淺談涪陵頁(yè)巖氣田加密調(diào)整效果評(píng)價(jià)及影響因素

陳忠 米瑛

摘 要：涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩區(qū)塊實(shí)施了40口加密調(diào)整井，均獲得了工業(yè)氣流，但測(cè)試產(chǎn)量和壓力較老井明顯偏低，同時(shí)，加密井壓裂期間，部分小井距老井出現(xiàn)了干擾現(xiàn)象，對(duì)老井的生產(chǎn)效果產(chǎn)生了正面或者負(fù)面的影響， 因此，文章旨在通過(guò)對(duì)比加密井與老井的生產(chǎn)特征，評(píng)價(jià)加密井的開(kāi)發(fā)效果，認(rèn)識(shí)其生產(chǎn)規(guī)律，探討影響加密井開(kāi)發(fā)效果的影響因素，從而提出改進(jìn)措施，提高加密井產(chǎn)能以及井組最終采收率。

關(guān)鍵詞：加密井;產(chǎn)量;壓力;衰竭區(qū);加密時(shí)機(jī);投球暫堵

中圖分類號(hào)：TE243 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2021）04-0174-06

Abstract：In Fuling Shale Gas Field， has implemented 40 infill adjustment Wells， all of which have obtained industrial flow. But the test production and pressure are obviously lower than the old Wells， at the same time， during the infill well fracturing， some small well spacing are disturbed from old well， it has a positive or negative effect on the production effect of the old well. Therefore， In this paper， the production characteristics of infilled wells and old wells are compared， evaluate the development effect of infill well， understand the law of production. Discuss the influencing factors that affect the development effect of infill wells， and propose improvement measures to increase the productivity of infill wells and the final recovery rate of well groups.

Key words：infill well， output， pressure， depleted area， infill time， temporary blockage of pitching

涪陵頁(yè)巖氣田為國(guó)內(nèi)首個(gè)投入商業(yè)開(kāi)發(fā)的頁(yè)巖氣田，焦石壩區(qū)塊開(kāi)發(fā)層系為五峰-龍馬溪組，含氣頁(yè)巖段可劃分為上、下部?jī)商讱鈱?，上部氣層厚約57m，下部氣層厚40m左右。前期，下部氣層為涪陵頁(yè)巖氣田主力氣層，埋深2200～2800m，平均孔隙度5.96%，平均TOC值3.13%，脆性礦物含量68%，為典型的優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層。焦石壩區(qū)塊下部氣層主要以叢式布井模式1臺(tái)4井或1臺(tái)6井為主，井距約600m，水平段長(zhǎng)1500m，通過(guò)大型水力壓裂改造后，實(shí)現(xiàn)了商業(yè)開(kāi)發(fā)。目前，涪陵頁(yè)巖氣田焦石壩一期預(yù)測(cè)采收率12.6%，遠(yuǎn)低于國(guó)外頁(yè)巖氣田采收率（20%）[1]，因此，焦石壩區(qū)塊剩余儲(chǔ)量大、儲(chǔ)量動(dòng)用不充分、開(kāi)發(fā)調(diào)整潛力大，可通過(guò)加密調(diào)整提高區(qū)塊的最終采收率。

2019年底，焦石壩區(qū)塊下部氣層已實(shí)施加密評(píng)價(jià)井40口，已投入試采。加密試驗(yàn)井的實(shí)施后，加密井壓裂期間對(duì)老井產(chǎn)生井間干擾，老井復(fù)產(chǎn)后生產(chǎn)效果發(fā)生了變化，同時(shí)，加密井的生產(chǎn)效果也存在差異。本文旨在通過(guò)對(duì)比加密井與老井的生產(chǎn)特征，評(píng)價(jià)加密井的開(kāi)發(fā)效果，認(rèn)識(shí)其生產(chǎn)規(guī)律，探討影響加密井開(kāi)發(fā)效果的影響因素，從而提出改進(jìn)措施，提高加密井產(chǎn)能以及井組最終收率。

