CN109915098A

CN109915098A - 致密砂岩气压裂增产工艺

Info

Publication number: CN109915098A
Application number: CN201910233161.8A
Authority: CN
Inventors: 张路建; 王军; 雷玉才; 侯海兵; 马杨鹏; 郭琛; 云剑; 管俊柯; 李逸飞; 陈宇翔
Original assignee: SHANXI LANYAN COALBED METHANE GROUP CO Ltd; Shanxi Qinsheng Coalbed Methane Operation Co Ltd
Current assignee: SHANXI LANYAN COALBED METHANE GROUP CO Ltd; Shanxi Qinsheng Coalbed Methane Operation Co Ltd
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2019-06-21

Abstract

本发明属于煤层气压裂增产技术领域，具体涉及一种致密砂岩气压裂增产工艺，采用的是油管压裂，同时采用瓜胶+陶粒的压裂液配方，来达到“高砂比”的压裂要求，所述的压裂液包括0.3%瓜胶+0.5%粘土稳定剂+0.5%KCl+0.3%气井助排剂+0.1%环保杀菌剂+0.5%起泡剂+0.5%水锁伤害处理剂+0.1%低温激活剂+其余清水。使用瓜尔胶+陶粒的压裂体系，维持高砂比的同时，提高支撑剂的抗压强度，保持产气通道畅通；压裂液对储层的污染程度与在储层中的停留时间成正比，压裂过后迅速排液可以最大程度降低对地层的污染。

Description

致密砂岩气压裂增产工艺

技术领域

本发明属于煤层气压裂增产技术领域，具体涉及一种致密砂岩气压裂增产工艺。

背景技术

致密砂岩气是一种储集于低渗透—特低渗透致密砂岩储层中的典型的非常规天然气资源，依靠常规技术难以开采，需通过大规模压裂或特殊采气工艺技术才能产出具有经济价值的天然气。

致密砂岩储层具有分布面积较广、埋藏深度较大、成岩演化作用复杂、储层物性差、非均质性强及不完全受制于达西定律等特点，最主要的是单井产能一般较低，通常局部地区发育有“甜点”，利用常规技术难以进行开发。与常规砂岩储层相比，致密砂岩气储层具有以下基本特征：

（1）孔隙度与渗透率均较小，喉道小且改造频繁，连通性差。一般来说，致密砂岩的孔隙度小于10%，渗透率小于0.1mD。

（2）成岩后生作用强烈，次生孔隙占重要地位。致密砂岩通常具有沉积速度相对较慢、成岩过程长的特点。由于成岩历史长且成岩序列复杂，往往压实强烈，后生作用明显，原始粒间孔隙减少较多。据统计，其次生孔隙约占总孔隙的30%～50%。

（3）束缚水饱和度较高且变化较大。根据鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩储层束缚水饱和度的分析，束缚水饱和度都在40%以上，而Spencer认为致密砂岩储层的束缚水饱和度为45%～70%。

（4）砂体不发育，一般呈透镜状（主要是指“甜点”）。据统计，透镜体产层的天然气占致密砂岩气总储量的43%，这或许是由于透镜状砂体比薄互层状砂体压实率低及溶蚀作用强。

（5）非均质程度高，岩性多样且粒度偏细，自生黏土矿物含量较大，砂泥交互，酸敏明显，驱油效果差，通常伴有裂缝（尤其是微裂缝），层控作用明显。

（6）地层压力异常，变化不一，但毛管压力一般较高。在润湿相饱和度达50%的情况下，通过压汞法和高速离心法测得毛管压力一般大于6.9MPa，气水分布较为复杂。

由于致密砂岩的特性，以往的开发方式并不完全适用，需要开发出一套使用于致密砂岩气的压裂理念及配套压裂工艺。

发明内容

本发明针对致密砂岩气不同于煤层气的特点，确立了“小规模、高砂比、快排液、勤摸索”的压裂理念，提供了一种致密砂岩气压裂增产工艺，采用的是油管压裂，同时采用瓜胶+陶粒的压裂液配方，来达到“高砂比”的压裂要求，所述的压裂液包括0.3%瓜胶+0.5%粘土稳定剂+0.5%KCl+0.3%气井助排剂+0.1%环保杀菌剂+0.5%起泡剂+0.5%水锁伤害处理剂+0.1%低温激活剂+其余清水。

压裂后对压裂液立即排放压裂液，实现快排液，具体是在放喷压裂液0.5h、1h、2h、4h、8h、16h、24h及以后每天取一个样，测返排压裂液的粘度、pH值和Cl-；如果连续两次放喷5h以上，计量的两次放喷水量均小于1m³，且关井后油套压在短时间内达到基本平衡，关井井口压力达地层压力50%以上；或者当排液量达到压入地层压裂液80%以上，且Cl-含量在3d内波动值小于5%；或者日产气量大于1×104 m3，日产液量小于2m3，且Cl-含量在3d内波动值小于5%时，满足以上三种情况之一则排液合格，排液作业结束，转入关井。

