川西致密气藏水平井增产与稳产技术应用研究

周兴付 邹一锋 傅春梅

（中石化西南油气分公司川西采气厂，德阳 618000）

川西致密气藏水平井增产与稳产技术应用研究

周兴付 邹一锋 傅春梅

（中石化西南油气分公司川西采气厂，德阳 618000）

川西致密储层垂向渗透率远小于水平渗透率，水平井自然产能与直井相比无明显优势，水平井需要采取增产改造措施。为此川西气田开展了包括笼统酸化、笼统压裂、分段压裂等水平井储层增产改造措施。同时为解决井筒积液难题，开展了水平井泡沫排水、车载压缩机气举排水增产工艺探索。

水平井；气井；增产；排水采气

随着勘探开发不断深入，川西低渗透致密气藏暴露出储层品质差、气藏单井控制储量小、产量递减快、整体采出程度较低等问题[1]。由于水平井能增大储层的泄流面积，提高钻遇裂缝的几率，降低流体流向井筒的阻力，川西低渗致密气藏逐渐加大了水平井开发力度[2-3]。川西致密储层垂向渗透率远小于水平渗透率，虽然低渗致密储层水平井水平段较长，但水平井自然产能与直井相比没有明显优势，因而其效果比压裂直井更差。为此川西气田开展了包括笼统酸化、笼统压裂、分段压裂等水平井储层增产改造措施。

随着川西气田水平井开发的深入，井筒积液成为水平井开发普遍存在的难题。如果井筒内产生积液，井底回压增大，井口压力下降，产气量将减小，气井携液能力减弱，从而导致井筒附近储层的含水饱和度升高，气相渗透率下降，气井更难以开采，甚至气井水淹停产。为此，川西气田展开了水平井排水采气工艺探索。

1 水平井增产改造工艺

为了探索储层改造方式对水平井产能的影响，川西气田前期在水平井采取了笼统酸化和笼统压裂，但是未能大幅度提高水平井的产能。这说明笼统酸化、笼统压裂对储层的改造针对性不强，不能充分发挥各层段生产能力，川西气田水平井需要采取分段压裂来达到压裂增产的目的。因此川西气田在致密砂岩储层开展了常规封隔器+喷砂滑套分段压裂、多级多缝分段压裂等增产改造工艺试验。

1.1 常规喷砂滑套+封隔器分段压裂工艺

为了增强水平段储层改造措施的针对性，采用多个封隔器和喷砂滑套实现管柱分段压裂改造。常规喷砂滑套+封隔器分段压裂工艺 (图1)施工步骤为：（1）压裂施工时从环空进行低替、洗井，洗井后从油管投球，座封全部封隔器，同时将接球座打掉，继续从油管注入进行第1段压裂施工；（2）第1段施工完成后从油管投球，加压打开第2段的喷砂滑套，采用油管注入进行第2段加砂压裂；（3）重复第二步骤，直至改造完所有层段。

常规喷砂滑套+封隔器分段压裂工艺能够有效实现水平井分段加砂改造，川西气田水平井压前水平井仅XS21-3H井日产气0.25×104m3/d，其他井的自然产能水平为产气微量或者无流体产出。采取喷砂滑套+封隔器分段压裂工艺分3段压裂后平均产气量为2.6×104m3/d，分4段压裂后的平均产气量为3.9×104m3/d，分5段压裂后的平均产气量为3.8×104m3/d。该工艺性能可靠，成功率高，增产效果显著（见表1），成为川西气田水平井主要的分段压裂工艺之一。

1.2 水平井多级多缝分段压裂工艺

水平井井眼轨迹复杂，如果采取常规喷砂滑套+封隔器分段压裂工艺则会面临压裂管柱起下困难、砂卡几率大、封隔器坐封不严、施工风险高、施工周期长等难题。因此川西气田开展了机械封隔与限流组合的多级多缝分段压裂工艺研究和现场试验。多级多缝分段压裂工艺就是将封隔器分段工艺与限流压裂相结合，把物性相近的几段储层通过限流布孔合为1段进行压裂。

图1 常规喷砂滑套+封隔器分段压裂管柱结构

多级多缝分段压裂工艺将机械封隔改造针对性强和限流压裂施工相对简单、一次施工压开多条裂缝等优点结合起来，扬长避短。川西气田通过压裂管柱优选、射孔优化和压裂参数调整，在水平井XS21-4H井、XS21-11H井成功进行了多级多缝分段压裂工艺先导试验。这2口井射孔完井后都无流体产出，采取多级多缝分段压裂工艺后产量达到5×104m3/d以上。该工艺可减少机械分段层数，缩短施工周期，降低施工风险和成本，增产效果非常明显，成为川西气田水平井压裂改造的新亮点。

表1 常规喷砂滑套+封隔器分段压裂效果统计表

图2 多级多缝分段压裂示意图

表2 多级多缝分段压裂效果统计表

2 水平井排水稳产工艺

水平井井身结构由直井段、斜井段、水平段组成，其水平段尾端大多数井斜角大于90°。受井身结构的影响，地层产出的液体由于重力作用在较短的距离内就会沉降在水平井段底部。随着水平井段底部积液量增加及气井生产能力的下降，液体在水平段堆积量逐渐增加，当积液量较多时将在斜井段形成水柱，造成水平井水淹停产，影响气井正常生产。川西气田水平井液面测试结果表明，多数水平井生产一段时间后会受到积液的影响，需要采取合理的排水采气工艺措施保证气井稳产。