1 試采特征分析

1.1 加密井具有較好的測(cè)試產(chǎn)量，但略低于相鄰老井

圖1可以看出，加密井壓裂后平均測(cè)試壓力15.03MPa，平均測(cè)試產(chǎn)量為21.87萬(wàn)m3/d，平均歸一化無(wú)阻流量23.91萬(wàn)m3/d，獲得了較好的測(cè)試產(chǎn)量，加密井獲得了工業(yè)氣流，具有效益開(kāi)發(fā)的潛力，但加密井的測(cè)試壓力、測(cè)試產(chǎn)量、無(wú)阻流量、歸一化（1500m水平段）無(wú)阻流量略低于相鄰老井。

1.2? 加密井與老井生產(chǎn)特征基本一致，但生產(chǎn)能力低于老井

1.2.1 壓力遞減規(guī)律相似，但壓力水平略低

受投產(chǎn)時(shí)間先后影響，本文選取投產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)的樣本井，由圖2可以看出，加密井投產(chǎn)初期生產(chǎn)壓力較相鄰老井低，隨累產(chǎn)的不斷增加，壓力不斷下降，表現(xiàn)為“初期壓力遞減快、后期遞減慢”的特征[2]，與老井生產(chǎn)特征基本一致[3]，同時(shí)，加密井目前主要采用定產(chǎn)方式生產(chǎn)，壓力遞減相對(duì)較快。

如表1所示，鄰井老井投產(chǎn)初期井口壓力29.30MPa，加密井投產(chǎn)初期平均壓力20.02MPa，壓力保持幅度占老井的68.3%;老井投產(chǎn)前靜壓38.84MPa，加密井平均投產(chǎn)前靜壓27.46MPa，投產(chǎn)前靜壓保持幅度占老井的70.7%。

1.2.2 彈性產(chǎn)率差異性小

考慮到加密井日配置量的差異性，選用彈性產(chǎn)率來(lái)評(píng)價(jià)氣井階段產(chǎn)氣能力，即單位兆帕下氣井的產(chǎn)氣量[4]。從彈性產(chǎn)率隨累產(chǎn)氣量的關(guān)系可以看出（圖3），加密井與老井均表現(xiàn)出彈性產(chǎn)率隨累產(chǎn)增加而增加[5]，且趨勢(shì)一致，差異性較小。

1.3? 加密井具有較好的技術(shù)可采儲(chǔ)量，但低于老井

截止2019年底，統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)的4口樣本井，單井日產(chǎn)氣量3～7萬(wàn)m3/d，平均生產(chǎn)壓力7.0MPa，累產(chǎn)氣3500～5800萬(wàn)m3，采用RTA方法預(yù)測(cè)技術(shù)可采儲(chǔ)量[6]為0.8-1.18億m3，平均1.0億m3，較相鄰老井技術(shù)可采儲(chǔ)量不同程度減少（圖4） [7]。

2 影響加密調(diào)整效果的原因

2.1 加密井已部分動(dòng)用，兩側(cè)存在壓力衰竭區(qū)，誘導(dǎo)裂縫走向

2.1.1 加密井存在壓力衰竭區(qū)，部分區(qū)域已動(dòng)用

從表2可以看出，JY24-X6井壓裂試氣后實(shí)測(cè)靜壓30MPa，相較老井壓裂試氣后實(shí)測(cè)靜壓值低11MPa，約為老井靜壓的73%;相鄰老井目前平均靜壓13.94MPa，相較加密井試氣后靜壓低16MPa。

JY2-X5井壓裂試氣后推算靜壓29.58MPa，相較老井壓裂試氣后實(shí)測(cè)靜壓值低8MPa，約為老井靜壓的79%;相鄰老井目前靜壓12.73MPa，相較加密井投產(chǎn)前靜壓高17MPa。

