吉林油田頁巖壓裂技術(shù)研究

何慧

（中石油吉林油田分公司油氣工程研究院 吉林松原 138000）

1 概述

吉林油田頁巖油資源分布領(lǐng)域廣、多層系、資源豐富，具有較大勘探潛力及前景，但基質(zhì)物性極差，主力層系基質(zhì)平均孔隙度在4%左右，滲透率在幾百納達西，無自然產(chǎn)能，且吉林油田頁巖油資源為陸相儲層，與國內(nèi)外開發(fā)效果較好的海相儲層相比差異性大（表1），類似陸相頁巖油氣藏成功開發(fā)經(jīng)驗缺乏。

2 室內(nèi)基礎(chǔ)研究

2.1 頁巖可壓性分析

可壓性是指儲層壓裂形成復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)能力，而儲層物性差、基質(zhì)滲流能力，通過大規(guī)?？p網(wǎng)壓裂提高儲層泄油面積是增產(chǎn)有效手段?；趪鴥?nèi)外研究進展，認為儲層可壓性主要影響因素為巖石脆性、天然裂縫發(fā)育程度等。通過頁巖巖芯可壓性系統(tǒng)評價，認識到吉林頁巖儲層脆性指數(shù)較高，且天然裂縫較發(fā)育，受壓容易形成復(fù)雜裂縫縫網(wǎng)，綜合可壓性好，為壓裂技術(shù)對策提供了理論依據(jù)。

（1）頁巖巖芯表觀儲層層理、微裂縫發(fā)育，巖樣破碎現(xiàn)象明顯（圖1）。

（2）頁巖儲層巖石可壓性綜合測試評價，可看出巖石破壞過程中層理開啟破壞聲波明顯，受壓時即產(chǎn)生裂縫，凈壓力建立較易，隨壓力升高，裂縫越多。

2.2 頁巖破裂規(guī)律認識

（1）頁巖層理發(fā)育，且對裂縫擴展影響較大，壓裂易形成水平縫。

表1 吉林油田頁巖儲層特征與國內(nèi)外對比結(jié)果表

圖1 頁巖巖芯實物圖

（2）頁巖儲層裂縫開啟較容易，且大規(guī)?？p網(wǎng)壓裂可提高裂縫復(fù)雜程度。

（3）頁巖油儲層聲發(fā)射事件較為分散，證明受壓時即產(chǎn)生裂縫，隨壓力升高，裂縫越多，即凈壓力建立較易，大規(guī)?？p網(wǎng)壓裂可提高裂縫數(shù)量和裂縫復(fù)雜程度。

3 礦場現(xiàn)場試驗

2018年已完成頁巖油壓裂9口井，實施過程中利用小型壓裂測試解釋及壓裂分析手段，印證室內(nèi)基礎(chǔ)認識，逐步形成了測試解釋及高密度完井+大規(guī)?？p網(wǎng)壓裂提高儲層改造程度的壓裂工藝技術(shù)，見到了好的效果。

3.1 壓裂測試分析

（1）頁巖壓裂擴展規(guī)律與砂巖差異性大，水平裂縫特征較明顯。水平裂縫形成條件是水平最小主應(yīng)力大于上覆巖石壓力，或凈壓力大于水平與上覆巖石應(yīng)力差值，而上覆巖石壓力與密度（約2.5g/cm3）及厚度有關(guān)，壓裂停泵壓力梯度0.025MPa/m左右說明存在水平縫可能，目前施工9口井34段24段停泵壓力梯度0.025MPa/m以上，水平分量明顯。

（2）頁巖石力學(xué)特征特異，脆、韌性反應(yīng)明顯，建立凈壓力普遍較容易，凈壓力易達到10MPa以上，而凈壓力高容易形成縫網(wǎng)。

3.2 縱向高密度射孔+大規(guī)模壓裂試驗

通過室內(nèi)及主壓裂前測試分析認識到頁巖儲層水平縫分量大，縱向擴展相對較難，而頁巖儲層縱向發(fā)育好，厚度大，因此借鑒限流壓裂技術(shù)理念，通過縱向儲層全部射開，控制每米射孔孔眼數(shù)量，同時進行壓裂參數(shù)優(yōu)化，利用先壓開層位孔眼節(jié)流壓差，促使壓裂液體分流，從而達到縱向儲層全部壓開、改造充分的目的。

（1）應(yīng)用測試壓裂手段，進行射孔方式及壓裂參數(shù)優(yōu)化，保證縱向多簇開啟。X389井第一段（7簇）11.5m3/min排量下，節(jié)流壓差10.1MPa，有效孔27個，而應(yīng)力差值為3MPa，設(shè)計排量12m3/min能保證各簇充分開啟。

（2）大規(guī)?？p網(wǎng)壓裂施工，提高儲層改造程度，改造效果好?，F(xiàn)場實施9口井，4口井見工業(yè)油流，其中H197井全井3段13簇壓裂，孔密6～13孔/m，砂量213，液量4250，壓后獲19.5方高產(chǎn)油流。

4 結(jié)論與認識

（1）頁巖破裂規(guī)律與常規(guī)砂巖迥異，需開展系統(tǒng)室內(nèi)評價，靈活運用壓裂測試手段，針對性進行壓裂工藝模式優(yōu)化；

（2）縱向高密度射孔+大規(guī)模壓裂技術(shù)模式能夠大幅度提高頁巖儲層橫縱向改造程度，進而提高單井產(chǎn)能。