武隆區(qū)塊常壓頁巖氣水平井分段壓裂技術(shù)

雷 林，張龍勝，熊 煒，夏巍巍

（中國(guó)石化華東油氣分公司石油工程技術(shù)研究院，江蘇南京210031）

渝東南武隆區(qū)塊常壓頁巖氣儲(chǔ)層為利川－武隆復(fù)向斜武隆向斜，勘探面積1 142km2，預(yù)測(cè)總資源量8 490×108m3，主要儲(chǔ)層為五峰組—龍馬溪組，優(yōu)質(zhì)頁巖厚度一般為35.00m，總有機(jī)碳含量3%～4%，石英含量40%～50%，黏土含量30%～40%，儲(chǔ)層壓力系數(shù)小于1.1［1－2］。目前武隆區(qū)塊探井隆頁1HF井進(jìn)行了壓裂試氣，由于改造體積受限，且壓裂裂縫復(fù)雜程度不夠，壓裂后測(cè)試產(chǎn)氣量只有5×104m3／d，累計(jì)產(chǎn)氣量超過2 000×104m3，單井日產(chǎn)氣量距商業(yè)開發(fā)還有一定差距。對(duì)于常壓頁巖氣開發(fā)，北美地區(qū)的Barnett常壓頁巖氣在開發(fā)過程中主要采用縮短段間距和增大加砂量等方法提高壓裂改造效果［3－5］，但武隆區(qū)塊位于山區(qū)，相比北美地區(qū)的平原地形，其鉆井完井成本更高，對(duì)壓裂改造效果要求更高。為此，筆者針對(duì)武隆區(qū)塊壓裂改造技術(shù)難點(diǎn)，優(yōu)選了壓裂液，并對(duì)壓裂參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，形成了常壓頁巖氣水平井分段壓裂技術(shù)。該技術(shù)在隆頁2HF井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，壓裂后產(chǎn)氣量達(dá)9.4×104m3／d，實(shí)現(xiàn)了常壓頁巖氣單井產(chǎn)氣量的突破。

1 常壓頁巖氣井壓裂改造技術(shù)難點(diǎn)

渝東南武隆區(qū)塊常壓頁巖氣盆緣區(qū)抬升早，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，抬升幅度大，應(yīng)力得到釋放，流體壓力降低，微裂縫發(fā)育；其中，高角度縫及層理縫較高壓頁巖氣發(fā)育，測(cè)井解釋含氣量3.80～4.15m3／t，游離氣占比小于60%。甲烷碳同位素測(cè)定表明，隨著吸附氣逐步解吸產(chǎn)出，產(chǎn)氣量遞減較慢，第1年遞減率29.8%，第2年遞減率18.3%，遠(yuǎn)低于高壓頁巖氣藏。受構(gòu)造擠壓作用和盆緣區(qū)抬升的影響，最大、最小水平主應(yīng)力較小，但差異較大，差異系數(shù)為0.27～0.34。靜態(tài)楊氏模量37.3～46.0GPa，平均40.5GPa；泊松比0.18～0.26，平均0.21；地溫梯度1.99℃／100m，儲(chǔ)層溫度69.7～72.7℃。因此，其分段壓裂改造面臨一系列技術(shù)難點(diǎn)：1）由于常壓頁巖氣儲(chǔ)層含氣豐度和壓力系數(shù)低，需要更大的改造體積和泄氣面積；2）由于武隆區(qū)塊處于向斜高部位，擠壓程度弱，應(yīng)力得到釋放，裂縫開啟難度低，造成人工裂縫復(fù)雜程度低；3）高角度縫誘導(dǎo)效應(yīng)強(qiáng)，不利于提高裂縫的復(fù)雜程度；4）裂縫延伸壓力梯度低，巖石與天然裂縫發(fā)生剪切的概率低；5）應(yīng)力差異系數(shù)大，易形成雙翼裂縫，人工裂縫復(fù)雜程度低。

