某頁巖氣壓裂試氣綜合施工技術研究與應用

劉讓初，趙曉龍

某頁巖氣壓裂試氣綜合施工技術研究與應用

劉讓初，趙曉龍

（中石化中原石油工程有限公司井下特種作業公司，河南濮陽 457001）

我國頁巖氣勘探開發至今，雖在重慶市涪陵區焦石區塊已取得顯著成績，形成“焦石開發模式”；但對于其他地區頁巖氣試氣壓裂技術在仍在摸索階段，壓裂試氣工藝將直接影響頁巖氣井的產量。×××區塊頁巖氣壓裂試氣技術正在施工中不斷改進、完善，并逐漸取得突破。對該地區頁巖氣水平井成功試驗了試氣流程優化技術、電動泵壓裂技術、微地震裂縫檢測技術、“大通徑橋塞+可溶性壓裂球”工藝技術、連續油管水平井鉆磨修套技術、連續油管液壓坐封、延時射孔技術、“×××區塊模式”新排液技術等壓裂試氣綜合技術，創區×××塊8項技術指標，經濟效益顯著。

頁巖氣壓裂試氣；施工技術研究；應用

1　現場應用情況及成果創新點

目前已成功完成××2個平臺11口井的試氣壓裂工作。對該地區頁巖氣水平井成功試驗了試氣流程優化技術、微地震裂縫檢測技術、“大通徑橋塞+可溶性壓裂球”工藝技術、連續油管水平井鉆磨修套技術、連續油管液壓坐封、延時射孔技術、“×××模式”新排液技術等壓裂試氣綜合技術，創該區塊8項技術指標。

本項目的創新點是：形成一套適合×××區塊頁巖氣試氣壓裂工藝技術。

2　主要研究內容及取得成果

2.1×××地區頁巖氣儲層基本特征研究

2.1.1區域地質背景

×××三維區塊內構造軸部為北西西—南東東向，構造形態表現為南北緩坡，中間平緩的構造特征。三維區塊西北部斷層最發育，東南翼斷層次發育，走向多為北東、北北東及近南北走向，斷距大，延伸長。三維工區斷層從淺到深由簡單變復雜，斷層走向為近北東向。二疊系上統底界，位于工區西北部僅有三條斷層，向下到寒武系后，斷層增加到18條，斷層由少變多，斷距也由小變大。二疊系上統底界、二疊系下統底界、奧陶系上統底界三層的構造具同相性，有二條斷層斷開上述三套地層。寒武系的斷層其走向和斷距與上覆地層差別較大，斷層走向為近東西向，一般僅斷開寒武系，斷層長度最長的是30號斷層橫貫大半個工區。×××背斜核部出露寒武系、志留系，兩翼為二疊系～三疊系。出露最老地層為下寒武統龍王廟組，頂部多出露二疊系。

2.1.2×××構造基本特征

×××背斜構造西段未作地震，只有東段做線距3～4km的二維地震，以下為東段地震勘探成果。

2.2×××區塊頁巖氣壓裂試氣技術研究

2.2.1×××區塊壓裂試氣難點分析

（1）×××區塊施工經驗匱乏，對儲層及地質條件的認識存在不足。

（2）×××區塊水泥環與底層和套管膠結較差，固井質量不好，套管易發生變形，對泵送橋塞-射孔聯作造成極大難度，同時在壓裂施工中存在較大安全隱患。

2.2.2×××區塊頁巖氣壓裂試氣技術應用

2.2.2.1優化試氣測試流程技術

將地面流程的管匯臺由原來“4進6出”改造為“5進7出”，滿足一個管匯臺實現3口井同時放噴排液，3口井各兩個通道，在任何一個通道發生油嘴堵塞或刺漏均可以倒換到另一條通道；達到3口井共用2個熱交換器、2個分離器，實現了3口井獨立或同時放噴求產。

