吉林油田頁巖壓裂技術研究

何慧

（中石油吉林油田分公司油氣工程研究院 吉林松原 138000）

1 概述

吉林油田頁巖油資源分布領域廣、多層系、資源豐富，具有較大勘探潛力及前景，但基質物性極差，主力層系基質平均孔隙度在4%左右，滲透率在幾百納達西，無自然產能，且吉林油田頁巖油資源為陸相儲層，與國內外開發效果較好的海相儲層相比差異性大（表1），類似陸相頁巖油氣藏成功開發經驗缺乏。

2 室內基礎研究

2.1 頁巖可壓性分析

可壓性是指儲層壓裂形成復雜裂縫網絡能力，而儲層物性差、基質滲流能力，通過大規模縫網壓裂提高儲層泄油面積是增產有效手段。基于國內外研究進展，認為儲層可壓性主要影響因素為巖石脆性、天然裂縫發育程度等。通過頁巖巖芯可壓性系統評價，認識到吉林頁巖儲層脆性指數較高，且天然裂縫較發育，受壓容易形成復雜裂縫縫網，綜合可壓性好，為壓裂技術對策提供了理論依據。

（1）頁巖巖芯表觀儲層層理、微裂縫發育，巖樣破碎現象明顯（圖1）。

（2）頁巖儲層巖石可壓性綜合測試評價，可看出巖石破壞過程中層理開啟破壞聲波明顯，受壓時即產生裂縫，凈壓力建立較易，隨壓力升高，裂縫越多。

2.2 頁巖破裂規律認識

（1）頁巖層理發育，且對裂縫擴展影響較大，壓裂易形成水平縫。

表1 吉林油田頁巖儲層特征與國內外對比結果表

圖1 頁巖巖芯實物圖

（2）頁巖儲層裂縫開啟較容易，且大規?？p網壓裂可提高裂縫復雜程度。

（3）頁巖油儲層聲發射事件較為分散，證明受壓時即產生裂縫，隨壓力升高，裂縫越多，即凈壓力建立較易，大規?？p網壓裂可提高裂縫數量和裂縫復雜程度。

3 礦場現場試驗

2018年已完成頁巖油壓裂9口井，實施過程中利用小型壓裂測試解釋及壓裂分析手段，印證室內基礎認識，逐步形成了測試解釋及高密度完井+大規?？p網壓裂提高儲層改造程度的壓裂工藝技術，見到了好的效果。

3.1 壓裂測試分析

（1）頁巖壓裂擴展規律與砂巖差異性大，水平裂縫特征較明顯。水平裂縫形成條件是水平最小主應力大于上覆巖石壓力，或凈壓力大于水平與上覆巖石應力差值，而上覆巖石壓力與密度（約2.5g/cm3）及厚度有關，壓裂停泵壓力梯度0.025MPa/m左右說明存在水平縫可能，目前施工9口井34段24段停泵壓力梯度0.025MPa/m以上，水平分量明顯。

（2）頁巖石力學特征特異，脆、韌性反應明顯，建立凈壓力普遍較容易，凈壓力易達到10MPa以上，而凈壓力高容易形成縫網。

3.2 縱向高密度射孔+大規模壓裂試驗

通過室內及主壓裂前測試分析認識到頁巖儲層水平縫分量大，縱向擴展相對較難，而頁巖儲層縱向發育好，厚度大，因此借鑒限流壓裂技術理念，通過縱向儲層全部射開，控制每米射孔孔眼數量，同時進行壓裂參數優化，利用先壓開層位孔眼節流壓差，促使壓裂液體分流，從而達到縱向儲層全部壓開、改造充分的目的。

（1）應用測試壓裂手段，進行射孔方式及壓裂參數優化，保證縱向多簇開啟。X389井第一段（7簇）11.5m3/min排量下，節流壓差10.1MPa，有效孔27個，而應力差值為3MPa，設計排量12m3/min能保證各簇充分開啟。

（2）大規?？p網壓裂施工，提高儲層改造程度，改造效果好?，F場實施9口井，4口井見工業油流，其中H197井全井3段13簇壓裂，孔密6～13孔/m，砂量213，液量4250，壓后獲19.5方高產油流。

4 結論與認識

（1）頁巖破裂規律與常規砂巖迥異，需開展系統室內評價，靈活運用壓裂測試手段，針對性進行壓裂工藝模式優化；

（2）縱向高密度射孔+大規模壓裂技術模式能夠大幅度提高頁巖儲層橫縱向改造程度，進而提高單井產能。