2 常壓頁巖氣井分段壓裂關(guān)鍵技術(shù)

常壓頁巖氣儲(chǔ)層因具有含氣豐度低、壓力系數(shù)小和應(yīng)力差異系數(shù)大的特殊性，需要進(jìn)一步提高裂縫的復(fù)雜程度和增大壓裂改造體積，同時(shí)降低對(duì)地層的傷害及壓裂成本。筆者在優(yōu)化滑溜水配方的基礎(chǔ)上，開展了高應(yīng)力差異系數(shù)條件下提高裂縫復(fù)雜程度技術(shù)和提高砂液比技術(shù)的研究，初步形成了武隆區(qū)塊常壓頁巖氣水平井分段壓裂技術(shù)。

2.1 滑溜水配方優(yōu)化

2.1.1 降阻劑優(yōu)選

武隆地區(qū)常壓頁巖氣儲(chǔ)層高角度縫、層理縫發(fā)育，高角度縫誘導(dǎo)效應(yīng)強(qiáng)，低角度裂縫及層理縫開啟難度大，裂縫轉(zhuǎn)向困難，不利于提高裂縫的復(fù)雜程度，要求滑溜水具有較好的破巖能力和轉(zhuǎn)向能力，利用低黏度滑溜水流動(dòng)過程中動(dòng)能損失低、凈壓力傳導(dǎo)效率高的特點(diǎn)保持在中、遠(yuǎn)井地帶破巖所需的凈壓力，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端大范圍內(nèi)的有效破巖，同時(shí)要求滑溜水的降阻率達(dá)到70%以上。

采用MZ-1摩阻儀測(cè)試了15種降阻劑加量為0.1%的溶液在剪切速率8 000s－1下的降阻率，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，4號(hào)降阻劑SRFR-1的降阻率最高，達(dá)到了78.1%。因此，降阻劑選用SRFR-1。

圖1 不同降阻劑的降阻率Fig.1 Drag reduction rate of different drag reducers

測(cè)試不同加量降阻劑SRFR-1的溶液在剪切速率8 000s－1下的降阻率，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，隨著SRFR-1加量增大，降阻率不斷增大，當(dāng)SRFR-1加量為0.04%時(shí)，降阻率大于71%，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。因此，降阻劑SRFR-1的加量選為0.04%。

圖2 不同加量降阻劑溶液的降阻率Fig.2 Drag reduction rate of different drag reducer dosage solutions

2.1.2 表面活性劑優(yōu)選

武隆區(qū)塊常壓頁巖氣藏吸附氣含量高，有機(jī)孔為主要生儲(chǔ)空間，有機(jī)質(zhì)、干酪根親油，黏土、石英、長(zhǎng)石等其他礦物親水，頁巖混合潤(rùn)濕，總體表現(xiàn)為親油。針對(duì)常壓頁巖氣藏吸附氣含量高、有機(jī)孔為主要生儲(chǔ)空間的特征，基于滑溜水與巖石的物理-化學(xué)作用機(jī)理，需要多孔介質(zhì)中的潤(rùn)濕相流體依靠毛細(xì)管力進(jìn)入到巖石孔隙中，置換出其中的非潤(rùn)濕相流體，實(shí)現(xiàn)滲吸置換［6－8］，強(qiáng)化排驅(qū)，提高液體在地層中的滯留量和增強(qiáng)吸附氣的解吸作用，實(shí)現(xiàn)提高常壓頁巖氣藏壓裂改造效果的目的。

武隆區(qū)塊頁巖表現(xiàn)為親油，需加入表面活性劑改變巖石的潤(rùn)濕性，使親油儲(chǔ)層變成親水儲(chǔ)層，從而使毛細(xì)管力變成驅(qū)油氣的動(dòng)力，提高頁巖氣排驅(qū)效率。測(cè)試了武隆區(qū)塊頁巖與加量為0.1%的不同表面活性劑溶液的接觸角，結(jié)果見表1。從表1可以看出，頁巖與0.1%表面活性劑RS-1溶液的接觸角為21.9°，表明頁巖的潤(rùn)濕性發(fā)生反轉(zhuǎn)，由親油變成親水，可以實(shí)現(xiàn)氣體與壓裂液的滲吸置換。因此，表面活性劑選用RS-1。