JY4-X3井壓裂試氣后推算靜壓24.29MPa，相較老井壓裂試氣后實(shí)測(cè)靜壓值低14MPa，約為老井靜壓的63%;相鄰老井目前靜壓10.14MPa，相較加密井投產(chǎn)前靜壓高14MPa。

分析認(rèn)為，加密井壓裂試氣后靜壓低于老井8～14MPa，高于老井目前靜壓約14～17MPa，暨老井優(yōu)先生產(chǎn)后，加密井存在壓力衰竭區(qū)[8]，部分區(qū)域已動(dòng)用，但動(dòng)用不充分（圖5）。

2.1.2 老井采出程度越高，壓力衰竭越嚴(yán)重，誘導(dǎo)加密井裂縫走向不對(duì)稱

加密井JY2-X5井投產(chǎn)時(shí)，相鄰老井實(shí)測(cè)靜壓JY29-X2井（11.64MPa）低于JY29-X1井（13.81MPa），老井實(shí)測(cè)靜壓JY29-X2井（51%）高于JY29-X1井（43%）。從JY2-X5井微地震監(jiān)測(cè)事件點(diǎn)圖可以看出（圖6），靠近JY29-X2井（左側(cè)）一側(cè)微地震事件點(diǎn)明顯多于JY29-X1井（右側(cè)）一側(cè)。

加密井JY2-X5井壓裂期間分別在不同的壓裂段注入了醇類示蹤劑開(kāi)展了示蹤劑監(jiān)測(cè)。如表2所示，JY2-X5井的周邊老井采出程度為52.83%，表現(xiàn)為“采出程度越高、氣井壓力低”的特點(diǎn)，JY2-X5井示蹤劑監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，壓裂后僅老井JY29-X2井出現(xiàn)明顯見(jiàn)劑現(xiàn)象，并且見(jiàn)劑層位并非同層，分析認(rèn)為JY29-X2井采出程度高、實(shí)測(cè)靜壓低可能會(huì)導(dǎo)致加密井與老井會(huì)出現(xiàn)局部裂縫溝通，且裂縫延伸方向更易延伸至采出程度高的低壓區(qū)[9]。也就是說(shuō)，加密井壓裂時(shí)裂縫易向采出程度高、壓力低的區(qū)域一側(cè)生長(zhǎng)，誘導(dǎo)加密井裂縫走向不對(duì)稱[9]。

2.2 井間干擾影響了加密井壓裂效果

同時(shí)，加密井裂縫的不對(duì)稱延伸還會(huì)給老井造成裂縫干擾，從而影響老井產(chǎn)量，加密井井距和壓裂施工規(guī)模均是影響井間干擾的關(guān)鍵因素。

加密井井壓裂期間，老井均進(jìn)行了提前關(guān)井，統(tǒng)計(jì)不同井距加密井壓裂期間老井井口壓力變化可以看出（圖7所示），200m井距的氣井壓力曲線呈現(xiàn)為“持續(xù)上升+鋸齒狀”，壓裂沖擊明顯，400m井距的氣井壓力曲線為正常壓力恢復(fù)，說(shuō)明400m井距對(duì)老井無(wú)明顯井間干擾。分析結(jié)果表明，較小的井距壓裂期間對(duì)鄰井存在一定的影響。

同時(shí)，加密井壓裂期間，大多數(shù)老井出現(xiàn)了壓力上升和波動(dòng)（表3），加密井給老井造成裂縫干擾或沖擊，相當(dāng)于對(duì)老井進(jìn)行重復(fù)壓裂，可能使得老井的巖層更為破碎[10]。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明（表3），加密井壓裂后，老井關(guān)井恢復(fù)一段時(shí)間復(fù)產(chǎn)后，生產(chǎn)趨勢(shì)變好，日產(chǎn)氣量由6.52萬(wàn)m3/d提高至8.93萬(wàn)m3/d，那么影響老井的產(chǎn)量一方面可能是關(guān)井恢復(fù)，一方面可能是加密井壓裂，但是有待進(jìn)一步論證。老井產(chǎn)量得到了一定的提高，但仍有部分井采取復(fù)產(chǎn)措施恢復(fù)產(chǎn)量[11]。

