單層小油管光管壓裂技術在延長氣田的應用研究

白勝偉，康一平

(陜西延長石油(集團)有限責任公司 油氣勘探公司，陜西 延安 716000)

近幾年，我國在經濟穩步發展的同時更加重視環境保護，清潔環保的能源供應越來越受到國家及人民的青睞，特別是天然氣能源[1-4]。然而在我國探明未動用的天然氣儲量中，大部分天然氣儲量屬于低孔低滲氣田所有。從我國目前現狀來看，低孔低滲氣田、氣藏的開發有著重要的意義。一方面國內天然氣的開采不能滿足國家經濟發展以及人民日常生活需要；另一方面天然氣探明未動用儲量還十分巨大，采用合適的、有效益的開采方式動用這一部分儲量，可以大幅提升我國的天然氣產量[5-7]。壓裂技術應用在低孔低滲氣藏勘探開發中，極大地改善了低孔低滲氣藏開發生產效果。延長氣田在榆林地區對儲層改造基本都是采用常規壓裂方式，管柱結構中都連接了封隔器和節流器，這樣就會導致施工時壓力很高[8-12]。為了避免打開水層，一般會在氣層頂部小幅度射孔，這樣會導致壓裂改造時施工壓力更高。為了規避常規壓裂的弊端，我們在針對單層壓裂改造時去掉封隔器和節流器，只采用光油管施工，發現既可以減少地層產水量，又能有效降低施工壓力，為后期單層小油管光管壓裂技術在本地區廣泛推廣提供了數據支撐。

1 實例分析

延長氣田在榆林地區的氣藏分布于陜北黃土梁峁丘陵區北端，毛烏素沙漠南緣，構造上位于鄂爾多斯盆地西傾單斜構造陜北斜坡單元。該區域富含石油、天然氣、煤炭等資源，延長油氣田不斷加大對該區域天然氣勘探開發力度，形成了一定的天然氣生產規模[13-15](圖1)。

圖1 榆林區域井位分布圖

鄂爾多斯盆地橫山-子州-榆東區域氣藏主要含氣目的層位為本溪組、馬家溝組以及山西組等，儲層孔隙度在5.2%～8.6%，滲透率在(0.5～0.92)×10-3m2，屬于典型的低孔低滲氣藏。該區域本溪組、馬家溝組以及盒子組和山西組部分含氣層位發育正韻律旋回[16]，電阻曲線顯示為漏斗形，聲波時差曲線偏小，整體反映出儲層上細下粗、比較致密的特點。

目前針對這種低孔低滲氣藏的勘探開發，都是采用壓裂技術來改造儲層達到有經濟效益的開采[17]。延長氣田在榆林區域的氣藏壓裂基本上采用的是Ф73.02 mm油管常規壓裂。如果單氣層全部打開，常規壓裂后生產出水量大，容易造成氣井所射層位水淹；如果采用射開氣層上段、避開下段含水高的方式，則會減小油層的打開程度，導致壓裂施工時壓力偏高，從而影響氣井生產時的氣量。

目前采用的Φ 73.02 mm油管常規壓裂所引起的問題極大地制約了延長氣田在榆林地區氣藏的開發工作。因此，急需對壓裂技術進行研究、改進，找到一種適合的壓裂技術以達到提高施工排量、降低施工壓力、有利于后期排液以及很好地動用氣層產氣能力[18]。

2 單層小油管光管壓裂技術

延長氣田所使用的單層小油管光管壓裂技術，與常規壓裂技術最大的不同在于，壓裂所用油管直徑從Φ73.02 mm變為Φ60.32 mm，同時壓裂配套使用的套管頭、排液的抽汲工具等都進行了相應改變。單層小油管光管壓裂技術在實際使用中需要滿足以下幾個條件：壓裂井氣層段固井質量合格，套管和套管頭抗壓符合技術要求，井內無分級箍；加砂壓裂氣井采氣樹下方雙公短接材質盡量以P110為主，如果是酸壓氣井，則材質以80 S或110 S為主。同時，對小油管抽汲工具進行改造后，壓裂結束后的排液效率大幅提高，大大降低了壓裂殘液對地層的傷害。

3 單層小油管光管壓裂技術現場應用效果

延長氣田在榆林地區的橫山、神木和清澗等區域共實施光油管壓裂12口井，其中油管外徑φ73.02 mm壓裂施工1口，油管外徑φ60.32 mm壓裂施工11口；實施的目的層位：本溪組7口、馬五層4口、盒8層1口。具體情況如下：

本溪組因橫山區域光油管壓裂只實施1口，施工排量變化不大，破裂壓力較低，最大施工泵壓較常規壓力降低了17.3 MPa，整體施工壓力較低，保障了施工安全(表1)。

從表2可以看出，在神木區域本溪組實施的光油管壓裂較常規壓力排量提高了0.65 m3/min，破裂壓力較常規壓裂降低了11.6 MPa，最大施工泵壓降低了2.3 MPa。

表1 橫山區本溪組壓裂數據統計表

備注：實施1口。

表2 神木區域本溪組壓裂數據統計表

備注：常規壓裂實施2口；光油管(Φ 60.32 mm)壓裂實施3口，光油管(Φ 73.02 mm)壓裂實施1口。

整體對比本溪組的壓裂數據，可以看出光油管壓裂排量數據比常規壓裂排量平均較高，破裂壓力和最大施工泵壓下降比較明顯。

對馬家溝組的壓裂數據進行統計，可以看出光油管壓裂排量數據比常規壓裂排量平均能高0.3～0.7 m3/min，破裂壓力幾乎沒有變化，最大施工泵壓橫山區馬家溝組光油管壓裂(60.32 mm)較常規壓裂能下降45 MPa；神木區域因為井深較淺，故破裂壓力和最大施工泵壓比橫山區域低(表3和表4)。

表3 橫山區馬家溝組常規壓裂數據統計表

備注：實施2口。

表4 神木市馬家溝組光油管(60.32 mm)壓裂數據統計表

備注：實施2口。

4 結論

延長氣田在榆林地區氣藏實施12口單層小油管光管壓裂井，通過施工工序以及結果可以得出以下結論：1)采用單層小油管光管壓裂技術能夠提高施工排量、降低施工壓力、提高攜液能力和有利于壓裂液的返排。同時，可以節省封隔器的使用，避免帶分隔器施工造成的風險。2)對于可能產水層，需要減少射孔段的打開程度，或射孔段位置上移，導致施工壓力增高，使用光油管壓裂，可以有效解決施工壓力過高的現象；對于致密層，油套環空同時注入可以降低施工壓力，提高壓裂成功率。3)對于常規儲層，在固井質量合格的前提下，可大幅提升排量，增加裂縫縫長，提高地層改造效果。