高廟區沙溪廟組凝析氣藏壓裂技術應用研究

劉 斌 尹 瑯

(中石化西南油氣分公司工程技術研究院，四川 德陽 618000)

高廟區沙溪廟組氣藏埋深于2 300—3 100 m，平均孔隙度約為8.24%，滲透率約為0.22×10-3μm2，屬低孔低滲致密儲層。該區塊在前期壓裂排液及生產過程中均有凝析油產出，且在排液過程中表現為井口壓力下降快、返排率低、凝析油產量較大及地層出砂等特征。本次研究主要針對以上問題，在儲層敏感性及流體高壓物性分析的基礎上，通過壓裂液配方優化、壓力工藝參數優化、壓后排液制度控制等措施，探討應用于高廟區沙溪廟組凝析油儲層的壓裂工藝技術，以改善氣藏開發效果。

1 壓裂改造影響因素分析

1.1 儲層敏感性

高廟區沙溪廟組儲層巖心敏感性實驗評價結果顯示，沙溪廟組儲層敏感性表現為強應力敏和中等偏強水敏特征。表1所示為高廟區沙溪廟組儲層敏感性特征。生產中需要在降低壓裂液對儲層傷害的同時，控制人工裂縫內的壓力，以避免壓力降低過快對儲層及裂縫的傷害。

1.2 地層出砂

部分氣井在壓后排液過程中存在地層出砂現象。薄片分析及實驗表明，高廟區沙溪廟組儲層膠結物含量少，儲層疏松，經水泡或酸泡后在較大外力作用下出砂的可能性較大。膠結物在儲層中發生運移，有可能阻塞油氣滲流通道，若運移至井底則會堵塞井筒，從而影響改造效果。

表1 高廟區沙溪廟組儲層敏感性特征

1.3 凝析油產出

在凝析氣藏開采過程中，當氣井井底壓力降至流體上露點壓力以下時，凝析油將從凝析氣中析出，從而使地層孔隙中凝析液量增加而出現反凝析現象［1，2，5，8］。凝析油通過地層孔隙表面而吸附和聚集，一定程度上縮小或堵塞了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，氣井產能明顯下降［3-4］。室內實驗顯示，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”的步驟評價凝析油對儲層的傷害，實驗數據表明凝析油對儲層滲透率的傷害高達95%以上。表2所示為不同返排壓力下巖心氣測滲透率、傷害率情況。同時GS301-2井壓恢測試也證實，凝析油的產出導致表皮系數達13.03，嚴重污染了儲層。

2 壓裂工藝技術優化

2.1 壓裂液配方優化

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，壓裂液中添加0.1%破乳劑時，其破乳性能可達102%。表3所示為不同破乳劑下的破乳率。通過接觸角測定實驗，確定最優防膨劑加量組合為“0.5%WD-5+0.5%BM-B10+1%KCl”。表4所示為不同防膨劑組合下的接觸角。

表2 不同返排壓力下巖心氣測滲透率、傷害率情況

表3 不同破乳劑下的破乳率

表4 不同防膨劑組合下的接觸角 (°)

2.2 支撐劑粒徑優化

對于沙溪廟氣藏弱膠結的巖樣，隨著加壓時間的增加，其剝落量逐步增加;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1所示為不同陶粒組合巖心剝落直方圖。但支撐劑粒徑過小會影響裂縫導流能力，根據實驗數據確定“80%的30/50目+20%的40/70目”陶粒綜合性能為最優。圖2所示為不同陶粒組合導流測試曲線。

2.3 返排工藝措施

受到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［6-7］。利用井下取樣流體進行高壓物性PVT實驗，測得露點壓力26.2 MPa。這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大于15 MPa。圖3所示為GM33-4HF井流體相圖。

圖1 不同陶粒組合巖心剝落直方圖

圖2 不同陶粒組合導流測試曲線

圖3 GM33-4HF井流體相圖

3 現場實施情況

在沙溪組GS302-1井應用優化后的工藝技術。采用3.5 ～4.0 m3/min排量，泵入地層40 m3支撐劑及377 m3壓裂液，壓后控制油壓15 MPa以上排液，返排率達到75.3%;在油壓15 MPa及套壓16 MPa下求得天然氣產量為3.25×104m3/d，效果優于鄰井高沙302井(302井測試產量1.16×104m3/d，油壓4.50 MPa)。圖4所示為GS302-1井控壓返排曲線。

圖4 GS302-1井控壓返排曲線

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

4 結語

儲層敏感性、地層出砂及凝析油對儲層的污染是影響高廟沙溪廟凝析氣藏壓裂改造效果的主要原因。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。流體高壓物性表明高廟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。最終實施的針對性壓裂工藝可滿足該區塊壓裂施工要求，現場應用效果較好，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.

［5］盧斐，孫雷，張瀚奭，等.大澇壩凝析氣藏考慮多孔介質影響的衰竭開采相態特征［J］.油氣藏評價與開發，2014(4):30-33.

［6］趙薇.凝析氣藏增產工藝技術［J］.石油知識，2013(4):13-15.

［7］鐘嘉，史紀元，李靜.低滲致密氣藏和凝析氣藏的壓裂技術研究［J］.內江科技，2013(4):52-53.

［8］曹麗麗，董平川，李濤，等.凝析液析出對凝析氣藏產能的影響［J］.大慶石油地質與開發，2012，31(6):89-93.