川西低渗致密气藏低伤害大型压裂技术研究与应用

摘要

我国低渗致密砂岩气藏分布广泛,规模化勘探开发起步较晚,1995年川西侏罗系气藏通过压裂技术投入规模开发,是国内首个进入调整递减期致密砂岩气藏。致密砂岩气藏具有低孔、渗、非均质性强、储量大、层系多、产量低特性,加砂压裂是开发该类气藏的必须手段。川西碎屑岩气藏2007年前后逐渐转入以动用难动用储量为主的开发调整阶段,难动用储量在开发中表现出了“改造效果差、单井产量低、储量动用程度低和气井产量压力递减快”等问题。论文以川西新场气田沙溪庙低渗致密气藏为例,以降低压裂过程中全过程伤害为目标,开展难动用储量储层伤害机理研究,以低伤害大型压裂工艺技术为手段,进一步提高致密碎屑岩储层压裂工艺技术水平和改造效果。
　　 论文针对新场气田沙溪庙气藏地质特征,首先通过室内压裂液滤饼伤害实验、压裂液残渣伤害实验、裂缝导流能力敏感实验、非达西渗流实验等,分析了对低渗多孔介质渗流的影响因素,得出了新场沙溪庙气藏储量难动用原因,提出了低渗多孔介质储层压裂技术对策,即低伤害压裂和大型压裂。进而针对低伤害压裂技术的核心关键-低伤害压裂液和高效返排技术,通过室内实验,研制了低伤害增效压裂液和超低稠化剂浓度压裂液,形成了基于压裂液浓缩的分段优化破胶技术。通过引入压裂液动态滤失概念,结合支撑剂临界出砂流速及水锁气藏启动压力实验分析,重新组建了水力压裂裂缝强制闭合模型,为压裂液高效返排工艺设计提供了理论依据,并在此基础上建立了纤维加砂、液氮增能和基于压裂后近井压力场模拟的压后压裂液返排优化控制技术。同时又针对致密砂岩大型压裂核心-提高单井加砂规模,一方面通过理论模型分析合理优化了单层加砂规模,另一方面通过多层压裂和水平井技术多段压裂,提高单井加砂规模,初步形成了适合川西气藏的大型压裂优化设计技术、多层分层合采压裂技术和水平井分段压裂技术。最后经现场应用表明:研究形成的低伤害压裂液较前期压裂液伤害率降低了12％,压裂液返排率较前期提高了20%,成功实施了单层200m3加砂规模改造、4层分层压裂改造、水平井5段分段压裂改造。通过论文研究成果的应用,实现滚动扩边增储342x108m3,新动用难动用储量140x108m3,储量动用率提高11%,难动用储量气井产能提高2-3倍。