浅谈涪陵页岩气田加密调整效果评价及影响因素

陈忠 米瑛

摘 要：涪陵页岩气田焦石坝区块实施了40口加密调整井，均获得了工业气流，但测试产量和压力较老井明显偏低，同时，加密井压裂期间，部分小井距老井出现了干扰现象，对老井的生产效果产生了正面或者负面的影响， 因此，文章旨在通过对比加密井与老井的生产特征，评价加密井的开发效果，认识其生产规律，探讨影响加密井开发效果的影响因素，从而提出改进措施，提高加密井产能以及井组最终采收率。

关键词：加密井;产量;压力;衰竭区;加密时机;投球暂堵

中图分类号：TE243 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2021）04-0174-06

Abstract：In Fuling Shale Gas Field， has implemented 40 infill adjustment Wells， all of which have obtained industrial flow. But the test production and pressure are obviously lower than the old Wells， at the same time， during the infill well fracturing， some small well spacing are disturbed from old well， it has a positive or negative effect on the production effect of the old well. Therefore， In this paper， the production characteristics of infilled wells and old wells are compared， evaluate the development effect of infill well， understand the law of production. Discuss the influencing factors that affect the development effect of infill wells， and propose improvement measures to increase the productivity of infill wells and the final recovery rate of well groups.

Key words：infill well， output， pressure， depleted area， infill time， temporary blockage of pitching

涪陵页岩气田为国内首个投入商业开发的页岩气田，焦石坝区块开发层系为五峰-龙马溪组，含气页岩段可划分为上、下部两套气层，上部气层厚约57m，下部气层厚40m左右。前期，下部气层为涪陵页岩气田主力气层，埋深2200～2800m，平均孔隙度5.96%，平均TOC值3.13%，脆性矿物含量68%，为典型的优质页岩气储层。焦石坝区块下部气层主要以丛式布井模式1台4井或1台6井为主，井距约600m，水平段长1500m，通过大型水力压裂改造后，实现了商业开发。目前，涪陵页岩气田焦石坝一期预测采收率12.6%，远低于国外页岩气田采收率（20%）[1]，因此，焦石坝区块剩余儲量大、储量动用不充分、开发调整潜力大，可通过加密调整提高区块的最终采收率。

2019年底，焦石坝区块下部气层已实施加密评价井40口，已投入试采。加密试验井的实施后，加密井压裂期间对老井产生井间干扰，老井复产后生产效果发生了变化，同时，加密井的生产效果也存在差异。本文旨在通过对比加密井与老井的生产特征，评价加密井的开发效果，认识其生产规律，探讨影响加密井开发效果的影响因素，从而提出改进措施，提高加密井产能以及井组最终收率。

1 试采特征分析

1.1 加密井具有较好的测试产量，但略低于相邻老井

图1可以看出，加密井压裂后平均测试压力15.03MPa，平均测试产量为21.87万m3/d，平均归一化无阻流量23.91万m3/d，获得了较好的测试产量，加密井获得了工业气流，具有效益开发的潜力，但加密井的测试压力、测试产量、无阻流量、归一化（1500m水平段）无阻流量略低于相邻老井。

1.2  加密井与老井生产特征基本一致，但生产能力低于老井

1.2.1 压力递减规律相似，但压力水平略低

受投产时间先后影响，本文选取投产时间较长的样本井，由图2可以看出，加密井投产初期生产压力较相邻老井低，随累产的不断增加，压力不断下降，表现为“初期压力递减快、后期递减慢”的特征[2]，与老井生产特征基本一致[3]，同时，加密井目前主要采用定产方式生产，压力递减相对较快。

如表1所示，邻井老井投产初期井口压力29.30MPa，加密井投产初期平均压力20.02MPa，压力保持幅度占老井的68.3%;老井投产前静压38.84MPa，加密井平均投产前静压27.46MPa，投产前静压保持幅度占老井的70.7%。

1.2.2 弹性产率差异性小

考虑到加密井日配置量的差异性，选用弹性产率来评价气井阶段产气能力，即单位兆帕下气井的产气量[4]。从弹性产率随累产气量的关系可以看出（图3），加密井与老井均表现出弹性产率随累产增加而增加[5]，且趋势一致，差异性较小。