分析認(rèn)為，首先，裂縫干擾說(shuō)明加密井裂縫向老井?dāng)U散并可能進(jìn)入了衰竭區(qū)，會(huì)降低加密井壓裂效果;其次，裂縫干擾可能會(huì)影響老井產(chǎn)量，壓裂液竄入老井，部分井可能需要通過(guò)復(fù)產(chǎn)措施恢復(fù)老井產(chǎn)量[12]。加密井目的是希望通過(guò)壓裂改造加密井未動(dòng)用區(qū)域，提高井組采收率，雖然對(duì)老井干擾影響并非負(fù)面的，但造成了壓裂能量的損失，應(yīng)當(dāng)避免壓裂干擾。

3 改進(jìn)措施

加密井開(kāi)發(fā)目的是提高單井產(chǎn)能和區(qū)域的最終采收率，通過(guò)對(duì)加密井開(kāi)發(fā)效果的影響因素進(jìn)行分析，提出以下技術(shù)對(duì)策來(lái)提高加密井產(chǎn)能。

3.1 調(diào)整加密時(shí)機(jī)

A號(hào)平臺(tái)和B號(hào)平臺(tái)為試驗(yàn)井組氣井，地質(zhì)條件、井位部署方式、井距基本相似，均有下部氣層加密井，但加密時(shí)機(jī)不同，開(kāi)發(fā)效果差異較大。

A號(hào)平臺(tái)有三口井，分別是JYA-1、JYA-2、JYA-3井，JYA-2井為一次井網(wǎng)部署的加密試驗(yàn)井，其中JYA-1、JYA-3井優(yōu)先開(kāi)始?jí)毫押笸度朐嚥?，從圖8可以看出，3口井的壓力、產(chǎn)量遞減規(guī)律相似。

B號(hào)平臺(tái)有3口井，分別是JYB-1、JYB-2、JYB-3，其中，JYB-3HF井為二次井網(wǎng)部署的加密試驗(yàn)井。從圖8可以看出，JYB-1HF、JYB-2HF壓力、產(chǎn)量遞減規(guī)律相似，加密井JYB-3HF井在老井較高累產(chǎn)時(shí)投入生產(chǎn)，生產(chǎn)特征表現(xiàn)為壓力低于老井、壓力遞減率較大。

對(duì)比兩口井的技術(shù)指標(biāo)（表4）可以看出，B號(hào)平臺(tái)采出程度13.26%，A號(hào)平臺(tái)采出程度26.28%，A號(hào)平臺(tái)開(kāi)發(fā)效果較好，一次井網(wǎng)部署的加密井JYA-1井與鄰井累產(chǎn)氣量、壓力、遞減規(guī)律基本一致。在老井采出程度較大時(shí)，二次井網(wǎng)部署的B號(hào)平臺(tái)開(kāi)發(fā)效果略差，總體表現(xiàn)為“加密越早、效果越好、采出程度高”的特點(diǎn)。因此，建議開(kāi)發(fā)調(diào)整部署時(shí)，優(yōu)化合理井距，一次井網(wǎng)部署完成，保證全部氣井在原始應(yīng)力下進(jìn)行水力壓裂，以防后期加密受到應(yīng)力衰竭區(qū)的影響，造成加密井裂縫改造效果不理想。

3.2 調(diào)整壓裂工藝

加密井壓裂主要面臨3大技術(shù)難題：①應(yīng)力差增大，形成復(fù)雜縫網(wǎng)的難度增加。數(shù)值模擬顯示，當(dāng)老井開(kāi)采多年后，老井水平應(yīng)力差都增加[13]，形成“高水平應(yīng)力差屏障”，導(dǎo)致加密井壓裂時(shí)形成復(fù)雜縫的難度增加。②壓裂改造范圍變小。一方面老井人工裂縫成為高滲區(qū)，誘導(dǎo)新縫向其延伸;另一方面老井生產(chǎn)形成低壓區(qū)，誘導(dǎo)壓裂液流向，造成改造效率較低[14]。③地層壓力降低。地層壓力降低導(dǎo)致裂縫有效閉合應(yīng)力增大，對(duì)裂縫導(dǎo)流能力提出了較高要求。