该工艺适用于1500m~2000m深度之间的砂岩气层。

本发明具有如下有益效果：

1、减小压裂规模（压裂液不高于200m3为宜），以寻找产气层为首要目标，不在前期追求产气量；

2、使用瓜尔胶+陶粒的压裂体系，维持高砂比（20%左右）的同时，提高支撑剂的抗压强度，保持产气通道畅通；

3、压裂液对储层的污染程度与在储层中的停留时间成正比，压裂过后迅速排液可以最大程度降低对地层的污染；

4、秉持“一区一策、一井一设”的设计理念，勤加摸索，探索出适合压裂增产工艺模式，针对目的层上方有已射孔压裂层位和对多个目的层进行分压合求多种复杂情况下的压裂作业具有较高的适应性。

具体实施方式

本发明针对致密砂岩气不同的特点，以及勘察区块开发前期的“勘察”属性，通过理论学习，同时结合各区块的地质条件，开发出适合自身的压裂理念及工艺。

1、压裂方式

砂岩气井井深一般比煤层气井较深，主要在1500m~2000m之间，如果使用光套管压裂，会产生较高的摩阻，导致施工压力升高，对压裂作业的安全性产生影响。因此一般采用油管压裂，一方面提高压裂作业的安全系数，另一方面，提高了压裂作业的便利性，针对目的层上方有已射孔压裂层位和对多个目的层进行分压合求多种复杂情况下的压裂作业具有较高的适应性。

2、压裂液

传统的压裂液一般为活性水（1%KCl+0.05%杀菌剂+0.05%表面活性剂+清水）或滑溜水（1%KCl+0.05%杀菌剂+0.1%降阻剂+清水）。而针对新区块的整体性储层特征，以及为了达到“高砂比”的压裂要求，选择了胍胶+陶粒的压裂体系。同时确立的以0.3%瓜胶+0.5%粘土稳定剂+0.5%KCl+0.3%气井助排剂+0.1%环保杀菌剂+0.5%起泡剂+0.5%水锁伤害处理剂+0.1%低温激活剂为主的压裂液配方。其中黏土防膨剂、氯化钾用于抑制粘土矿物分散、运移、膨胀，气井助排剂、水锁处理剂降低液体的毛管阻力，提高返排能力，起泡剂用于降低井筒净液柱压力。

3、压后管理

为响应“快排液”的设计理念，要求压后立即放喷。在放喷0.5h、1h、2h、4h、8h、16h、24h、及以后每天取一个样，测返排压裂液的粘度、pH值和Cl-。如果连续两次放喷5h以上，计量的两次放喷水量均小于1m3，且关井后油套压在短时间内达到基本平衡，关井井口压力达地层压力50%以上；或者当排液量达到压入地层压裂液80%以上，且Cl-含量在3d内波动值小于5%；或者日产气量大于1×104 m3，日产液量小于2m3，且Cl-含量在3d内波动值小于5%时。满足以上三种情况之一则排液合格，排液作业结束，转入关井。之后测静压求产。

其中，所述气井助排剂、环保杀菌剂、起泡剂、水锁伤害处理剂、低温激活剂均为常规的市售用剂。

Claims

1.一种致密砂岩气压裂增产工艺，其特征在于，采用的是油管压裂，同时采用瓜胶+陶粒的压裂液配方，来达到“高砂比”的压裂要求，所述的压裂液包括0.3%瓜胶+0.5%粘土稳定剂+0.5%KCl+0.3%气井助排剂+0.1%环保杀菌剂+0.5%起泡剂+0.5%水锁伤害处理剂+0.1%低温激活剂+其余清水。

2.根据权利要求1所述的致密砂岩气压裂增产工艺，其特征在于，压裂后对压裂液立即排放压裂液，实现快排液，具体是在放喷压裂液0.5h、1h、2h、4h、8h、16h、24h及以后每天取一个样，测返排压裂液的粘度、pH值和Cl-；如果连续两次放喷5h以上，计量的两次放喷水量均小于1m³，且关井后油套压在短时间内达到基本平衡，关井井口压力达地层压力50%以上；或者当排液量达到压入地层压裂液80%以上，且Cl-含量在3d内波动值小于5%；或者日产气量大于1×104 m3，日产液量小于2m3，且Cl-含量在3d内波动值小于5%时，满足以上三种情况之一则排液合格，排液作业结束，转入关井。

3.根据权利要求2所述的致密砂岩气压裂增产工艺，其特征在于，该工艺适用于1500m~2000m深度之间的砂岩气层。