表1 武隆區(qū)塊頁巖與不同表面活性劑溶液的接觸角Table1 Contact angle of shale and different surfactant solutions in the Wulong Block

圖3所示為頁巖與不同加量表面活性劑RS-1溶液的接觸角。從圖3可以看出，隨著表面活性劑RS-1的加量增大，接觸角減小，當(dāng)加量達(dá)到0.1%后減小幅度變小。因此，表面活性劑RS-1的加量選為0.1%。

圖3 頁巖與不同加量表面活性劑RS-1溶液的接觸角Fig.3 Contact angle of shale and surfactant RS-1dosage in different solutions

2.1.3 防膨劑優(yōu)選

頁巖中黏土礦物吸水膨脹或水化分散都可能堵塞氣體滲流通道，而武隆區(qū)塊常壓頁巖氣儲(chǔ)層黏土礦物含量為10.2%～48.0%，伊／蒙混層比達(dá)到45.0%，因此需采取防膨措施。測(cè)試泥頁巖在15種常用防膨劑0.2%溶液中的線性膨脹率，結(jié)果如圖4所示。從圖4可以看出，泥頁巖除在7號(hào)防膨劑溶液中的線性膨脹率不符合要求（不大于3.5%）外，在其他防膨劑溶液中的線性膨脹率均小于3.5%。綜合膨脹劑的其他性能和價(jià)格，選用4號(hào)防膨劑SRCS-2。

圖4 泥頁巖在加量為0.2%的不同防膨劑溶液中的線性膨脹率Fig.4 Linear expansion rate of mud shale in 0.2%different anti-swelling agent solutions

圖5 所示為泥頁巖在不同加量防膨劑SRCS-2溶液中的線性膨脹率。從圖5可以看出，隨著防膨劑SRCS-2的加量增大，泥頁巖線性膨脹率降低，當(dāng)加量達(dá)到0.2%后降低幅度變小。因此，優(yōu)選防膨劑SRCS-2的加量為0.2%。

圖5 泥頁巖在不同加量防膨劑SRCS-2溶液中的線性膨脹率Fig.5 Linear expansion rate of mud shale in anti-swelling agent SRCS-2solutions of different dosages

通過優(yōu)選降阻劑、表面活性劑、防膨劑并優(yōu)化其加量，確定武隆區(qū)塊常壓頁巖氣井壓裂用滑溜水的配方為0.04%降阻劑SRFR-1＋0.10%表面活性劑RS-1＋0.20%防膨劑SRCS-2。

2.2 壓裂施工參數(shù)優(yōu)化

常壓頁巖氣儲(chǔ)層與高壓頁巖氣儲(chǔ)層相比，高角度縫及層理縫更發(fā)育，裂縫波及體積小；吸附氣占比更高，產(chǎn)液量更高，對(duì)長(zhǎng)期導(dǎo)流能力要求更高；最大和最小主應(yīng)力的差值更大，形成雙翼裂縫的概率更高，這些因素決定了與高壓頁巖氣水平井分段壓裂相比，常壓頁巖氣水平井分段壓裂時(shí)需要獲得更大的裂縫波及體積和更高的導(dǎo)流能力，壓裂后才能獲得理想的產(chǎn)氣量。

