页岩气藏体积压裂技术概述

页岩气作为一种储存在页岩中的非常规天然气,其巨大的储藏量和可持续性使得其开发成为世界各国关注的能源焦点.利用传统的水力压裂方式形成单一对称双翼裂缝的增产改造技术目前已不能满足页岩气产量的需求.为此,美国提出了改造油气藏体积(Stimulated Reservoir Volume,SRV)的概念,即通过压裂形成复杂裂缝网络,极大地改造储集层有效泄油体积,从而达到提高页岩气产量的目的.对体积压裂原理及工艺技术现状进行了简要的回顾,认为体积压裂是目前页岩气开发最为有效的技术之一,虽然其技术工艺已有一定的进步,但对于体积压裂力学机理仍缺乏深入认识,与之配套的压裂优化设计和施工工艺技术也有待进一步研究和开发,同时给出了下一步体积压裂研究应努力的方向.     

页岩气水平井不同压裂模式改造效果分析

针对威远地区页岩气水平井的地质条件、压裂工艺、测试数据及生产数据进行分析,模拟压后裂缝形态及改造体积。选取2口水平井,分别采用"低黏滑溜水段塞式加砂"工艺和"低黏滑溜水+交联胶连续加砂"工艺,二者测试产量基本相当,但单井返排率、累计产量及最终可采储量相差较大。采用"低黏滑溜水段塞式加砂"工艺的水平井,压后裂缝形态更为复杂,改造体积更大,压裂效果更佳。     

涪陵焦石坝页岩气初期产能主控因素研究

至2015年底,涪陵页岩气田焦石坝区块已累计完成压裂试气并投产191口页岩气井,建成50亿方/年生产能力。以室内实验为基础,结合生产实际,对影响涪陵页岩气水平井初期产能的主要因素开展研究,得到各影响因素与页岩气产能之间的关系。研究表明,有机碳含量(TOC)、脆性指数(BI)及单井压裂总液量是页岩气井初期产能的主控因素。其中:有机碳含量是页岩气单井高产的物质基础,和初期产能相关性最好;脆性指数其次,是页岩气单井高产的主要因素;单井压裂改造总液量是页岩气单井获得高产的必要因素,改造体积越大,增产效果越明显。     

考虑储层改造体积页岩气藏复合模型

针对页岩气藏中水平井结合体积压裂开采、吸附气和游离气共存的方式,建立考虑储层改造体积的页岩气藏复合模型,定义新的参数表征基质中吸附解吸气量与游离气弹性释放量的比值,且将储层分为人工主裂缝区域、储层改造区域和未改造区域,其中人工主裂缝基于离散裂缝模型降维处理,储层改造区域为双孔双渗模型,未改造区域为单孔隙介质模型;模型采用有限元方法进行求解,与双重介质解析解对比验证算法的正确性.结果表明:页岩气藏水平井体积压裂复合模型主要存在主裂缝周围线性流、过渡区域拟稳态、窜流阶段、未改造区域的拟径向流动和到达边界后的拟稳态等5个主要流动阶段,且考虑吸附解吸后,定产量生产所需压差小,压力波传播到边界时间长,压力导数曲线凹槽更加明显,定井底流压生产时压裂水平井产量更大,稳产时间更长;储层改造体积越大,到达区域拟稳态流越晚,可判定储层改造体积;Langmuir吸附体积越大,压力波传播越慢,所需压差越小,压力导数曲线凹槽越深,页岩气藏稳产时间越长,产量越大,但产量的增幅越来越小.     

涪陵一期页岩气水平井分段压裂效果分析

页岩气水平井压裂改造的好坏是影响压后产能的重要因素。通过对储层特征进行剖析,认识到涪陵一期页岩气储层有利于体积压裂改造;从地质储量、天然裂缝发育、改造方式、各项施工参数等方面进一步剖析一期施工井分段压裂效果,得到了相应的结论,为一期后期、二期井位的布井和试气等提供参考。     

西峰油田白马南区裂缝发育储层合理开发技术研究

白马南区为西峰油田重点区块之一,该区具有裂缝系统发育,储层渗透率低等特点。根据岩心观察、薄片鉴定、X-CT扫描等分析结合生产验证表明,该区裂缝与天然隐裂缝均比较发育,微裂缝对改善储层物性有一定的作用,天然隐裂缝易注入水使沿单方向突进,形成暴性水淹,开发效果变差。通过采用菱形反九点井网,裂缝线状注水方式结合超前注水技术与压裂改造等措施的实施,提高了单井的产能,取得了较好的开发效果。     

涪陵气田江东区块气井产能构造影响因素研究

为明确构造因素对页岩气井产能的影响机理,从页岩含气性和压裂改造效果两方面入手,结合涪陵气田江东区块60多口水平井的试气情况,对影响江东区块页岩气井产能的主要构造因素开展了攻关和研究。研究表明:①构造是影响单井产能的关键因素,江东区块构造南北具有差异性,构造变形南强北弱;②断层级次和规模的不同对页岩气保存条件影响的程度(范围)不同,进而影响页岩储层的含气性;③构造埋深、构造形态、天然裂缝发育特征是影响江东区块压裂改造效果的主要构造因素。     

四川盆地长宁地区页岩气井压裂效果影响因素分析及对策研究

在长宁页岩气开发实践中,通过精细化评层选区、提高优质储层钻遇率和工厂化压裂作业等实现了效益开发。但现有的开发模式造成强非均质性的页岩气藏单井产量差异大,说明现有认识和技术存在针对性不强的缺陷。在总结目前长宁地区201井区龙马溪组页岩气井开发效果的基础上,对天然裂缝、施工规模、加砂强度等影响压裂效果的因素开展定量化分析,评价其对压后裂缝尺寸、导流能力、压后产量的影响,为下一步的参数优化和开发方案调整提供依据。     

涪陵页岩气田压裂配套工艺现状及思考

涪陵页岩气开发潜力巨大,压裂是页岩气提高单井产量、改善开发效果和提高采收率的重要途径之一。总结分段压裂改造、压裂液体系、泵送桥塞与射孔联作技术等技术,认为长水平井分段压裂、重复压裂、同步压裂、裂缝监测技术以及"井工厂"压裂模式是当前页岩气压裂施工工艺的主体,清水压裂液和复合压裂液是应用最广泛的压裂液体系。要进一步提高压裂施工的经济和社会效益,必须提高改善页岩气渗流条件的程度,降低页岩气压裂对环境的影响。     

复杂人工裂缝网络系统流体流动耦合研究

为实现体积改造中复杂人工裂缝网络系统中主裂缝与分支裂缝流动最优匹配关系,根据体积改造中复杂裂缝三线性渗流模式及裂缝网络最优耦合的重要性,建立考虑裂缝网络中主、支裂缝匹配关系的数学模型。结果表明:在体积改造形成的复杂裂缝网络中,由于三线性流的存在,主、支缝中也存在非达西效应,当渗透率小于0.1mD时,主缝与支缝的非达西效应影响较小,一般小于5%;当渗透率达0.1mD以上时,随渗透率增加影响增大,考察支缝数量由10条增到200条时,对产量影响明显变强,可达50%以上.揭示主、支缝匹配关系在复杂网络系统中的真实性与重要性,为现场复杂网络压裂方案优化提供理论基础.