目的层内延伸。该工艺在SF27井进行先导试验，成功解决了储层针对性改造的难题。

探转采；裸眼井；裸眼封隔器；压裂工艺

为了加快川西致密砂岩气藏勘探开发的步伐，降低作业成本，在该气藏进行了探转采试验。流程如下：探井一开固井后，二开钻至目的层，在裸眼内进行多个目的层测试评价，同时获取勘探资料，在完成勘探评价目的后，根据目的层测试评价结果，利用目前探井井筒侧钻水平井对获产目的层进行开发投产。由于川西低渗致密砂岩储层射孔后几乎无产能，所以要求含气段裸眼测试必须进行压裂改造才能评价其是否具有开发的价值。由此可知，如何对裸眼井指定含气段进行针对性改造成为一个亟待解决的问题，对加砂压裂工艺提出了新的挑战[1-9]。

为了解决储层针对性改造的难题，对加砂压裂工艺进行了改进：首先，采用双裸眼封隔器坐封在需要改造的储层上下井段，初步确保改造的是目的层；其次，采用控缝高压裂工艺技术确保裂缝在目的层内延伸而不会压穿上下泥岩隔层。

1 探转采压裂工艺研究

1.1 双裸眼封隔器工艺研究

为提高改造针对性，避免单封造成邻层起裂使得测试成果误判，采用双封裸眼封隔器卡封对目的层测试，提高改造针对性，为水平井的实施提供详实的依据[10-12]。

运用分层地应力软件对压裂目的层地应力进行计算，以SF27井为例，计算结果见表1。从地应力分析结果来看，目的层与上下泥岩隔层的最小主应力差值较大（分别为2.7 MPa、3.4 MPa），且上下泥岩隔层较厚（分别为32 m、20 m）。根据川西缝高控制技术研究成果（应力差为2～3 MPa时，是突破泥岩的临界点，大于临界点，只需要目的层厚度大于8 m、泥岩隔层厚度大于5 m即可控制裂缝高度在目的层内），上下泥岩隔层能够有效地控制缝高，可以采用两支裸眼封隔器封隔目的层。封隔器坐封位置选择井径比较规则、泥质含量较高的井段，以确保封隔的有效性。

表1 SF27井地应力计算结果Table 1 Earth stress computation of well SF27

为提高施工管串的安全性，采用将管柱置于人工井底上，避免施工中因管柱受力而导致裸眼封隔器位移失封的不安全因素。根据测井解释成果，采用双裸眼封隔器对改造储层进行压裂后测试评价，测试完成后从封隔器上部丢手，然后采用打水泥塞方式封层上返，以此类推，如图1。

1.2 控缝高工艺技术研究

采用压裂液控缝高技术和排量控缝高技术对压裂施工参数进行优化[13-15]。

1.2.1 压裂液控缝高技术研究

图1 双裸眼封隔器压裂管柱Fig.1 Fracturing string of double open hole packer

采用川西致密砂岩气藏常用岩石力学参数和压裂液参数，模拟了目的层厚度8 m，泥岩隔层厚度5 m情况下，压裂液和缝高的关系。模拟结果发现压裂液黏度对缝高的影响较大。采用低黏压裂液造长缝，控制裂缝高度；高黏压裂液造短宽缝，裂缝高度可以得到很好延伸，如图2。结合压裂液体系研究后得出：地层温度在30～40℃，压裂液体系中0.25%瓜胶浓度为缝高限制压裂液体系，0.3%瓜胶浓度为缝高释放压裂液体系。根据SF27井储层改造情况，优选0.25%瓜胶浓度的压裂液体系。

1.2.2 排量控缝高技术研究

图2 压裂液黏度和缝高延伸关系曲线Fig.2 Relation curves between fracturing fluid viscosity and fracture height growth

根据川西致密砂岩气藏常用岩石力学参数和设备能达到的施工排量，模拟了目的层厚度8 m，泥岩隔层厚度5 m情况下，施工排量和缝高的关系，模拟结果发现施工排量明显影响裂缝尺寸，采用小排量施工可以控制裂缝高度，如图3。但是与黏度的影响相比，排量的影响要弱些。SF27井需限制缝高延伸，故考虑采用较低施工排量，设计施工排量2.5～3.0 m3/min。

图3 施工排量和缝高延伸关系曲线Fig.3 Relation curves between construction displacement and fracture height growth

2 现场试验和压后评估

对SF27井目的层进行了加砂压裂施工，采用φ73 mm油管注入方式，入地液量135.3 m3，入地砂量20 m3，伴注液氮14 m3，施工排量3.0～3.1 m3/min，施工泵压24～32 MPa，平均砂比23.5%。

采用净压力拟合技术对SF27井控缝高效果进行评估。净压力拟合结果，动态裂缝高度17.8 m，动态裂缝顶部的深度981.3 m，动态裂缝底部的深度999.1 m，裂缝未穿透上下泥岩隔层，基本在目的层（测试井段986.5～997.0 m）内延伸，储层改造具有较好的针对性。压后测试无气，证实储层含气性差，与录井显示和测井解释结果相一致，准确地评价了目的层，同时证明了该层不适合侧钻水平井，为接下来的上返测试提供了充分的依据。

3 结论

1）探转采压裂工艺在常规压裂工艺上进行了改进，主要有两方面：一是采用了双裸眼封隔器，初步确保针对性改造目的层，二是采用控缝高压裂工艺技术，确保裂缝在目的层内延伸。

2）探转采压裂工艺先导试验的成功实施解决了储层针对性改造的难题，充分改造和评价了勘探目的层，为后续是否实施侧钻水平井提供了可靠的依据。

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（编辑：杨友胜）

Research on fracturing technology pilot test of exploration to mining

Qu Jing
(Engineering Technology Research Institute of Southwest Oil and Gas Branch,SINOPEC,Deyang,Sichuan 618000,China)

In order to accelerate exploration and development,and reduce the operation cost at the same time,the test of explora⁃tion to mining was conducted in Chuanxi tight gas reservoir.During the exploration,open hole completion was adopted,test evalua⁃tion was conducted and exploration data were also obtained in multiple target stratum of open hole.After the exploration and evalua⁃tion,and according to test evaluation results,the production target stratum proceeded development and putting into production by using present exploration wellbore sidetrack horizontal well.After perforation,due to the rare production in Chuanxi tight sand⁃stone,the commercial value of gas section can only be judged by open hole test,thus how to targeted transform the named reservoir become a problem and it is a new challenge to sand fracturing technology,therefore,the sand fracturing technology is improved. Firstly,twin packer is adopted to preliminary ensure that target stratum get targeted transformation,secondly,fracture height growth controlling technology is adopted to ensure that fractures extend in target stratum.This technology has successful pilot test in well SF27,thereby successfully resolving the problem of reservoir targeted transformation.

exploration to mining,open hole well,open hole packer,fracturing technology

TE357.1

A

2015-08-07。

屈静（1982—），女，工程师，增产措施工艺技术研究。

国家科技重大专项（2011ZX05002-004-003）。