蘇里格氣田壓裂施工方案優化

蔣麗君

【摘 要】蘇里格氣田開發受低滲透、井深、層薄、砂比低、返排率低的影響，加砂難度比較大，返排率低，增產效果不穩定。針對上述難點，設計實施了雙封隔器和三封隔器精細分層壓裂、前置液支撐劑段塞技術、高砂濃度頂替、適當提高砂比等一套有效的壓裂工藝技術措施，保證了壓裂的成功，成果對氣井壓裂具有重要的借鑒和指導作用。

【關鍵詞】氣田；優化；分層；段塞

文章編號：ISSN1006—656X（2013）09 -0228-01

一、概 述

蘇里格氣田受低滲透、井深、層薄、砂比低、返排率低的影響，加砂難度比較大，返排率偏低，增產效果不穩定；且層間、井間滲透率變化大，非均質性強，儲層壓力系數低，壓裂改造難度大，沉積環境復雜，砂體平面分布穩定性差，埋藏深，壓裂改造難度大。通過在蘇里格地區3年的壓裂，形成了一套針對有效的壓裂工藝技術措施，在液氮伴注壓裂施工現場靈活調節液氮排量、采用雙封隔器和三封隔器精細分層壓裂、前置液支撐劑段塞技術、高砂濃度頂替、適當提高砂比等壓裂工藝技術措施，保證了壓裂的成功。特別是S10H等5口水平井裸眼封隔器完井分四段加砂壓裂的成功，開創了蘇里格地區水平井壓裂的先河，為蘇里格深層氣田水平井壓裂積累了寶貴的經驗，成果對氣井壓裂具有重要的借鑒和指導作用。

二、壓裂施工方案優化

（一）靈活調節液氮伴注排量

蘇里格氣田屬于低壓、低滲透、水敏性地層，液氮泡沫壓裂液適用于此類地層。液氮泡沫液體具有濾失量小、摩阻損失小、壓裂液返排速度快、排出程度高的優點。針對蘇里格氣田儲層特點，采取前置液階段液氮大排量、加砂階段液氮低排量的全程伴注方式，對難加砂的儲層，則采取前置液液氮大排量伴注方式，力爭在前置階段將液氮量打足，給加砂階段留有更好的壓力空間，減少了壓力上升給施工帶來的風險。

（二）精細分層壓裂

蘇里格儲層非均質性強，儲層壓力系數低，氣層有效厚度小、多段、薄層，壓裂改造難度大。針對儲層特征開展雙封隔器分層和三封隔器分層壓裂，使氣層產能得到最大限度的開發。首先在井筒內低替壓裂液，打壓坐封封隔器，再打壓坐封滑套，通過油管注入壓裂液到第一層。第一層壓裂結束后關井，井口投φ38mm鋼球1個，待鋼球坐入滑套噴砂器后，用壓裂車向油管加壓，油管打壓至壓差達到30MPa左右時打掉滑套芯子，打開第二層壓裂施工通道，同時鋼球下落，封堵下層。工具開關正常后，開始壓裂第二層。

第二層施工結束后停泵關井，從井口投φ43mm鋼球1個，待鋼球坐入滑套噴砂器后，用壓裂車向油管加壓，油管打壓至壓差達到30MPa左右時打掉滑套芯子，打開第三層壓裂施工通道，同時鋼球下落，封堵下層。工具開關正常后，開始壓裂第三層。雙封隔器機械分層方式，可以實現不動管柱一天一次分壓兩層；三封隔器機械分層方式，可以實現不動管柱一天一次分壓三層，大大提高了施工質量和工作效率。

