低滲致密凝析氣藏壓裂難點及對策

劉 斌，尹 瑯

(中國石化西南油氣分公司工程技術研究院，四川 德陽 618000)

GM區塊沙溪廟組氣藏埋深2 300～3 100 m，平均孔隙度8.24%，滲透率0.22×10－3μm2，為低孔低滲致密儲層。該區塊于2014年投入滾動開發，前期壓裂及生產過程中均有凝析油產出，影響了壓裂改造效果。

通過分析，認為壓降快、排液困難、地層出砂是其主因［1］。從儲層及流體物性出發，通過室內實驗優化壓裂液配方、返排制度及工藝參數，形成了針對GM沙溪廟凝析氣層的壓裂工藝技術，改善了該區塊的開發效果。

1 提高壓裂改造效果難點

1.1 儲層應力敏感性強

GM沙溪廟組儲層巖心敏感性實驗表明，該區塊巖心總體表現為強應力敏和中等偏強水敏特征(見表1)。

表1 GM沙溪廟組儲層敏感性特征

對壓裂工藝來說，一方面要求降低壓裂液對儲層的水鎖傷害;另一方面要求控制排液及生產過程中的壓力，避免由于壓力降低過快對儲層及裂縫造成的不可恢復的傷害。

1.2 地層出砂導致井筒不暢

通過薄片分析和實驗表明，GM區塊沙溪廟組儲層膠結物含量少，疏松，經水泡或酸泡后在較大外力作用下會導致地層出砂(圖1)。地層出砂一方面導致膠結物在儲層中的運移阻塞油氣滲流通道，影響壓裂改造效果及生產的穩定性;另一方面會導致砂埋井筒。

圖1 GM101井鉆井巖屑與測試出砂對比

1.3 凝析油堵塞孔道

在凝析氣藏開采過程中會出現反凝析現象，即當氣井井底壓力降至流體露點壓力以下時，凝析油將從凝析氣中析出。當儲層中出現反凝析時，凝析油會從地層孔隙中析出，通過在地層孔隙表面的吸附、聚集，部分減小和堵塞氣體原有的滲流通道，從而導致氣體有效滲透率下降，滲流阻力加大，最終影響氣井產量。室內實驗采用反向氮氣→正向壓裂液破膠液→反向自吸凝析油→反向氮氣驅替的步驟模擬了這一過程對儲層的傷害，實驗結果顯示凝析油對儲層滲透率傷害高達95%以上 (表2)。同時GS301－2井壓恢測試 (圖2)也證實了由于凝析油的產出，導致表皮系數為13.03，嚴重污染了儲層。

表2 不同返排壓力下巖心氣測滲透率傷害情況

圖2 GS301－2井壓力雙對數曲線

2 壓裂技術對策

2.1 優化壓裂液配方［2］

GM沙溪廟組氣藏表現為中等偏強的水敏性特征且地層產出物中含有凝析油，因此需對其防膨性能及破乳性能進行優化。室內實驗結果表明(表3)，壓裂液中添加0.1%破乳劑其破乳性能102%;通過接觸角測定實驗(表4)，確定最優防膨劑加量組合為0.5%粘穩劑+0.5%增效劑+1%KCl。

表3 不同破乳劑加量的破乳率 %

表4 不同防膨劑組合下的接觸角

2.2 優化支撐劑粒徑

室內實驗表明，采用組合粒徑支撐劑，可以有效防止地層出砂。對于GM沙溪廟氣藏弱膠結的巖樣，隨著加壓時間的增加，剝落量逐步增加;支撐劑粒徑越小，巖石壁面剝落量越小，越有利于防止地層出砂(圖3)。但支撐劑粒徑過小會影響裂縫導流能力，綜合實驗數據(圖4)，80%的30/50目+20%的40/70目陶粒綜合性能最優。

圖3 不同陶粒組合巖心剝落情況

圖4 不同陶粒組合長導測試情況

2.3 控壓排液技術［3－4］

受儲層強應力敏感及凝析油的影響，在放噴排液過程中需要將井口壓力控制在露點壓力以上。利用井下取樣流體進行高壓物性PVT實驗，結果見圖5，測得露點壓力26.2 MPa，表明井底及地層在壓力下降至露點壓力后存在凝析油產出，根據井筒及生產條件換算，要求測試求產時井口壓力＞15 MPa。

圖5 GM33－4HF井流體相圖

3 現場實施情況

GS302－1井采用形成的工藝技術，以3.5～4 m3/min的排量將40 m3支撐劑及377 m3壓裂液泵入地層，壓后排液油壓控制在15 MPa以上，返排率達75.3%(圖6)。在油壓15.1 MPa、套壓16 MPa下求得天然氣產量為3.252 9×104m3/d，效果好于鄰井高沙302井(測試產量1.156 2×104m3/d，油壓4.5 MPa)。

該技術在GM地區沙溪廟組氣藏推廣應用，共實施開發評價井18口(5口探井)，施工成功率100%。直井測試12口，平均測試產量1.82×104m3/d;水平井測試6口，平均測試產量6.65×104m3/d，較前期平均測試產量提高129%。

圖6 GS302－1井控壓返排曲線

4 結論

(1)儲層敏感性、地層出砂及凝析油對儲層的污染是影響GM沙溪廟凝析氣藏壓裂改造效果的主要原因。

(2)通過室內實驗調試的壓裂液配方及優化的支撐劑組合，能夠降低壓裂材料及地層出砂對儲層的傷害。

(3)流體高壓物性表明GM沙溪廟儲層露點壓力為26.2 MPa，要求壓后排液及生產過程中控制井口壓力大于15 MPa。

(4)形成的針對性壓裂工藝可滿足該區塊壓裂施工要求，現場應用取得較好效果，較前期平均測試產量提高129%。

［1］ 沈海超，胡曉慶.非均質低滲凝析氣藏壓裂后低效原因分析及改進措施研究［J］．特種油氣藏，2012，19(2):116 －119.

［2］ 鄭軍林，陳峰.白廟凝析氣田水平井多段壓裂技術的實踐與認識［J］．油氣井測試，2014，23(4):50 －52.

［3］ 馬青印.白廟、橋口氣田低滲凝析氣藏挖潛工藝技術［J］．石油天然氣學報，2013，35(11):145 －149.

［4］ 楊立峰，謝正凱，盧擁軍，等.煤系烴源巖凝析氣藏改造技術研究與應用［J］．石油鉆采工藝，2O13，35(5):59 －63.