2.2.1 簇間距優(yōu)化

頁巖氣水平井壓裂時(shí)通常采用分簇射孔布縫，地質(zhì)上需要評(píng)價(jià)一定長(zhǎng)度下不同縫間距的單井累計(jì)產(chǎn)能。一般采用數(shù)值模擬方法評(píng)價(jià)縫間距，由文獻(xiàn)中的模擬結(jié)果可知，縫間距越小，等效裂縫數(shù)量越大，其累計(jì)產(chǎn)氣量越高［9－11］。為追求最大改造體積，頁巖氣井通常采用體積壓裂模式進(jìn)行改造，而要獲得較大的改造體積，需利用高誘導(dǎo)應(yīng)力克服最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力差值，使裂縫轉(zhuǎn)向或者使天然裂縫開啟［12－14］。武隆區(qū)塊常壓頁巖氣儲(chǔ)層的基本參數(shù)為：氣層厚度40.00m，長(zhǎng)度2 000.00m，寬度800.00m，井底流壓3.62MPa，原始地層壓力28.62MPa，地層溫度72.7℃，基質(zhì)孔隙度5.8%，基質(zhì)滲透率0.43mD，氣體黏度0.022mPa·s，巖石壓縮系數(shù)0.44GPa－1，裂縫導(dǎo)流能力5μm2·cm。采用數(shù)值模擬方法對(duì)武隆區(qū)塊水平段長(zhǎng)度為1 500.00m的水平井采用不同簇間距壓裂后4年累計(jì)產(chǎn)氣量進(jìn)行摸擬，結(jié)果見圖6。由圖6可知，簇間距減小至25.00m以后，4年累計(jì)產(chǎn)氣量升高幅度降低。因此，簇間距可選為21.00～25.00m。

圖6 不同簇間距對(duì)應(yīng)的累計(jì)產(chǎn)氣量Fig.6 Cumulative production of different cluster spacing

通過壓裂在單一裂縫脆弱面上產(chǎn)生誘導(dǎo)應(yīng)力改變最大與最小主應(yīng)力的分布，可使人工裂縫在縫內(nèi)轉(zhuǎn)向，改變?cè)醒由炻窂?，同時(shí)溝通天然裂縫，從而形成復(fù)雜縫網(wǎng)［15］。模擬武隆區(qū)塊龍馬溪組頁巖儲(chǔ)層水平應(yīng)力差為14.47MPa、靜態(tài)楊氏模量為40.5GPa、泊松比為0.21時(shí)的誘導(dǎo)應(yīng)力作用范圍，結(jié)果見圖7。從圖7可以看出，隨著裂縫間距減小，誘導(dǎo)應(yīng)力增大，當(dāng)裂縫間距小于25.00m時(shí)，基本可以實(shí)現(xiàn)裂縫之間的誘導(dǎo)應(yīng)力大于水平應(yīng)力差，實(shí)現(xiàn)縫間干擾，因此裂縫簇間距可選為20.00～25.00m。

圖7 武隆常壓頁巖氣井誘導(dǎo)應(yīng)力計(jì)算結(jié)果Fig.7 Results of induced stress in normal pressure shale gas wells of Wulong Block

綜合考慮常壓頁巖氣水平井單井產(chǎn)能與工程上頁巖氣誘導(dǎo)應(yīng)力計(jì)算的結(jié)果，將簇間距優(yōu)化為21.00～25.00m。

2.2.2 射孔簇長(zhǎng)優(yōu)化

通過采取控制射孔簇長(zhǎng)的模式，減少跟端射孔長(zhǎng)度，增加跟端的孔眼摩阻，從而使每簇在炮眼內(nèi)的壓力相同，結(jié)合水平井限流射孔優(yōu)化方法［16－17］，射孔后多裂縫間的壓力平衡關(guān)系為：

式中：Qt為排量，m3／min；Qi為第i條裂縫內(nèi)流量，m3／min；m為裂縫數(shù)量；pi為第i條裂縫的破裂壓力，MPa；pfi為第i條裂縫射孔孔眼摩阻，MPa；pi，i＋1為不同裂縫孔眼之間的沿程摩阻，MPa；ρf為井筒內(nèi)流動(dòng)液體密度，g／cm；Np為孔眼數(shù)量；dp為孔眼直徑，cm；Cd為流量系數(shù)，前期為0.56，后期為0.89。