2.1 水平井泡沫排水采气工艺

泡沫排水采气工艺原理：通过向井内注入表面活性剂，在天然气流的搅动下，气液充分混合形成泡沫，减少气体滑脱效应，形成低密度的气液混合体，降低临界携液流量，从而使气井能连续携液，最后达到排水增加产气量的目的。水平井井身结构特殊，对泡排药剂、加注工艺等都有要求。泡沫药剂类型有固体和液体，其中液体泡沫剂通过环空或油管注入，固体泡沫剂通过油管投放。川西气田在不影响气井生产的前提下，在水平井中选用固体泡沫剂。

开展固体药剂溶解和固体药剂溶解速度室内实验，对川西气田常用的固体药剂性能进行水平井泡沫排水采气工艺适应性评价，优选出了适合水平井泡沫排水的泡沫药剂。

水平井的最大井斜角通常在90°左右，如果药剂尺寸不适合，固体药剂容易在曲率大的地方卡住。为确保固体药剂能有效地到达水平段跟端，需根据固体药剂外形计算其合理的几何尺寸。根据川西气田水平井管柱结构，对固体药剂的几何形状、大小优选出3种常规规格（φ30mm×265mm、φ40mm×390mm、φ40mm×460mm）棒状泡沫剂。通过在水平气井中采用固体药剂泡沫排水采气，对排除水平井积液、维护水平气井稳产起到了关键作用，施工参数见表3。

表3 水平井泡沫排水施工参数统计表

2.2 水平井车载压缩机气举排水工艺

车载压缩机气举排水采气工艺以天然气为气源，通过压缩机将高压气从措施井的油套环空或油管注入井内，通过正或反举排水，携带井筒液体上行到达地面，增大井筒气液比，减小井筒压降，提高生产压差，实现气井增产。该工艺技术充分利用气举对低压积液气井具有较大启动作用的优点，对一些积液严重、无法自喷、水淹停产的水平气井排水采气效果明显。川西气田采取车载压缩机气举排水采气工艺对水淹水平气井进行排水作业，取得了较为明显的增产效果。水淹停产的水平气井XS311H井、X10-1H井经过车载压缩机气举排水作业后实现恢复生产，气举后产量分别为0.3×104、0.9×104m3/d。

3 结 论

（1）川西气田在水平井开展了多种增产改造工艺试验，增产效果分析表明常规封隔器+喷砂滑套分段压裂、多级多缝分段压裂等工艺的增产改造效果显著。

（2）通过泡排药剂筛选、固体泡排棒尺寸优化，优选出适合川西水平气井泡排药剂，水平井泡沫排水起到了排除水平井积液、维护水平气井稳产的作用。

（3）川西气田在水平井中引进车载压缩机气举排水采气工艺，为水淹水平井复产提供了强有力的技术支撑，丰富了水平井排水采气技术手段。

（4）川西气田水平井通过采取前期储层改造和后期排水增产工艺，实现了低渗致密气藏有效开发。

[1]张家由,慈建发,任山.川西中浅层水平井分段加砂压裂改造技术[J].中外能源,2011,16(2):70-74.

[2]熊昕东,王世泽,刘汝敏.致密砂岩气藏储量难动用影响因素及开发对策 [J].西南石油大学学报：自然科学版，2008,30(4):77-80.

[3]任山,杨永华,刘林,等.川西低渗致密气藏水平井开发实践与认识[J].钻采工艺，2009，32(3)：50-52.

[4]吴月先,钟水清.广安凝析气藏水平井携水采气工艺技术探讨[J].吐哈油气,2010,15（1）：53-55.

[5]王凤山,张书进,王文军,等.大庆油田低渗透水平井压裂改造技术新发展[J].大庆石油地质与开发,2009,28(5):234-238.

Abstract：Since vertical permeability is much smaller than level permeability in the western Sichuan tight reservoir,the natural productivity of horizontal wells has no obvious advantage compared with vertical wells.Horizontal wells require stimulation measures.So general acidification,general fracturing,sub-fracturing are implemented on horizontal wells of the western Sichuan gas field and other reform measures to increase the reservoir,horizontal wells yield a significant effect of stimulation.At the same time,horizontal wells accumulate fluid in wellbore is a common problem.In order to solve this problem,the western Sichuan gas field carries out foam drainage and gas lift fluid by board compressor in horizontal well.

Key words：horizontal well;gas well;stimulation;gas well deliquification

Application of Stimulation Technology in Tight Reservoir Horizontal Wells in the Western Sichuan

ZHOU Xingfu ZOU Yifeng FU Chunmei
(Southwest Oil&Gas Co.the western Sichuan Gas Production Plant,SINOPEC,Deyang 618000)

TE32+7

A

1673-1980（2012）02-0089-03

2011-11-21

中石化西南油气分公司科技攻关项目

周兴付（1977-），男，工程师，从事天然气开采技术研究与管理工作。