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苏里格气田致密气藏压裂改造技术研究应用

杨战伟;段瑶瑶;王丽伟;徐国伟;王婷婷

【摘要】针对苏里格气田致密砂岩气藏压裂改造后产能不理想的问题,分析了低压

致密气藏改造的难点,建立了低压致密气藏改造后的产能渗流模型和产能方程,分析

了影响改造后产量的关键因素,并对比了两口并不同压裂工艺下的生产效果.结果表

明,致密气藏压裂对地层的伤害包括压裂液本身造成的伤害及施工返排工艺造成的

伤害,压裂液返排时间对低压气藏伤害影响较大,采用低伤害无残渣清洁压裂液和采

用压裂液的快速返排工艺是提高低压致密气藏改造效果的关键.

【期刊名称】《石油地质与工程》

【年(卷),期】2018(032)006

【总页数】4页(P99-102)

【关键词】苏里格气田;致密气藏;压裂改造;渗流模型

【作者】杨战伟;段瑶瑶;王丽伟;徐国伟;王婷婷

【作者单位】中国石油勘探开发研究院,河北廊坊065007;中国石油勘探开发研究

院,河北廊坊065007;中国石油勘探开发研究院,河北廊坊065007;中国石油塔里木

油田分公司;海南福山油田勘探开发有限公司

【正文语种】中文

【中图分类】TE357

苏里格气田位于鄂尔多斯盆地，其中致密砂岩气藏资源量巨大，但资源转化和动用

程度低，主要表现形式为平均单井产量较低，苏里格气田东部（苏东）区块较为典

型，改造后平均单井产量低于1.0×104m3/d。苏里格气田储层压裂改造技术有一

个发展过程，经历过笼统压裂、纵向多层压裂、水平井多段压裂及“工厂化”体积

压裂，目前侧重于施工规模及加砂量的控制压裂［1-3］，随着压裂设备和施工技

术的进步，施工规模受限问题已经解决。但研究发现，部分区块压后产量与施工规

模相关性不强，因此需要更深入地研究苏里格低压致密气藏储层改造对压后产量的

影响。前人已对施工规模的优化进行了大量的研究，并筛选评价了低伤害压裂液

［4-5］，但对于致密气藏特别是对于黏土含量较高的气藏，水基压裂液对储层的

伤害仍然较高。基于目前苏里格气田的压裂液仍然以水基压裂液为主的特点，应从

储层改造的全过程分析压裂伤害对压后产能的影响。结合水平地应力两向差异及井

网布局特征，笔者提出改造后的储层流体渗流形态为平面双线性流，压裂不能增加

地层能量，只是减少了渗流阻力，因此需要研究压后储层流体的渗流形态，据此建

立了压后的产能模型，分析了压裂伤害是影响致密气藏压后产量的关键，并提出了

减少伤害的措施。

1低压致密气藏改造难点

生产数据表明，整个苏里格气田的储层流体压力系数都较低，苏里格气田东北区块

较为典型，压力系数在0.85左右，低于国内外典型致密气藏储层流体压力系数

30%～50%。储层孔隙结构微观分析表明，储层孔隙结构以超毛细管孔及微毛细

管孔喉为主，孔喉半径小；另外黏土含量较高，蒙脱石和伊蒙混层占比例大，粒间

孔隙及孔喉周围的黏土颗粒极易膨胀运移，堵塞孔喉，造成储层伤害。由于储层流

体压力系数低，靠地层自身能量解除伤害难度大；同时压力系数低导致流体返排速

度慢，增加了液相在储层中的滞留时间，进一步增大了储层伤害。因此，低压致密

气藏改造技术的选择难度较大［1］，改造过程中储层更易受到二次伤害。

2压后渗流模型及参数分析

2.1压后渗流模型

东北区块气井改造前后产能差异较大，压前大多无产能，无油气产出，即地层流体

无法流到井筒。造成这种结果的主要因素包括储层致密、压力系数低、钻井完井造

成的地层污染等；从渗流角度出发，可认为地层流体不发生平面径向流。压裂后油

井产量有较大的提升，证实储层流体开始通过人工裂缝进入井筒，地层流体的渗流

状态发生显著变化。因此可通过压裂后渗流状态分析，找出影响储层流体渗流的关

键因素，进而找到影响产量的工程参数。对于特低渗气藏，改造后储层流体遵循平

面线性流规律［7-8］，据此可建立压裂后渗流模型。

建立压裂后渗流模型的基本假设包括：均质地层无限大，隔层为不渗透边界，水力

裂缝为双翼对称裂缝，缝高为储层厚度，缝宽为定值。水力裂缝渗透率远大于基质

渗透率，为有限导流能力。油井产量恒定，地层内无垂向渗流，气体为达西流动，

忽略毛细管压力和重力的影响。

双线流模型的渗流包括两个阶段［4-5］，即地层流体沿水平方向线性流进入人工

裂缝阶段和裂缝内流体线性流进入井筒阶段，改造后油井产量由两阶段的气体渗流

状态共同决定，气体流动较差的阶段对井产量影响较大。

不考虑缝端气体渗流，在储层流体渗流的第一阶段，由于泄流半径远大于缝宽，可

以忽略缝宽的影响，地层流体流向裂缝的产量为：

在储层流体渗流的第二阶段，