假設(shè)簇射孔時(shí)有效孔眼比例為40%，頁巖氣水平井射孔孔眼直徑為9.5mm，計(jì)算射孔簇?cái)?shù)不同時(shí)各簇的長(zhǎng)度，結(jié)果見表2。

表2 各射孔簇簇長(zhǎng)推薦結(jié)果Table2 Recommended results for each perforation cluster length

2.2.3 簇間暫堵優(yōu)化

武隆區(qū)塊常壓頁巖氣井隆頁1HF井壓裂后的產(chǎn)液剖面測(cè)試結(jié)果表明，不同簇之間的進(jìn)液強(qiáng)度不一樣，導(dǎo)致壓裂后產(chǎn)能貢獻(xiàn)程度差距較大，部分射孔簇壓裂無產(chǎn)能。因此，采用簇間暫堵解決部分射孔簇不能改造的問題。簇間暫堵壓裂是首先壓開最容易起裂的簇（井段），然后利用壓裂液將暫堵球送至起裂簇的射孔孔眼處，暫堵該井段的射孔孔眼，迫使壓裂液進(jìn)入次級(jí)容易進(jìn)液的簇，完成該簇的壓裂，如此反復(fù)進(jìn)行，直至壓開所有的射孔簇。對(duì)于武隆區(qū)塊常壓頁巖氣儲(chǔ)層，實(shí)際測(cè)試表明暫堵球至少承受25.5MPa的壓差才能使液流轉(zhuǎn)向［18］。

簇間暫堵壓裂要求暫堵球能夠封堵射孔孔眼、抗壓強(qiáng)度能滿足要求，且在壓裂液中具有自溶性。因此選擇由鎂鋁合金及其他合金元素制成的暫堵球，并通過室內(nèi)暫堵試驗(yàn)裝置評(píng)價(jià)了暫堵球的抗壓強(qiáng)度及自溶性，結(jié)果為：φ5.5，φ9.0，φ11.0和φ13.0mm暫堵球在130℃下的抗壓強(qiáng)度分別為30，40，50和60MPa；不同直徑暫堵球在滑溜水中浸泡15h后開始溶解，3～5d完全溶解。由此可知，φ13.0mm暫堵球在130℃溫度下的抗壓強(qiáng)度達(dá)到60MPa，開始溶解時(shí)間為15h，可以滿足壓裂施工暫堵時(shí)間要求，同時(shí)暫堵球可在含有電解質(zhì)的水溶液中自行溶解，隨著返排液排出。

武隆區(qū)塊常壓頁巖氣水平井射孔孔徑約9.5mm，孔眼擴(kuò)徑率為20%～40%，擴(kuò)徑后孔徑為11.4～13.3mm，因此為了封堵進(jìn)液孔眼，選擇φ11.0～φ13.5mm暫堵球，單段射孔60孔，理論封堵一半，每段投30～35個(gè)直徑為11.0～13.5mm的暫堵球。

2.2.4 加砂工藝優(yōu)選

由于武隆區(qū)塊地層能量不足，要將壓裂液殘液返排出，要求裂縫導(dǎo)流能力高，但地層彈性模量低，支撐劑易嵌入地層，因此要提高砂比和加砂量。頁巖氣井壓裂常用的段塞加砂工藝不利于提高砂比和加砂量，而連續(xù)加砂工藝可以形成更好的鋪砂剖面，鋪砂剖面較段塞式加砂更為均勻，有利于提高導(dǎo)流能力，且在加入相同砂量的情況下，所用液量更少，有利于返排。因此，采用連續(xù)加砂工藝施工。