針對(duì)加密井實(shí)施壓裂工藝調(diào)整，一是采用減小段簇間距，增加裂縫條數(shù)，達(dá)到增加近井復(fù)雜程度;二是采用投球暫堵轉(zhuǎn)向工藝，通過(guò)封堵已改造簇，繼續(xù)是開(kāi)啟首次未進(jìn)液簇，達(dá)到均勻改造的目的，并防止竄入老井的裂縫[15]。

JY2-X5井第2、3段以及JY4-X3井（16段）開(kāi)展了多級(jí)投球暫堵的壓裂工藝試驗(yàn)。主要工藝措施為：在相同的單段長(zhǎng)度，采用單段6簇射孔，分兩級(jí)，中途投球轉(zhuǎn)向一次;單段9簇射孔，分三級(jí)，中途投球轉(zhuǎn)向兩次（見(jiàn)表5）。

JY4-X3井共有16段進(jìn)行投球暫堵壓裂工藝，共計(jì)12段出現(xiàn)第二級(jí)破裂壓力比第一級(jí)明顯偏高的特征;JY2-X5井2段進(jìn)行投球暫堵壓裂，均出現(xiàn)投球后破裂壓力高于投球前的現(xiàn)象。投球后破裂壓力上升明顯。

JY2-X5井微地震事件顯示（圖9～10），第3段第1級(jí)在整段9簇兩翼均有事件點(diǎn)的產(chǎn)生，表明9簇均有進(jìn)液。第3級(jí)壓裂事件點(diǎn)只分布在后幾簇周圍，微地震結(jié)果表明投球?qū)Σ糠稚淇状剡M(jìn)行了有效封堵，暫堵起到了簇間轉(zhuǎn)向的效果。

兩口井案例說(shuō)明，通過(guò)壓力變化、微地震監(jiān)測(cè)以及壓裂效果分析認(rèn)為：投球暫堵轉(zhuǎn)向工藝試驗(yàn)取得成功，在降低施工成本的同時(shí)，保證了改造強(qiáng)度。充分說(shuō)明，通過(guò)壓裂工藝優(yōu)化，可以提高近井復(fù)雜程度，獲得較好的試氣產(chǎn)量。

4 結(jié)論與建議

（1）加密井具有較好的測(cè)試產(chǎn)量，但試氣效果略差于老井;加密井與老井生產(chǎn)特征基本一致，但生產(chǎn)能力略低于老井;加密井具有一定的技術(shù)可采儲(chǔ)量，但略低于老井，但是利用地面現(xiàn)狀，可以實(shí)現(xiàn)效益開(kāi)發(fā);

（2）影響加密井效果的主要因素是：加密井兩側(cè)壓力衰竭，誘導(dǎo)加密井裂縫走向，影響加密井壓裂效果的，老井采出程度越高，對(duì)加密井影響越大;老井裂縫發(fā)育和縫網(wǎng)發(fā)育不對(duì)稱，導(dǎo)致加密井對(duì)老井造成一定的影響，未達(dá)有效改造加密井，影響加密井壓裂效果。

（3）針對(duì)影響加密井開(kāi)發(fā)效果的因素，建議從兩方面優(yōu)化：一是從源頭入手建立最優(yōu)的開(kāi)發(fā)方案，以實(shí)現(xiàn)在合理井距下均勻的泄流面積;二是通過(guò)采用壓裂工藝優(yōu)化，起到暫堵轉(zhuǎn)向，提高近井和遠(yuǎn)井轉(zhuǎn)向，有助于提高近井縫網(wǎng)復(fù)雜度和壓裂液竄入老井裂縫衰竭區(qū)。

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