涪陵页岩气田井网加密技术探讨

潘麒光

（中国石化江汉油田分公司石油工程技术研究院规划研究所，湖北武汉 430000）

页岩气是一种潜在资源量巨大的非常规天然气资源，具有开采技术要求高、气流阻力比常规天然气大、采收率比常规天然气低的特点。近些年来，随着严峻的能源紧张形势和美国页岩气大规模开发并在天然气产量中所占比例迅速增长，页岩气资源在全世界受到了广泛的重视。我国页岩气事业虽起步较晚，但发展迅速，涪陵页岩气田2013 年投入商业开发以来，至今已钻探开发井500 余口，2015 年完成50×108m3产能建设，同时在2017 年建成百亿方大气田[1-5]。

1 目前气田的开发形势

涪陵页岩气田焦石坝区块位于重庆市涪陵区，构造上位于川东高陡褶皱带万县复向斜东部。焦石坝区块含气页岩层为五峰-龙马溪组一段，截至2019 年10月，涪陵页岩气田累计投产420 余口井，累计产气260×108m3；随着生产时间的延长，部分井产量、压力递减快（见图1）。低压气井逐年增加，气田持续稳产压力大。

图1 部分井产气量与压力曲线图

图2 下部气层剩余地质储量丰度分布图

2 井网加密技术的提出

焦石坝区块下部气层剩余地质储量丰度平均为4.69×108m3/km2，地质储量采出程度5.08 %，地质储量采气速度2.28 %。平面分布呈现“北高南低”的特征（见图2）。主体区、西区剩余地质储量丰度较高，单井产量高，利用RTA 软件拟合气井生产动态，预测气井压裂改造波及范围，计算气井裂缝半长，根据单井控制面积结合储量丰度计算动用储量。下部气层储量动用程度仅31.3 %，具有井网加密潜力。

同时微地震及压后模拟结果表明，部分区域两口井之间储量动用程度较低，例如48 号平台微地震结果表明单井压裂平均缝长245.5 m～319.4 m，水平方向具有加密部署井的空间（见图3）。

经过不断地研究与开发实践，发现开发井网会对采收率造成不同程度的影响，若井网距离较大，井网对于储量控制的能力不够，则很难实现充分动用储量，气田的采收率也较低，若井网距离较近，则井之间的干扰情况则会较为严重，在一定程度上能够保证采收率，但是经济效益难以保证，因此需要探索合理的井网布置方案。

图3 焦页48 平台微地震监测事件密度体、波及特征结果俯视图

3 加密井国外技术调研

美国页岩气开发经验表明：加密钻井可以增加波及面积、提高储量动用程度、提高气井的采收率，井网加密已经成为开发页岩气藏的主要技术之一。

伊格福特页岩目前已在南德克萨斯的约20 个县得到开发，目前的通常做法是从同一地面平台钻多口水平井。开发初期井间距一般在300 m 左右，后期针对伊格福特的页岩厚度、岩性、压力和热饱和度等参数对井间距进行了调整。为了监测井间干扰、沟通情况和全平台泄气效率，采取了如下措施：（1）在平台上的一口或多口井注入化学和放射性示踪剂。这些数据可解释裂缝生成、扩展、流体流动和支撑剂充填，即了解流体传送距离、支撑剂传送距离和裂缝形态等。（2）微地震监测也可用于储藏改造体积的识别、量化和分布研究。（3）压力监测也是一种重要方法，它是在压裂、返排和开采过程中对几口邻井的压力进行监测，确定井间是否沟通。（4）投产后进行数月的干扰测试，可以更好地认识裂缝导流能力和有效支撑裂缝的变化。通过这些手段优化页岩储藏拉链压裂时的井间距。目前的常规做法是钻井采用150 m 井间距，然后进行拉链压裂。

伍德福德页岩储量丰富，位于俄克拉荷马州的阿托卡县、Coal 县、休斯县和匹兹堡县境内的阿卡玛盆地西部。为了提高产气量，水平井沿最小水平主应力方向钻出，并且多级水力压裂时采用较小的裂缝间距。水力压裂技术进步和（2008 年高气价带来的）增产需求促进了多井平台的开发，由原来2.6 km2平台上钻单井改为钻5～6 口井，采用200 m 的小井距，从而在水平井间生成互相连接的裂缝网络，同时采用长水平段钻井（最长1 611 m）和大规模减阻水多级加砂压裂（最多22级）。在水力压裂技术方面，采用了同步压裂，相邻的多井同时进行压裂，以提高开发效果；另一种方式是压完一口水平井后，先不返排，然后再压相邻水平井，最后再一起返排，这样可以利用前一口井中岩石基质的高压。

4 现场试验

早在2014 年涪陵页岩气田就开展过小井距试验，选取了A 平台作为试验井组，A 平台位于主体1 区北部的川东高陡褶皱带包鸾-焦石坝背斜带焦石坝构造高部位。平台上有3 口井，主要穿行在1～5 号小层，水平段长度在880 m～1 590 m，其中焦页A-1HF 和焦页A-2HF 水平段相距300 m（见图4）。

图4 7 号井组井位示意图

先期于2013 年9 月对焦页A-2HF 进行了压裂（设计22 段，完成13 段），采用“酸液+减阻水+胶液”造复杂缝网的改造模式，单段平均液量1 708.5 m3，平均砂量67.2 m3，测试无阻流量15.3×104m3/d。2014 年6 月完成焦页A-1HF 全井17 段施工，采用与邻井相同压裂工艺模式，适当减小液量以降低对邻井的干扰，单段施工液量控制在1 600 m3以内，整体加砂较为顺畅，单段平均液量1 582.6 m3，平均砂量54.9 m3，测试无阻流量37.8×104m3/d。施工压力较平稳，裂缝延伸顺畅，压裂施工曲线特征与邻井类似。邻井生产动态及井间示踪剂监测显示：压裂期间存在明显干扰，300 m～1 350 m范围内焦页A-2HF、B-4HF、A-3HF 等邻井均受到焦页A-1HF 压裂不同程度影响，在一定时间段内压力、产量波动，压后恢复至正常水平，目前生产期间未见干扰。通过数值模拟计算焦页A-1HF 井加密后预测井组可采储量由原先的3.59×108m3增加到5.14×108m3，新增可采储量1.55×108m3。小井距试验结果（见表1）表明，在涪陵页岩气田开展井网加密技术具有一定的可行性。

表1 A 平台加密前后井组可采储量对比

5 结论

（1）加密井可以增加波及面积和邻井缝网的复杂程度，改善邻井开发效果，提高储量动用程度和气井的采收率。

（2）在涪陵页岩气田小井距试验中，通过邻井生产动态及井间示踪剂监测显示：小井距井在压裂期间，周围邻井会受到其不同程度的影响，周围邻井在一定时间段内压力、产量波动，压后恢复至正常水平，井组在正常生产期间未见干扰。