高庙区沙溪庙组凝析气藏压裂技术应用研究

刘 斌 尹 琅

(中石化西南油气分公司工程技术研究院，四川 德阳 618000)

高庙区沙溪庙组气藏埋深于2 300—3 100 m，平均孔隙度约为8.24%，渗透率约为0.22×10-3μm2，属低孔低渗致密储层。该区块在前期压裂排液及生产过程中均有凝析油产出，且在排液过程中表现为井口压力下降快、返排率低、凝析油产量较大及地层出砂等特征。本次研究主要针对以上问题，在储层敏感性及流体高压物性分析的基础上，通过压裂液配方优化、压力工艺参数优化、压后排液制度控制等措施，探讨应用于高庙区沙溪庙组凝析油储层的压裂工艺技术，以改善气藏开发效果。

1 压裂改造影响因素分析

1.1 储层敏感性

高庙区沙溪庙组储层岩心敏感性实验评价结果显示，沙溪庙组储层敏感性表现为强应力敏和中等偏强水敏特征。表1所示为高庙区沙溪庙组储层敏感性特征。生产中需要在降低压裂液对储层伤害的同时，控制人工裂缝内的压力，以避免压力降低过快对储层及裂缝的伤害。

1.2 地层出砂

部分气井在压后排液过程中存在地层出砂现象。薄片分析及实验表明，高庙区沙溪庙组储层胶结物含量少，储层疏松，经水泡或酸泡后在较大外力作用下出砂的可能性较大。胶结物在储层中发生运移，有可能阻塞油气渗流通道，若运移至井底则会堵塞井筒，从而影响改造效果。

表1 高庙区沙溪庙组储层敏感性特征

1.3 凝析油产出

在凝析气藏开采过程中，当气井井底压力降至流体上露点压力以下时，凝析油将从凝析气中析出，从而使地层孔隙中凝析液量增加而出现反凝析现象［1，2，5，8］。凝析油通过地层孔隙表面而吸附和聚集，一定程度上缩小或堵塞了气体原有的渗流通道，从而导致气体有效渗透率下降，渗流阻力加大，气井产能明显下降［3-4］。室内实验显示，采用反向“氮气→正向压裂液破胶液→反向自吸凝析油→反向氮气驱替”的步骤评价凝析油对储层的伤害，实验数据表明凝析油对储层渗透率的伤害高达95%以上。表2所示为不同返排压力下岩心气测渗透率、伤害率情况。同时GS301-2井压恢测试也证实，凝析油的产出导致表皮系数达13.03，严重污染了储层。

2 压裂工艺技术优化

2.1 压裂液配方优化

沙溪庙组气藏表现为中等偏强的水敏性特征且地层产出物中含有凝析油，因此需对其防膨性能及破乳性能进行优化。室内实验结果表明，压裂液中添加0.1%破乳剂时，其破乳性能可达102%。表3所示为不同破乳剂下的破乳率。通过接触角测定实验，确定最优防膨剂加量组合为“0.5%WD-5+0.5%BM-B10+1%KCl”。表4所示为不同防膨剂组合下的接触角。

表2 不同返排压力下岩心气测渗透率、伤害率情况

表3 不同破乳剂下的破乳率

表4 不同防膨剂组合下的接触角 (°)

2.2 支撑剂粒径优化

对于沙溪庙气藏弱胶结的岩样，随着加压时间的增加，其剥落量逐步增加;支撑剂粒径越小，岩石壁面剥落量越小，越有利于防止地层出砂。图1所示为不同陶粒组合岩心剥落直方图。但支撑剂粒径过小会影响裂缝导流能力，根据实验数据确定“80%的30/50目+20%的40/70目”陶粒综合性能为最优。图2所示为不同陶粒组合导流测试曲线。

2.3 返排工艺措施

受到储层强应力敏感及凝析油的影响，在放喷排液过程中需要将井口压力控制在露点压力以上［6-7］。利用井下取样流体进行高压物性PVT实验，测得露点压力26.2 MPa。这表明井底及地层在压力下降至露点压力后存在凝析油产出，根据井筒及生产条件换算，要求测试求产时井口压力大于15 MPa。图3所示为GM33-4HF井流体相图。

图1 不同陶粒组合岩心剥落直方图

图2 不同陶粒组合导流测试曲线

图3 GM33-4HF井流体相图

3 现场实施情况

在沙溪组GS302-1井应用优化后的工艺技术。采用3.5 ～4.0 m3/min排量，泵入地层40 m3支撑剂及377 m3压裂液，压后控制油压15 MPa以上排液，返排率达到75.3%;在油压15 MPa及套压16 MPa下求得天然气产量为3.25×104m3/d，效果优于邻井高沙302井(302井测试产量1.16×104m3/d，油压4.50 MPa)。图4所示为GS302-1井控压返排曲线。

图4 GS302-1井控压返排曲线

该技术在高庙地区沙溪庙组气藏推广应用，共实施开发评价18口井(5口探井)，施工成功率100%。直井测试12口井，平均测试产量1.82×104m3/d;水平井测试6口井，平均测试产量6.65×104m3/d，较前期平均测试产量提高129%。

4 结语

储层敏感性、地层出砂及凝析油对储层的污染是影响高庙沙溪庙凝析气藏压裂改造效果的主要原因。通过室内实验调试的压裂液配方及优化的支撑剂组合，能够降低压裂材料及地层出砂对储层的伤害。流体高压物性表明高庙沙溪庙储层露点压力为26.2 MPa，要求压后排液及生产过程中控制井口压力大于15 MPa。最终实施的针对性压裂工艺可满足该区块压裂施工要求，现场应用效果较好，较前期平均测试产量提高129%。

［1］沈海超，胡晓庆.非均质低渗凝析气藏压裂后低效原因分析及改进措施研究［J］.特种油气藏，2012，19(2):116-119.

［2］郑军林，陈峰.白庙凝析气田水平井多段压裂技术的实践与认识［J］.油气井测试，2014，23(4):50-52.

［3］马青印.白庙、桥口气田低渗凝析气藏挖潜工艺技术［J］.石油天然气学报，2013，35(11):145-149.

［4］杨立峰，谢正凯，卢拥军，等.煤系烃源岩凝析气藏改造技术研究与应用［J］.石油钻采工艺，2O13，35(5):59-63.

［5］卢斐，孙雷，张瀚奭，等.大涝坝凝析气藏考虑多孔介质影响的衰竭开采相态特征［J］.油气藏评价与开发，2014(4):30-33.

［6］赵薇.凝析气藏增产工艺技术［J］.石油知识，2013(4):13-15.

［7］钟嘉，史纪元，李静.低渗致密气藏和凝析气藏的压裂技术研究［J］.内江科技，2013(4):52-53.

［8］曹丽丽，董平川，李涛，等.凝析液析出对凝析气藏产能的影响［J］.大庆石油地质与开发，2012，31(6):89-93.