2.2.5 壓裂規(guī)模優(yōu)化

為確保形成網(wǎng)絡(luò)裂縫，并保證裂縫在頁巖氣儲(chǔ)層中延伸，需要模擬武隆地區(qū)龍馬溪組—五峰組頁巖氣儲(chǔ)層在不同壓裂規(guī)模下的單縫長(zhǎng)度和高度。筆者以目前應(yīng)用最多的3簇射孔為例，模擬了5種壓裂規(guī)模下裂縫的縫長(zhǎng)、縫高，結(jié)果如圖8所示。5種壓裂規(guī)模分別為：規(guī)模1壓裂液用量1 500.0m3，加砂量60.0m3；規(guī)模2壓裂液用量1 600.0m3，加砂量65.0m3；規(guī)模3壓裂液用量1 700.0m3，加砂量70.0m3；規(guī)模4壓裂液用量1 800.0m3，加砂量80.0m3；規(guī)模5壓裂液用量1 900.0m3，加砂量85.0m3。

圖8 不同壓裂規(guī)模下裂縫的幾何尺寸Fig.8 Geometrical dimensions of fracture at different fracturing scales

從圖8可以看出，隨著壓裂規(guī)模增大，縫長(zhǎng)、縫高也在不斷增加，但在壓裂規(guī)模達(dá)到壓裂液量1 700.0m3、加砂70.0m3之后，縫長(zhǎng)增加幅度變小，且武隆區(qū)塊優(yōu)質(zhì)頁巖氣儲(chǔ)層厚度約為40.00m，在壓裂液量超過1 700.0m3、加砂量超過70.0m3后裂縫會(huì)在非優(yōu)質(zhì)頁巖儲(chǔ)層延伸。因此，綜合考慮確定壓裂規(guī)模為壓裂液用量1 700.0m3、加砂量70.0m3。

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

3.1 壓裂施工

隆頁2HF井垂深2 650.00m，水平段長(zhǎng)度1 964.00m，氣測(cè)全烴值9.2%，孔隙度平均5.78%，含氣量6.1m3／t，總有機(jī)碳含量3.66%，優(yōu)質(zhì)頁巖紋層發(fā)育，石英含量平均58.5%，黏土含量平均23.9%，最大水平主應(yīng)力52.6～62.3MPa，最小水平主應(yīng)力38.0～45.9MPa，水平應(yīng)力差14.3～16.5MPa，應(yīng)力差異系數(shù)為0.26～0.27，底板應(yīng)力比目的層高15.0MPa。

隆頁2HF井水平應(yīng)力差較大，低角度裂縫及層理裂縫開啟難度大，裂縫轉(zhuǎn)向困難，同時(shí)作為常壓頁巖氣儲(chǔ)層需要增效降本。因此，采用低黏滑溜水進(jìn)行壓裂。低黏滑溜水的配方為0.04%降阻劑SRFR-1＋0.10%表面活性劑 RS-1＋0.20%防膨劑SRCS-2。分2簇射孔時(shí)，簇長(zhǎng)度分別為1.60和1.40m；分3簇射孔時(shí)，簇長(zhǎng)度分別為1.10，1.00和0.90m；分5簇射孔時(shí)，每簇長(zhǎng)度0.60m；分6簇射孔時(shí)，每簇長(zhǎng)度0.50m。為促進(jìn)各簇均勻進(jìn)液，充分改造各壓裂井段，壓裂時(shí)每段投30～35個(gè)直徑為11.0～13.5mm的暫堵球。為降低成本，采用8臺(tái)電動(dòng)壓裂泵＋6臺(tái)2500型壓裂車組合模式進(jìn)行施工。