（三）高砂濃度頂替

頂替液的作用是將支撐劑充分頂入地層，避免支撐劑封堵油管，造成放噴困難或砂堵事故。實際施工中習慣性的以砂濃度100Kg/m3開始計算頂替量，那時混砂車的攪拌罐里幾乎沒有砂子了，是一個安全的頂替過程。但這樣也存在一個風險，即將高濃度的混砂液頂入地層過深，造成裂縫口閉合的情況，從而大大降低增產效果。經過現場經驗總結，采取最后一層在300Kg/m3時，此前壓裂層在200 Kg/m3時開始計算頂替量。如果還需要投球封堵下層，則砂濃度不宜過高，易卡住滑套，而最后一層施工結束后半小時左右開始放噴，不存在井口地帶裂縫閉合的風險。經過試驗，壓后增產效果明顯。

（四）前置液支撐劑段塞技術

前置液進入地層后濾失較大，造縫能力有限，在前置階段增加支撐劑段塞可以起到三個作用，一是打磨炮眼和溝通主裂縫，有利于降低摩阻，從而降低施工壓力，減少施工風險；二是試探性加砂，用以驗證施工員對地層的判斷，對正式加砂提供參考，指導主壓裂的起步砂比和砂比提高幅度；三是防止多裂縫的產生對施工造成不利的影響，封堵支縫、微裂縫，減少液體濾失，使前置液的造縫作用更加明顯，增加主裂縫的長度和高度，利于加砂的順利進行，提高壓裂效果。

（五）水平井裸眼封隔器完井分段壓裂

多家單位聯合組織實施的水平井裸眼封隔器完井分四段加砂壓裂，利用水平井技術提高單井產能先導試驗，提高單井產能，提高儲量動用程度。經過前期多方人員細致周密的組織配合，在蘇里格地區成功實施了4口16層的水平井壓裂，開創了蘇里格氣田水平井壓裂的先河。

三、應用實例

S10H是多家單位聯合組織實施的水平井裸眼封隔器完井分段加砂壓裂，壓裂層位H8，水平段氣層裸眼深度3417.64-4245.0m，水平段長827.0m，共分四段，儲層物性解釋第一層最差，三、四層較好。

施工第一層時開始排量3.5m3/min，壓力較高，達到66-61MPa，壓力始終較平穩且呈現緩慢下降趨勢，在前置液后期，為了減少地層液體濾失，提升排量到3.9m3/min，打前置液115.0m3后停止注氮，前置液中注入液氮12.3m3；再次提升排量到4.3 m3/min，保證排量不變，壓力在60MPa左右，加砂后期壓力上升較快，加砂35m3后達到63MPa，為避免砂堵，及時停砂頂替，頂替壓力64-70MPa，排量4.3-1.2m3/min，頂替液量14.8m3，達到設計要求。

壓完第一層后，投球打滑套施工第二層、第三層、第四層。

經過不停泵連續投球施工10小時，用液量達1384.5m3，加砂量達到133m3，創下了單井壓裂連續施工時間最長，加砂量最大，用液量最多等多項記錄，對地層進行壓裂加砂定點增產改造取得成功。該水平井的成功，開創了蘇里格氣田深層水平井壓裂的先河。

四、結論與認識

（一）施工過程中前置階段出現不明原因的壓力大幅度下降然后上升，應在加砂階段謹慎提升砂比；在加砂階段出現壓力持續下降的情況，應果斷停砂頂替，防止因脫砂造成砂堵；壓力在整個施工過程中波動明顯，不應一味追求高砂比，加砂量應適量，防止砂堵現象的發生。

（二）水平井水平段壓裂長度達800m，摩阻壓力高，在高砂比階段要保持排量穩定，防止液體抽空現象的發生。在高砂比階段排量下降或液體抽空，由于砂子的重力作用會產生沉積現象，摩阻增加，造成砂堵。

（三）山1層儲層悟性明顯差于H8，地層縫隙延伸性不穩定，壓力波動較劇烈，加砂困難，應采取低砂比加砂，多步小幅度提升砂濃度，避免砂堵現象的發生。

參考文獻：

[1]《采油技術手冊》第九分冊壓裂酸化工藝技術 萬仁溥、羅英俊編 589-647