2.2.2.2微地震裂縫監測技術

微地震裂縫監測技術的主要依據是，在水力壓裂造縫過程中，巖石的剪切滑動開裂類似于沿斷層發生的微地震或微天然地震。這些微地震事件產生的地震波信號可以在一定范圍內被地震檢波器檢測到。根據記錄到的微地震信號或微地震波列，通過數據分析處理可得到震源的信息。在壓裂過程中，隨著微地震事件在時間和空間上的產生，微地震定位結果便連續不斷更新，形成一個裂縫延伸的動態圖。

2.2.2.3連續油管水平井鉆磨修套技術

下2＂連續油管+Ф73mm×0.18m鉚釘連接器+Ф73mm× 0.31m雙閥板單流閥+Ф73mm×0.39m液壓丟手+Ф73mm× 0.15m雙向循環閥+Φ73mm×0.18m變扣接頭+Φ73mm× 1.56m震擊器+Φ89mm×1.47m螺桿+Φ79mm×0.4m變扣接頭+Φ105mm×0.35m銑錐；下放至2 870.00m遇阻，開泵磨銑，泵壓控制在15.0～23.0MPa，排量控制在0.1～0.2m3/min，至原遇阻無遇阻顯示。

3　現場應用情況及經濟技術指標

3.1現場應用情況

3.1.1×××區塊連續油管水平井液壓坐封、延時射孔技術應用

×××井井眼軌跡復雜，在最大狗腿度16.46°/30m，通過3次模擬橋塞實驗得出，泵送電纜+射孔槍工具串暫無法通過深度2 690m。在電纜泵送橋塞-射孔無計可施的情況下，該井在國內頁巖氣施工首次采用連續油管液壓坐封、延時射孔起爆技術，成功的完成第二段至第八段橋塞坐封、射孔施工，同時在連續油管上提下放工具串過程中對井深2 690m附近打磨，為后續十二段成功泵送電纜+射孔槍具串奠定了基礎。3.1.2 ×××區塊排采技術應用

×××區塊通過現場11口井試驗，在放噴測試期間φ7mm開始出砂，在8～10mm期間易出現砂橋。延長關井監測壓力時間和φ1～6mm油嘴放噴時間，可以明顯減少地層出砂，同時可以減弱“砂橋式”出砂影響。

在×××井“砂橋式”出砂砂堵時，現場及時處理，正確的采用“砂橋式”出砂解決方案，在×××井砂堵時8h后成功解堵，避免使用連續油管沖砂，節省了時間和成本。

4　結束語

1）在壓裂施工中，發生砂堵時，用φ6mm以下油嘴，節流閥控制解堵，依靠地層流體將球溶化解除砂堵。

2）延長關井觀測壓力時間和φ1～6mm油嘴放噴時間，減少地層出砂；φ7～10mm每個油嘴制度放噴時間應大于72h，減弱“砂橋式”出砂影響。

［1］ 朱克祥.涪陵頁巖氣壓裂試氣施工工藝配套與應用［J］.江漢石油科技，2016，（1）：67-69.

Research and Application of Comprehensive Construction of A Gas Shale Gas Fracturing Test

Liu Rang-chu，Zhao Xiao-long

My shale gas exploration and development so far，although in Fuling District of Chongqing Jiao stone block has been remarkable achievements，the formation of “dry stone development model”；but for other parts of the shale gas fracturing test is still in the exploratory stage technology，test gas fracturing process will directly affect the production of shale gas wells.In ××× block shale gas fracturing gas testing technology under construction continue to improve，improve，and gradually breakthrough.The region horizontal shale gas well successfully tested gas test process optimization technology，the electric pump fracturing technology，microseismic fracture detection technology，“Chase Drive bridge plug+soluble frac ball” technology，coiled tubing horizontal well drilling and grinding repair sets technology，coiled tubing hydraulic packer，delay perforating technology，”××× block mode” new technologies fracturing fluid discharge gas testing integrated technology，a area ××× block 8 technical indicators significant economic effect.

shale gas fracturing gas test；Study on Construction Technology

TE37

A

1003-6490（2016）06-0052-02

2016-05-28

劉讓初（1973—），男，河南濮陽人，工程師，主要從事井下特種作業工作。