低渗致密凝析气藏压裂难点及对策

刘 斌，尹 琅

(中国石化西南油气分公司工程技术研究院，四川 德阳 618000)

GM区块沙溪庙组气藏埋深2 300～3 100 m，平均孔隙度8.24%，渗透率0.22×10－3μm2，为低孔低渗致密储层。该区块于2014年投入滚动开发，前期压裂及生产过程中均有凝析油产出，影响了压裂改造效果。

通过分析，认为压降快、排液困难、地层出砂是其主因［1］。从储层及流体物性出发，通过室内实验优化压裂液配方、返排制度及工艺参数，形成了针对GM沙溪庙凝析气层的压裂工艺技术，改善了该区块的开发效果。

1 提高压裂改造效果难点

1.1 储层应力敏感性强

GM沙溪庙组储层岩心敏感性实验表明，该区块岩心总体表现为强应力敏和中等偏强水敏特征(见表1)。

表1 GM沙溪庙组储层敏感性特征

对压裂工艺来说，一方面要求降低压裂液对储层的水锁伤害;另一方面要求控制排液及生产过程中的压力，避免由于压力降低过快对储层及裂缝造成的不可恢复的伤害。

1.2 地层出砂导致井筒不畅

通过薄片分析和实验表明，GM区块沙溪庙组储层胶结物含量少，疏松，经水泡或酸泡后在较大外力作用下会导致地层出砂(图1)。地层出砂一方面导致胶结物在储层中的运移阻塞油气渗流通道，影响压裂改造效果及生产的稳定性;另一方面会导致砂埋井筒。

图1 GM101井钻井岩屑与测试出砂对比

1.3 凝析油堵塞孔道

在凝析气藏开采过程中会出现反凝析现象，即当气井井底压力降至流体露点压力以下时，凝析油将从凝析气中析出。当储层中出现反凝析时，凝析油会从地层孔隙中析出，通过在地层孔隙表面的吸附、聚集，部分减小和堵塞气体原有的渗流通道，从而导致气体有效渗透率下降，渗流阻力加大，最终影响气井产量。室内实验采用反向氮气→正向压裂液破胶液→反向自吸凝析油→反向氮气驱替的步骤模拟了这一过程对储层的伤害，实验结果显示凝析油对储层渗透率伤害高达95%以上 (表2)。同时GS301－2井压恢测试 (图2)也证实了由于凝析油的产出，导致表皮系数为13.03，严重污染了储层。

表2 不同返排压力下岩心气测渗透率伤害情况

图2 GS301－2井压力双对数曲线

2 压裂技术对策

2.1 优化压裂液配方［2］

GM沙溪庙组气藏表现为中等偏强的水敏性特征且地层产出物中含有凝析油，因此需对其防膨性能及破乳性能进行优化。室内实验结果表明(表3)，压裂液中添加0.1%破乳剂其破乳性能102%;通过接触角测定实验(表4)，确定最优防膨剂加量组合为0.5%粘稳剂+0.5%增效剂+1%KCl。

表3 不同破乳剂加量的破乳率 %

表4 不同防膨剂组合下的接触角

2.2 优化支撑剂粒径

室内实验表明，采用组合粒径支撑剂，可以有效防止地层出砂。对于GM沙溪庙气藏弱胶结的岩样，随着加压时间的增加，剥落量逐步增加;支撑剂粒径越小，岩石壁面剥落量越小，越有利于防止地层出砂(图3)。但支撑剂粒径过小会影响裂缝导流能力，综合实验数据(图4)，80%的30/50目+20%的40/70目陶粒综合性能最优。

图3 不同陶粒组合岩心剥落情况

图4 不同陶粒组合长导测试情况

2.3 控压排液技术［3－4］

受储层强应力敏感及凝析油的影响，在放喷排液过程中需要将井口压力控制在露点压力以上。利用井下取样流体进行高压物性PVT实验，结果见图5，测得露点压力26.2 MPa，表明井底及地层在压力下降至露点压力后存在凝析油产出，根据井筒及生产条件换算，要求测试求产时井口压力＞15 MPa。

图5 GM33－4HF井流体相图

3 现场实施情况

GS302－1井采用形成的工艺技术，以3.5～4 m3/min的排量将40 m3支撑剂及377 m3压裂液泵入地层，压后排液油压控制在15 MPa以上，返排率达75.3%(图6)。在油压15.1 MPa、套压16 MPa下求得天然气产量为3.252 9×104m3/d，效果好于邻井高沙302井(测试产量1.156 2×104m3/d，油压4.5 MPa)。

该技术在GM地区沙溪庙组气藏推广应用，共实施开发评价井18口(5口探井)，施工成功率100%。直井测试12口，平均测试产量1.82×104m3/d;水平井测试6口，平均测试产量6.65×104m3/d，较前期平均测试产量提高129%。

图6 GS302－1井控压返排曲线

4 结论

(1)储层敏感性、地层出砂及凝析油对储层的污染是影响GM沙溪庙凝析气藏压裂改造效果的主要原因。

(2)通过室内实验调试的压裂液配方及优化的支撑剂组合，能够降低压裂材料及地层出砂对储层的伤害。

(3)流体高压物性表明GM沙溪庙储层露点压力为26.2 MPa，要求压后排液及生产过程中控制井口压力大于15 MPa。

(4)形成的针对性压裂工艺可满足该区块压裂施工要求，现场应用取得较好效果，较前期平均测试产量提高129%。

［1］ 沈海超，胡晓庆.非均质低渗凝析气藏压裂后低效原因分析及改进措施研究［J］．特种油气藏，2012，19(2):116 －119.

［2］ 郑军林，陈峰.白庙凝析气田水平井多段压裂技术的实践与认识［J］．油气井测试，2014，23(4):50 －52.

［3］ 马青印.白庙、桥口气田低渗凝析气藏挖潜工艺技术［J］．石油天然气学报，2013，35(11):145 －149.

［4］ 杨立峰，谢正凯，卢拥军，等.煤系烃源岩凝析气藏改造技术研究与应用［J］．石油钻采工艺，2O13，35(5):59 －63.