S10区块不同沉积相对压裂效果影响研究

2013-12-01阮逢明尹艳树尹太举长江大学地球科学学院湖北武汉430100

长江大学学报(自科版) 2013年14期

阮逢明，尹艳树，尹太举（长江大学地球科学学院，湖北武汉430100）

康莉（中石油新疆油田分公司风城油田作业区信息档案站，新疆克拉玛依834000）

S10区块气田位于鄂尔多斯盆地北部，区内构造平缓，断层不发育，为陆相河流沉积的低孔低渗砂岩储层岩性气藏，主要发育盒8段和山1段2套产气层。S10区块气田开发井自2006年压裂施工投产以来，累计投产300多口井，到目前为止，压裂施工仍有效，在生产的井仅有170余口，许多气井初期产能较高，但稳产期较短，产量递减快，压裂增产措施效果不明显。为此，笔者根据S10区块压裂前后气藏生产特征，探讨其沉积相对储层压裂效果的影响情况，以便为有效储层改造提供参考依据。

1 不同沉积相对压裂增产的影响

1.1 压裂井产能

分析近年来S10区块压裂施工和生产数据，发现不同沉积相造成压裂井产能发生分异性变化：①处于分流河道主体、心滩、边滩部位的钻井，大都具有较好的压裂效果，如S10－28－45等井压裂初期产能超过2.5×104m3。②位于河道溢岸沉积等地区的钻井，压裂效果一般较差，稳产期也较短，如S10－38－36处于溢岸沉积微相中，该井生产效果差，压裂初期日产气仅0.5×104m3。总体而言，高产井基本位于河道主体、心滩和边滩部位，其储层厚度和砂岩体规模较大，储层物性较好。

1.2 地层岩石破裂压力

压裂施工前期主要是通过增加泵压向地层注入压裂液进行人工造缝，但泵压超过地层破裂压力，从而产生疏导裂缝，这可能会对气层造成一定破坏。通过对S10区块盒8段辫状河沉积环境的243个压裂段统计分析，发现溢岸沉积地层平均破裂压力最大（54.38MPa），心滩沉积地层平均破裂压力最小（41.36MPa）。通过对S10区块气田山1段曲流河沉积环境的160个压裂段统计分析，发现溢岸沉积地层平均破裂压力最大（52.85MPa），边滩沉积地层平均破裂压力最小（42.29MPa）。因此，S10区块岩石破裂压力具有明显的随不同沉积相发生变化的特点。

2 不同沉积相对压裂施工的控制作用

气井压裂效果与沉积相作用有关，由于不同微相的储层特征存在差异性，在确定压裂施工的工艺参数时需要考虑沉积相的控制作用，否则压裂效果会受到影响［1］。

2.1 压裂施工生产条件

S10区块储层有效厚度随着沉积相带发生变化，河道、边滩、心滩微相部位气层一般较集中，主力气层厚，砂体连续性好，气层厚度适中（总有效厚度22m左右）。以S10－50－36井为例，其气层分散，厚度小，无较好的主力层，而S10－32－65井气层厚度适中，层数少，主力层砂体连续，其压裂效果明显好于S10－50－36井。开发实践表明，要取得好的压裂效果，压裂井段必须有一定厚度的主力气层（一般不低于10m），对于层间差异大的开发井，应尽可能细分并有针对性地将一套砂体进行改造。因为气层跨度过大，各小层间不可避免存在差异，笼统合压将使部分气层潜力难以发挥。因此，应结合沉积微相特征和压裂工艺来制定新井开发方案。

2.2 压裂施工工艺参数

图1 S10区块气田加砂量－单井累计产量关系图

1）加砂量气井压裂主要目的是对储层进行改造，形成一对高导流能力的支撑裂缝（支撑裂缝渗透率在3×10－3μm2左右，远高于地层的天然渗透率），从而解除气层污染，提高储层的渗流能力和开发井产能［2－3］。因此，随着加砂量的增加、支撑缝长增长，累计增气量增加。但当裂缝支撑缝长达到一定值后增加幅度急剧降低，投资净收益反而降低，因而对任一开发井都存在一个最佳加砂量，这主要取决于气井的自身条件。气井的加砂量跟气层物性、气层有效厚度、气层跨度、盖层隔层好坏等诸多因素有关［4］。S10区块气田气层为低孔低渗砂岩储层，分析相关开发井生产数据发现，在河道、心滩、边滩优势相带中增加加砂量能明显提高压裂效果，而在溢岸沉积部位若不考虑沉积相作用进行笼统加砂施工，则难以提高生产效果。现场生产数据分析表明，S10区块的河道、心滩、边滩等优势相带最佳加砂量在39～65m3之间（见图1）。

2）压裂施工排量气层的应力参数受沉积相影响，而应力参数又影响着压裂施工排量，其大小由气层条件决定，主要包括气层盖层、隔层好坏，气层跨度，砂泥比等条件。同时，水力压裂缝的延伸长度控制了气层的有效支撑范围，对施工安全也产生重要影响。因此，施工排量要适中，因为排量过小容易造成砂堵，排量过大容易造成窜层。由于S10区块气田不同沉积微相内储层规模存在差异，应根据其砂岩储层的具体情况决定相应施工方式：射孔井段长、小层多、气层跨度大的气井（研究区心滩、边滩微相中存在），其层间差异大，压裂液滤失严重，采用大排量施工能使各小层均受益，确保施工安全；气层集中、气层跨度不大、气层厚度薄的产层（河道微相中存在），宜采用小排量施工，这样有利于控制压裂缝的纵向延伸和扩展，形成对气层的有效支撑［5］。

3）压裂液平均砂比提高平均砂比可以提高砂浆浓度，增加铺砂层数，降低支撑剂的破碎率，使支撑裂缝变宽，从而提高裂缝导流能力；提高平均砂比可以减少压裂液的用量，减少压裂液对地层的二次伤害，从而提高气井的产能［6］。通过对S10区块气井的压裂液平均砂比进行分析发现，虽然高平均砂比有利于增产，但个别气层中提高平均砂比的效果不明显（如井S10－53－28至S10－54－44），这是受不同沉积相影响所至。具体而言，在心滩、边滩微相中开发井（如井S10－39－37至S10－52－55）压裂液平均砂比增大，气井产率呈总体上升趋势（见图2）。因此，对于处于同一伏势微相中的生产井，提高压裂液平均砂比能有效提高产量。