詹 斌 王智君 丁 咚

（1.中國石化西南油氣分公司，四川 成都 610041；2.中國石化西南油氣分公司工程技術(shù)研究院，四川 德陽 618000）

0 引言

在川西中淺層沙溪廟組、川西深層須家河組和元壩須家河等致密砂巖儲層，采用常規(guī)儲層改造工藝很難獲得理想效果，儲量無法有效動用?？p網(wǎng)壓裂相比常規(guī)加砂壓裂可獲得更大的改造體積，獲得較常規(guī)壓裂更長的有效縫長及更高的導(dǎo)流能力，可大輻度提高儲層有限動用率，是動用低品位致密砂巖儲層的有效手段。因此，有必要進(jìn)行縫網(wǎng)壓裂技術(shù)在致密砂巖氣藏的適應(yīng)性分析及應(yīng)用評價，以探索適合于縫網(wǎng)壓裂工藝的儲層。

1 縫網(wǎng)壓裂機(jī)理

縫網(wǎng)壓裂主要基于儲層水平兩向主應(yīng)力的差值和裂縫延伸凈壓力的關(guān)系，當(dāng)裂縫延伸凈壓力大于水平兩向主應(yīng)力差值與巖石抗張強(qiáng)度之和時，容易產(chǎn)生分叉縫，多個分叉縫則會形成“縫網(wǎng)”系統(tǒng)［1］。

該工藝通過利用大排量、大液量、低粘度液體來溝通天然裂縫、巖石層理，形成裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，“打碎”儲層基質(zhì)，增大裂縫的壁面與儲層基質(zhì)的接觸面積，使得油氣從任意方向的基質(zhì)向裂縫的滲流距離最短，極大地提高儲層的滲透率，在長、寬、高三維方向?qū)崿F(xiàn)對儲層的全面改造，最大限度提高儲層的動用率和采收率［2］。

2 形成縫網(wǎng)的條件

縫網(wǎng)的形成與儲層地質(zhì)條件和工程條件有關(guān)。其中，地質(zhì)條件包括如巖石礦物組成、儲層的物性、天然裂縫及層理系統(tǒng)、地應(yīng)力及非均質(zhì)性等，這些是地層自身具備的物理?xiàng)l件，無法人為進(jìn)行控制。除了地質(zhì)條件，是否能產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫還與工程措施條件相關(guān)，如施工凈壓力［5］、施工液體粘度及規(guī)模，這些可以人為控制。綜合而言，有利于縫網(wǎng)形成的儲層條件包括：① 脆性特征指數(shù)（BRIT）大于40；② 水平地應(yīng)力差異系數(shù)（Kh）小于0.3；③ 裂縫較發(fā)育的儲層。而不同時滿足上述條件的，需要采用提高施工凈壓力、減小施工液體粘度、優(yōu)化施工液量等工程措施來實(shí)現(xiàn)縫網(wǎng)壓裂。

3 致密砂巖縫網(wǎng)壓裂工藝適應(yīng)性評價

針對川西、元壩陸相主力區(qū)塊，選取儲層脆性礦物含量較高的主產(chǎn)層位，對縫網(wǎng)壓裂工藝進(jìn)行了適應(yīng)性分析評價。

3.1 基礎(chǔ)條件適應(yīng)性

從表1的儲層工程地質(zhì)參數(shù)分析得出各區(qū)塊基礎(chǔ)條件是否適應(yīng)縫網(wǎng)壓裂技術(shù)實(shí)施。

1）新場沙溪廟組脆性特征指數(shù)小于40，不利于形成縫網(wǎng)；中江、高廟沙溪廟組脆性特征指數(shù)為40～50，為多縫向網(wǎng)縫過渡，有可能形成網(wǎng)狀裂縫；而新場須家河組脆性特征指數(shù)大于50，元壩須須家河組脆性特征指數(shù)大于60，可形成網(wǎng)狀裂縫。

2）從裂縫發(fā)育情況來看，新場、中江、高廟區(qū)塊裂縫基本不發(fā)育，不利于實(shí)現(xiàn)縫網(wǎng)壓裂；而新場須家河組、元壩須家河組為裂縫發(fā)育儲層，形成縫網(wǎng)的可能性較大。