隆頁2HF井完成20段92簇壓裂施工，總用液量45 401.0m3，平均單段用液量2 270.0m3（其中13段總用液量超過2 000.0m3），總加砂量2 577.8m3，最高砂比8%～15%，施工排量16～18m3／min。整個(gè)壓裂施工分為5個(gè)階段，第1階段壓裂第1段和第2段，這2段壓裂主要是掌握儲(chǔ)層特點(diǎn)，每段分2～3簇射孔，段長(zhǎng)59.00～77.00m，采用常規(guī)段塞加砂工藝；第2階段壓裂第3段—第5段，每段分6簇射孔，段長(zhǎng)143.00～167.00m，每段投入30個(gè)φ11.0mm暫堵球，投球后泵壓升高1.60～6.20MPa，表明起到暫堵效果；第3階段壓裂第6段和第7段，每段分2～3簇射孔，段長(zhǎng)61.00～89.00m，第6段投入30個(gè)φ11.0mm暫堵球后泵壓升高2.30MPa，第7段投入30個(gè)φ13.5mm暫堵球后泵壓升高21.00MPa；第4階段壓裂第8段和第9段，每段分4～6簇射孔，段長(zhǎng)76.00～95.00m，每段投入30個(gè)φ13.5mm暫堵球，投球后泵壓升高3.80～5.60MPa；第5階段壓裂第10段—第20段，每段分4～6簇射孔，段長(zhǎng)77.00～95.00m，采用連續(xù)加砂模式加砂，每段投入35個(gè)φ13.5mm暫堵球，投球后泵壓升高10.00～34.00MPa。

3.2 壓裂效果分析

隆頁2HF井全程采用低黏滑溜水壓裂，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試降阻率達(dá)到71%；采用連續(xù)加砂模式大幅度提高了平均砂液比，平均砂液比達(dá)到5.6%，平均單段加砂量129.0m3（其中17段加砂量超過100.0m3），第20段加砂量達(dá)到207.0m3，創(chuàng)中國(guó)石化頁巖氣井單段加砂最高紀(jì)錄，且所有壓裂段都達(dá)到了設(shè)計(jì)加砂量。分析了該井壓裂施工時(shí)的凈壓力和裂縫延伸壓力梯度，結(jié)果見圖9和圖10。從圖9可以看出，投球后有些層的凈壓力升高了36.00～16.00MPa，大于水平壓力差，表明這些層段新縫開啟。從圖10可以看出，投球前裂縫延伸壓力梯度平均為2.09MPa／100m，投球后裂縫延伸壓力梯度平均為2.23MPa／100m，說明投球后提高了裂縫延伸壓力梯度，從而使裂縫復(fù)雜程度得到提高。

圖9 隆頁2HF井壓裂施工時(shí)的凈壓力Fig.9 Net pressure of Well Longye 2HF during fracturing operation

圖10 隆頁2HF井壓裂施工時(shí)的延伸壓力梯度Fig.10 Fracture extension pressure gradient of Well Longye 2HF during fracturing operation

隆頁2HF井壓裂后日產(chǎn)氣量9.4×104m3，實(shí)現(xiàn)了常壓頁巖氣井單井產(chǎn)氣量的突破。

4 結(jié)論與建議

1）武隆區(qū)塊常壓頁巖氣水平應(yīng)差大、高角度縫及層理縫發(fā)育、裂縫轉(zhuǎn)向難，需采用低濃度滑溜水進(jìn)行大規(guī)模、高砂比壓裂才能形成復(fù)雜網(wǎng)狀縫，獲得高產(chǎn)。

2）縫間投球暫堵轉(zhuǎn)向、連續(xù)加砂是武隆區(qū)塊常壓頁巖氣水平井壓裂獲得成功的關(guān)鍵。

3）常壓頁巖氣水平井壓裂需要進(jìn)一步提高裂縫的復(fù)雜程度、增大有效改造體積，因此還需要進(jìn)行層內(nèi)暫堵壓裂、層間多次暫堵、高密度完井等組合工藝方面的研究攻關(guān)。

4）常壓頁巖氣水平井壓裂后產(chǎn)能低，對(duì)成本控制要求更高，建議研制全電動(dòng)化壓裂設(shè)備、尋找或研制更加低廉高效的壓裂材料。