1.3  加密井具有较好的技术可采储量，但低于老井

截止2019年底，统计生产时间较长的4口样本井，单井日产气量3～7万m3/d，平均生产压力7.0MPa，累产气3500～5800万m3，采用RTA方法预测技术可采储量[6]为0.8-1.18亿m3，平均1.0亿m3，较相邻老井技术可采储量不同程度减少（图4） [7]。

2 影响加密调整效果的原因

2.1 加密井已部分动用，两侧存在压力衰竭区，诱导裂缝走向

2.1.1 加密井存在压力衰竭区，部分区域已动用

从表2可以看出，JY24-X6井压裂试气后实测静压30MPa，相较老井压裂试气后实测静压值低11MPa，约为老井静压的73%;相邻老井目前平均静压13.94MPa，相较加密井试气后静压低16MPa。

JY2-X5井压裂试气后推算静压29.58MPa，相较老井压裂试气后实测静压值低8MPa，约为老井静压的79%;相邻老井目前静压12.73MPa，相较加密井投产前静压高17MPa。

JY4-X3井压裂试气后推算静压24.29MPa，相较老井压裂试气后实测静压值低14MPa，约为老井静压的63%;相邻老井目前静压10.14MPa，相较加密井投产前静压高14MPa。

分析认为，加密井压裂试气后静压低于老井8～14MPa，高于老井目前静压约14～17MPa，暨老井优先生产后，加密井存在压力衰竭区[8]，部分区域已动用，但动用不充分（图5）。

2.1.2 老井采出程度越高，压力衰竭越严重，诱导加密井裂缝走向不对称

加密井JY2-X5井投产时，相邻老井实测静压JY29-X2井（11.64MPa）低于JY29-X1井（13.81MPa），老井实测静压JY29-X2井（51%）高于JY29-X1井（43%）。从JY2-X5井微地震监测事件点图可以看出（图6），靠近JY29-X2井（左侧）一侧微地震事件点明显多于JY29-X1井（右侧）一侧。

加密井JY2-X5井压裂期间分别在不同的压裂段注入了醇类示踪剂开展了示踪剂监测。如表2所示，JY2-X5井的周边老井采出程度为52.83%，表现为“采出程度越高、气井压力低”的特点，JY2-X5井示踪剂监测结果显示，压裂后仅老井JY29-X2井出现明显见剂现象，并且见剂层位并非同层，分析认为JY29-X2井采出程度高、实测静压低可能会导致加密井与老井会出现局部裂缝沟通，且裂缝延伸方向更易延伸至采出程度高的低压区[9]。也就是说，加密井压裂时裂缝易向采出程度高、压力低的区域一侧生长，诱导加密井裂缝走向不对称[9]。

2.2 井间干扰影响了加密井压裂效果

同时，加密井裂缝的不对称延伸还会给老井造成裂缝干扰，从而影响老井产量，加密井井距和压裂施工规模均是影响井间干扰的关键因素。

加密井井压裂期间，老井均进行了提前关井，统计不同井距加密井压裂期间老井井口压力变化可以看出（图7所示），200m井距的气井压力曲线呈现为“持续上升+锯齿状”，压裂冲击明显，400m井距的气井压力曲线为正常压力恢复，说明400m井距对老井无明显井间干扰。分析结果表明，较小的井距压裂期间对邻井存在一定的影响。

同时，加密井压裂期间，大多数老井出现了压力上升和波动（表3），加密井给老井造成裂缝干扰或冲击，相当于对老井进行重复压裂，可能使得老井的岩层更为破碎[10]。统计结果表明（表3），加密井压裂后，老井关井恢复一段时间复产后，生产趋势变好，日产气量由6.52万m3/d提高至8.93万m3/d，那么影响老井的产量一方面可能是关井恢复，一方面可能是加密井压裂，但是有待进一步论证。老井产量得到了一定的提高，但仍有部分井采取复产措施恢复產量[11]。

分析认为，首先，裂缝干扰说明加密井裂缝向老井扩散并可能进入了衰竭区，会降低加密井压裂效果;其次，裂缝干扰可能会影响老井产量，压裂液窜入老井，部分井可能需要通过复产措施恢复老井产量[12]。加密井目的是希望通过压裂改造加密井未动用区域，提高井组采收率，虽然对老井干扰影响并非负面的，但造成了压裂能量的损失，应当避免压裂干扰。