3）各儲層均滿足產(chǎn)生剪切滑移的三應(yīng)力條件（σH＞σV＞σh），元壩須家河組儲層應(yīng)力差系數(shù)較低，即Kh小于0.3，形成縫網(wǎng)的可能性較大；而新場、中江、高廟沙溪廟組和新場須家河組水平應(yīng)力差系數(shù)均較高，即Kh大于0.3，較難形成縫網(wǎng)，需要從工程上采取措施來形成縫網(wǎng)。

從地質(zhì)條件及工程地質(zhì)特征分析，元壩須家河組具備利于縫網(wǎng)形成的3個條件；而新場須家河組不滿足條件Kh小于0.3；中江、高廟沙溪廟組只滿足縫網(wǎng)形成條件；新場沙溪廟組無一條件滿足。綜合分析可以得出，儲層實(shí)現(xiàn)縫網(wǎng)壓裂可能性由大到小排序?yàn)椋涸獕雾毤液咏M—新場須家河組—中江、高廟沙溪廟組—新場沙溪廟組。

3.2 工藝技術(shù)優(yōu)化

從降低施工液體粘度、提高施工凈壓力和優(yōu)化液體規(guī)模方面入手，選擇采用混合水壓裂工藝（即在常規(guī)加砂壓裂基礎(chǔ)上引入一定比例的降阻水或滑溜水工藝），力爭實(shí)現(xiàn)縫網(wǎng)壓裂。根據(jù)儲層巖性、物性、裂縫特征，工藝優(yōu)化為：新場沙溪廟組采用中頂降阻水注入方式，降阻水與壓裂液比例為1∶3～1∶4；中江、高廟沙溪廟組采用中頂降阻水注入方式，降阻水與壓裂液比例為1∶1～1∶2；新場須家河組采用交替注入混合水壓裂工藝，交替注入的級數(shù)為7～9級，液體規(guī)模為1 500～2 000 m3，降阻水占總液量比例為60%～70%；元壩須家河組采用交替注入混合水酸壓工藝，交替注入的級數(shù)為2～3級，液體規(guī)模為2000～2600m3，降阻水占總液量比例為60%～80%。

3.3 現(xiàn)場試驗(yàn)及評價

為了解縫網(wǎng)壓裂工藝的改造效果，選取了新場、中江、高廟沙溪廟組和新場、元壩須家河組幾口井進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。從表2、表3試驗(yàn)井壓裂效果情況分析得出：

表2 川西縫網(wǎng)壓裂工藝現(xiàn)場試驗(yàn)情況表

1）對Kh為0.3～0.5、BRIT為30～50、且裂縫不發(fā)育的儲層（XS23-18HF、JS33-23HF、JS102-7HF、GM109H）采用混合水壓裂工藝進(jìn)行改造，壓后產(chǎn)量相對鄰井無明顯提高，說明針對該類儲層，混合水壓裂工藝相對常規(guī)工藝無明顯優(yōu)勢，工藝適應(yīng)性較差；

2）對Kh為0.3～0.5、脆性特征指數(shù)BRT大于40且裂縫發(fā)育的儲層（XS1井）采用混合水壓裂工藝進(jìn)行改造，壓后產(chǎn)量相對常規(guī)工藝產(chǎn)量大幅度提高（壓后產(chǎn)量是常規(guī)工藝壓后產(chǎn)量的7.8倍），說明了縫網(wǎng)壓裂工藝對該類儲層具有較好的適應(yīng)性；

3）對Kh小于0.3、BRIT大于40、且裂縫發(fā)育的儲層（元壩須家河組）采用混合水酸壓工藝，壓后產(chǎn)量相對常規(guī)工藝產(chǎn)量大幅度提高，縫網(wǎng)壓裂工藝適應(yīng)性較強(qiáng)。

表3 元壩陸相縫網(wǎng)壓裂與常規(guī)工藝現(xiàn)場試驗(yàn)對比情況表

4 結(jié)論

1）致密砂巖儲層采用縫網(wǎng)壓裂工藝可大幅度提高儲層改造效果。

2）針對裂縫不發(fā)育的儲層，在增產(chǎn)效果方面，縫網(wǎng)壓裂工藝相對常規(guī)壓裂工藝無優(yōu)勢，適應(yīng)性較差。

3）針對裂縫發(fā)育、BRIT大于40且Kh小于0.5的致密砂巖儲層，縫網(wǎng)壓裂工藝具有較好的適應(yīng)性。技術(shù)應(yīng)用于新場須家河組、元壩須家河組氣藏4口井，實(shí)施成功率達(dá)100%。

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