威远页岩气套变水平井暂堵体积压裂技术适应性研究

繁出现；导致 后 续 桥 塞 和 射 孔 工 具 下 入 困 难，正 常 的增产作业 无 法 进 行，严 重 影 响 了 开 发 进 程，造 成 了大量的经济损失 。 ［１－３］
目前，威远区块共完成 ６个平台 ３３口井工厂 化压裂作业，其中 １０口井在压裂过程中出现了不 同程度的套变，影响井段长度累计达到 ４７８３米；为 解决套变井段的 储 层 改 造 难 题，提 高 储 层 动 用 程 度，结合套变 井 实 际 情 况，在 原 压 裂 施 工 工 艺 基 础 上开发出一种适用于威远区块套变井的暂堵体积 压裂技术，并 在 现 场 进 行 了 实 施，取 得 了 很 好 的 效 果，为威远页岩气的高效开发提供了有力的支撑。
威远区块尤其是威 ２０４井区地层温度普遍在
１２０℃左右，且地层压力系数高，暂堵材料需要在堵 老裂缝造新裂缝中发挥重要作用，因此对其性能提 出了较高的要求；暂堵材料强度应高于产层破裂压 力，以便形成 新 裂 缝；能 够 有 效 封 堵 地 层 裂 缝 而 不 堵塞岩石孔隙，暂堵材料对原有裂缝的封堵是暂时 的，在达到造 新 缝 目 的 的 同 时 减 少 对 储 层 的 伤 害。 所以，暂堵材料性能是影响压裂效果的重要因素。 ２．３ 射孔位置
引言
页岩气是一种特殊的非常规天然气，主要以吸 附或游离态保存于高碳或深色泥页岩储层中，孔隙 度和渗透率极低是页岩储层的主要特征。为实现 页岩气的大规模工业化开采，通过 “高排量、高液 量、高砂量、低 粘 度、低 砂 比 ”的 大 规 模 体 积 压 裂 可 以有效的实现增产改造目的。在实施体积压裂的 同时，由于其压裂体积大、改造段数多、施工排量大 形成裂缝复杂等 特 点，致 使 在 体 积 压 裂 改 造 过 程 中，水平段套管周围剪切、滑移、错断等复杂的力学 行为以及地应力场的变化，使得套管变形的情况频
图 １ 暂堵体积压裂示意图
图 ２ 滤饼形成过程 低排量将暂堵剂送达前次射孔段炮眼区域，提 高排量对暂 堵 剂 加 压，迫 使 其 膨 胀 变 形，形 成 高 强 度滤饼（图 ２）。
２ 影响暂堵体积压裂效果主要因素分析
影响压裂 效 果 的 因 素 很 多，也 极 其 复 杂，下 面 只对影响暂堵压裂效果的主要因素进行分析。 ２．１ 应力场
ＤＯＩ：１０．１９５５１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１６７２－９１２９．２０１９．０２变水平井暂堵体积压裂技术适应性研究
陈浩
（长城钻探工程有限公司四川页岩气项目部，辽宁盘锦，１２４０１０）
摘要：页岩气作为一种非常规天然气，其分布广泛，具有巨大的开发潜力。然而，由于页岩储层具有低孔隙 度、低渗透率以及非均质性强等特性，与常规油气资源相比，开采难度大，目前主要通过大规模体积压裂实 现其增产改造目的。同时，由于压裂规模大，使得套管变形的情况频繁出现。本文通过暂堵体积压裂工艺 技术在威 ２０４Ｈ７－３井的成功应用，说明暂堵体积压裂工艺可以有效解决在威远区块页岩气开发过程中出 现的套变井储层压裂改造问题。 关键词：页岩气；增产改造；套管变形；暂堵体积压裂 中图分类号：ＴＥ３５３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－９１２９（２０１９）０２－００４５－０４
作者简介：陈浩（１９８１－），男，内蒙古呼伦贝尔，硕士研究生，工程师，研究方向：主要从事页岩气增产改造工作。
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１ 暂堵体积压裂工艺原理
暂堵体积压裂就是根据储层地应力剖面特点 进行分段，压 开 第 一 条 缝，通 过 一 次 或 多 次 向 段 内 投送高强度水溶性暂堵材料，形成滤饼临时封堵前 次已压裂段 的 炮 眼，迫 使 液 体 进 入 新 的 射 孔 段，自 动选择次一级的射孔段并依次压开第二条缝，达到 均匀改造储层的目的，暂堵材料要求能降解且伤害 极小，从而在套变井段无法下入桥塞封隔进行分段 压裂时同样可以达到预期的改造效果（图 １）。
ＴｈｅＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＴｅｍｐｏｒａｒｉｌｙＰｌｕｇｇｉｎｇＶｏｌｕｍｅＦｒａｃｔｕｒｉｎｇ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎＣａｓｉｎｇＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎＷｅｌｌｏｆＳｈａｌｅＧａｓｉｎＷｅｉｙｕａｎ
ＣＨＥＮＨａｏ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｈａｌｅｇａｓ，ａｓａｎｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｇａｓ，ｉｓｗｉｄｅｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄａｎｄｈａｓｇｒｅａｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｏｔｅｎｔｉａｌ．Ｈｏｗｅｖ ｅｒ，ｓｈａｌｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｈａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌｏｗｐｏｒｏｓｉｔｙ，ｌｏｗｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｔｒｏｎｇｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ，ｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏ ｅｘｐｌｏｉｔｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｏｉｌａｎｄｇａｓｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｓｏｆａｒ，ｍａｓｓｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｉｓｍａｉｎｌｙｕｓｅｄｔｏｒｅａｌｉｚｅｐｒｏｄｕｃ ｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ．Ｃａｓｉｎｇｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙｏｃｃｕｒｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｌａｒｇｅｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｓｃａｌｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄ ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｅｍｐｏｒａｒｙｐｌｕｇｇｉｎｇｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅｗｅｌｌ ｏｆＷｅｉ２０４Ｈ７－３ｔｈａｔｉｔｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍ ｉｎｒｅｓｅｒｖｏｉｒｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃａｓｉｎｇｄｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎｗｅｌｌｄｕｒｉｎｇｓｈａｌｅｇａｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎＷｅｉｙｕａｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈａｌｅｇａｓ；ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｃａｓｉｎｇｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｔｅｍｐｏｒａｒｉｌｙｐｌｕｇｇｉｎｇｖｏｌｕｍｅ
储层应力变化受储层本身条件和压裂作业、生 产活动的影响，压裂时要产生新裂缝必须满足暂堵 压裂原理，因此，初次水力压裂诱导应力场、孔隙压 裂诱导应力场以及邻井对压裂井应力场的影响对 暂堵压裂效果起决定性作用，如果能够满足造新裂 缝的条件，能够沟通更多的天然裂缝以及初次裂缝 未动用区域，压裂效果好，否则效果差［４］。 ２．２ 暂堵剂性能