3 改进措施

加密井开发目的是提高单井产能和区域的最终采收率，通过对加密井开发效果的影响因素进行分析，提出以下技术对策来提高加密井产能。

3.1 调整加密时机

A号平台和B号平台为试验井组气井，地质条件、井位部署方式、井距基本相似，均有下部气层加密井，但加密时机不同，开发效果差异较大。

A号平台有三口井，分别是JYA-1、JYA-2、JYA-3井，JYA-2井为一次井网部署的加密试验井，其中JYA-1、JYA-3井优先开始压裂后投入试采，从图8可以看出，3口井的压力、产量递减规律相似。

B号平台有3口井，分别是JYB-1、JYB-2、JYB-3，其中，JYB-3HF井为二次井网部署的加密试验井。从图8可以看出，JYB-1HF、JYB-2HF压力、产量递减规律相似，加密井JYB-3HF井在老井较高累产时投入生产，生产特征表现为压力低于老井、压力递减率较大。

对比两口井的技术指标（表4）可以看出，B号平台采出程度13.26%，A号平台采出程度26.28%，A号平台开发效果较好，一次井网部署的加密井JYA-1井与邻井累产气量、压力、递减规律基本一致。在老井采出程度较大时，二次井网部署的B号平台开发效果略差，总体表现为“加密越早、效果越好、采出程度高”的特点。因此，建议开发调整部署时，优化合理井距，一次井网部署完成，保证全部气井在原始应力下进行水力压裂，以防后期加密受到应力衰竭区的影响，造成加密井裂缝改造效果不理想。

3.2 调整压裂工艺

加密井压裂主要面临3大技术难题：①应力差增大，形成复杂缝网的难度增加。数值模拟显示，当老井开采多年后，老井水平应力差都增加[13]，形成“高水平应力差屏障”，导致加密井压裂时形成复杂缝的难度增加。②压裂改造范围变小。一方面老井人工裂缝成为高渗区，诱导新缝向其延伸;另一方面老井生产形成低压区，诱导压裂液流向，造成改造效率较低[14]。③地层压力降低。地层压力降低导致裂缝有效闭合应力增大，对裂缝导流能力提出了较高要求。

针对加密井实施压裂工艺调整，一是采用减小段簇间距，增加裂缝条数，达到增加近井复杂程度;二是采用投球暂堵转向工艺，通过封堵已改造簇，继续是开启首次未进液簇，达到均匀改造的目的，并防止窜入老井的裂缝[15]。

JY2-X5井第2、3段以及JY4-X3井（16段）开展了多级投球暂堵的压裂工艺试验。主要工艺措施为：在相同的单段长度，采用单段6簇射孔，分两级，中途投球转向一次;单段9簇射孔，分三级，中途投球转向两次（见表5）。

JY4-X3井共有16段进行投球暂堵压裂工艺，共计12段出现第二级破裂压力比第一级明显偏高的特征;JY2-X5井2段进行投球暂堵压裂，均出现投球后破裂压力高于投球前的现象。投球后破裂压力上升明显。

JY2-X5井微地震事件显示（图9～10），第3段第1级在整段9簇两翼均有事件点的产生，表明9簇均有进液。第3级压裂事件点只分布在后几簇周围，微地震结果表明投球对部分射孔簇进行了有效封堵，暂堵起到了簇间转向的效果。

兩口井案例说明，通过压力变化、微地震监测以及压裂效果分析认为：投球暂堵转向工艺试验取得成功，在降低施工成本的同时，保证了改造强度。充分说明，通过压裂工艺优化，可以提高近井复杂程度，获得较好的试气产量。

4 结论与建议

（1）加密井具有较好的测试产量，但试气效果略差于老井;加密井与老井生产特征基本一致，但生产能力略低于老井;加密井具有一定的技术可采储量，但略低于老井，但是利用地面现状，可以实现效益开发;

（2）影响加密井效果的主要因素是：加密井两侧压力衰竭，诱导加密井裂缝走向，影响加密井压裂效果的，老井采出程度越高，对加密井影响越大;老井裂缝发育和缝网发育不对称，导致加密井对老井造成一定的影响，未达有效改造加密井，影响加密井压裂效果。

（3）针对影响加密井开发效果的因素，建议从两方面优化：一是从源头入手建立最优的开发方案，以实现在合理井距下均匀的泄流面积;二是通过采用压裂工艺优化，起到暂堵转向，提高近井和远井转向，有助于提高近井缝网复杂度和压裂液窜入老井裂缝衰竭区。

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