焦石坝工区页岩气水平井分段压裂改造实践与认识

庞清鹏

（中原石油工程有限公司井下特种作业公司，河南濮阳 457164）

焦石坝工区页岩气水平井分段压裂改造实践与认识

庞清鹏

（中原石油工程有限公司井下特种作业公司，河南濮阳 457164）

焦石坝构造是一个被大耳山西、石门、吊水岩、天台场等断层所夹持的断背斜构造。五峰组底圈闭面积262.4km2，总体为北东向走向，构造高点位于焦页1井附近，高点海拔-1 640m，构造幅度940m。构造稳定区具有构造形态宽缓，面积较大，保存条件好，页岩埋深适中的特点，是页岩气勘探开发的重点目标。

焦石坝工区；页岩气水平井；压裂改造

1 多级分段压裂技术实践

1.1 体积压裂工艺技术

目的层段志留统龙马溪组-上奥陶统五峰组具备形成复杂裂缝和相互交错网络裂缝的地质条件，一是页岩矿物中，脆性矿物含量高，可压性强；二是黏土矿物含量相对少，一定程度上可抑制发生黏土遇水运移；三是天然裂缝及层理缝发育，且平行于最小主应力。压裂过程中，使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移，形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络，从而增加改造体积，提高初始产量和最终采收率。实践证明，页岩气体积压裂改造工艺技术在该探区内是适用的。

1.2 施工工艺流程

其施工工艺流程为：前期井筒处理结束后，位于水平井指端的第一段采用连续油管传输射孔，射孔结束，提出射孔枪，光套管进行第一段压裂；液体泵送电缆+射孔枪+桥塞工具入井，座封桥塞并试压验封，合格后逐簇进行射孔；起出射孔工具串，对第二段进行压裂施工。重复上述步骤，实现多段压裂施工。所有段压裂结束后，如果井口压力大于25MPa，先进行排液；待井口压力降至25MPa以下，用连续油管带井下动力钻具钻磨所有桥塞，换装KQ78/65-70采气井口，合层排液求产。

该压裂工艺具有“大、小”特征，其中“两大”是指排量，施工排量10m3/min以上，二是液量，单井用液量1 932.9~498.2m3，每段用量112.08~1 995.57m3。“两”是指小粒径支撑剂，支撑剂一般采用100目+40/70目+30/0目树脂覆膜砂复合支撑，单井用量703~1 402m3，二是小（低）砂比，平均砂液比3%~5%，最高砂液比1.94%。

1.3 施工控制技术

1）①号层—五峰组普遍施工压力高，加砂极为困难，针对此类层，应在施工压力允许的情况下尽可能增加排量，促使主裂缝向前延伸，以3%~5%低砂比加砂，不能追求高砂比。

2）对于近井地带严重，造成酸作用压力高、施工压力高、加砂困难的井层，采取多次试挤的方法沟通地层，并停泵放喷，释放地层压力，破坏原有应力平衡后，再启动压裂程序，以形成新的裂缝通道。如焦页44-5HF井第13段，刚开始打酸压力突然上涨至94MPa，经多次试挤得以解堵，在第一次挤入3%的粉陶后，压力突然上涨至95MPa，出现砂堵风险。经放喷后，第二次压裂施工加砂正常，最高砂比控制在7%以内，加砂施工顺畅。

3）适当前置酸量，同时尝试刚进地层就开始提排量，扩大酸化作用距离，有效降低施工泵压，为后期加砂创造有利条件；压裂目的层具有一定的非均质性，对于天然层理裂缝发育、滤失较大井段，适当增加粉陶加入量，进一步提高粉陶降压和降滤效果，可避免高砂比进地层出现风险。

1.4 酸降技术

结合井的地质特征及现场施工泵压，及时调整预处理酸用量及酸处理次数，有效解除了近井污染堵塞，降低了压裂施工压力，统计施工井每段酸处理压降，最大酸降达46MPa，说明前置酸预处理效果明显。

2 压裂施工作业量

截止2016年1月16日，涪陵焦石坝地区页岩气水平井分段压裂试气51口井，压裂段数107段，单井水平段长1 000~100m的井，采用缝网压裂模式和组合加砂、混合压裂方式，实现长水平段桥塞分段多级压裂。对于水平段长100m的井，单井平均液量24 288m3，单井平均砂量为830m3，单段平均砂量为58.5m3，单段平均液量为1 712m3；对于水平段长1 500m的井，单井平均液量为31 347m3，单井平均砂量为947.6m3，单段平均砂量为52.3m3，单井平均液量为1 760m3。

3 体积压裂效果

3.1 压后测试气产量

已完成试气的51口井投入试采生产后均获得较高产能，单井无阻流量10.1×104~155.8×104m3/d，单井产量3.21×104~ 54.72×104m3/d，区域井组日产气量达38.66×104m3/d。

3.2 压裂造缝效果

对焦页49-1HF井、焦页34-3HF井、焦页34-4HF井、焦页44-5HF井4口井共39段压裂后压降数据进行了试井双对数、导数曲线处理分析。可以看出，在早期井储结束后，出现了均质无限大径向流动特征，反映压裂主裂缝开启后，加砂铺砂浓度相对均一，流体呈渗流，达到了页岩储层有效改造体积化、改造体积内裂缝复杂程度的目的，明显区别于常规油气藏造缝、造垂直裂缝。

3.3 储层的均质性

在施工过程中，导致施工压力异常的因素很多，主要有地层物性差、难以起，导致加砂困难；第二压裂液液体性能不稳定、井筒摩阻高，导致施工压力较高；第三是射孔方式和质量，裂缝性地层，钻井液深度污染堵塞，射孔沟通范围有限，使得初始酸蚀作用及施工压力异常高，加砂困难；四是压裂施工设计针对性差，考虑水平段井眼轨迹穿行情况，目的层段五峰组-龙马溪组纵、横向延伸存在非均质性，不同的段，同一小层，施工压力不同，说明工艺技术不可雷同。

4 结束语

1）涪陵焦石坝地区上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组地层脆性指数较高，地应力差异系数小，层理缝发育，储层可压性较好，具有形成复杂裂缝系统的有利地质条件，是涪陵焦石坝地区页岩气获得高产的物质基础。

2）基于储层综合地质特征和可压性分析，采取“复杂缝网+支撑主缝”的主体思路，采用高效减阻水和线性胶的混合压裂液体系、低密度支撑剂组合，大排量液体泵注，提高净压力等措施，达到了形成复杂裂缝缝网的目的，形成了涪陵焦石坝地区页岩气水平井多级分段压裂改造技术系列。

[1] 蒋廷学，卞晓冰.页岩气水平井分段压裂优化设计新方法[J].石油钻探技术，2013，（5）：21-25.

Practice and Understanding of Segmental Fracturing Reconstruction of Shale Gas Horizontal Well in Jiaoshi Dam Area

Pang Qing-peng

The Jiaozu dam structure is a faulted anticline structure that is clamped by faults such as Shanxi，Shimen，suspended rock and Tiantai field.The peak area of the Wufeng Formation is 262.4km2，which is generally in the northeastern direction，and the structural high point is located near the focal plane 1 well，the elevation is 1640m and the tectonic amplitude is 940m.The structural stability area has the characteristics of gentle structure，large area，good storage condition and moderate depth of shale，which is the key target of shale gas exploration and development.

jiao shi dam area；shale gas horizontal well；fracturing transformation

TE377

A

1003–6490（2017）05–0026–02

2017–04–20

庞清鹏（1983—），男，河南濮阳人，工程师，主要从事科研管理工作。