长宁区块页岩气压后返排规律分析
来源:用户上传
作者:许清敏
摘 要：壓后返排是非常规页岩气储层大规模水力压裂中的重要环节，目前还没有成熟的页岩气藏压裂返排规律研究，通过现场施工数据统计分析长宁区块压后返排情况，得出了影响压后返排的工程因素，为下步页岩气高效开发奠定了基础。
关键词：压后返排;水力压裂;施工数据;工程因素
中图分类号：TE353 文献标识码：A
在页岩气水平井分段压裂施工中，压裂后的排采制度优化一直较为薄弱。由于页岩气压裂用水量巨大，返排大都比较困难，因此研究页岩气压后返排规律研究，可以进一步提高返排率，从而提高页岩气产量，意义重大。
1 长宁区块与丁山区块排液求产情况对比
收集资料对比分析长宁区块与丁山区块典型井排液求产对比得出以下结论：
（1）放喷求产时间均较长，返排率相对都比较高。
（2）长宁页岩气藏物性比丁山区块好，大部分井压后产量相对较高。
（3）长宁区块放喷中压力、气产量、日排液量逐步下降趋势与丁山区块一致，总返排率差异不大。
2 礁石区块排液求产情况对比
收集资料统计礁石典型井与长宁区块排液情况对比可以看出：
（1）礁石区块返排率相对较低。
（2）礁石坝主体页岩气藏物性比长宁区块好，大部分井压后产量相对较高。
3 长宁区块返排情况分析
长宁区块页岩气井目的层为志留系龙马溪组，井型为水平井，一般井深4700m（垂深2500-2800m），水平段长1200-1500m。求产试气均采用套管放喷，试气工作制度采用3mm-13mm油嘴不等，井口控制压力12-25MPa，试气平均返排率32.79%之间，测试气产量5-35×104m3/d之间，具有压后各井排采特征差异较大，各井排采制度差异大特点。龙马溪组为页岩气层，不出水，甲烷含量平均98.6%，为干气藏。
长宁区块龙马溪组页岩气压后返排作业模式为全井多段压裂并闷井结束，采用由小到大油嘴（3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm）进行压裂液返排和求产。
分析长宁H9-1井、长宁H9-2井等9口试气作业井开始排液至求产结束期间的阶段放喷排液产出情况统计和排液、求产期间的日产气、日产水、套压趋势，可以看出，经大型压裂施工，放喷初期随着油嘴逐渐增大，出液量及日产气呈递增趋势，中期当过渡为5mm-8mm油嘴排液求产时，产出液量逐渐减少，产出气量逐渐增加;后期进入9mm-13mm油嘴求产阶段，当产出气量及井口套压逐渐趋于稳定，产出液逐渐减少，甚至不出液。
从整体看，区块内大多数试气井，放喷初期产气、产水量波动大，累产液及气量差异大，返排率差异大（9口井返排率12%-21%，另31口井返排率7.28%-99.48%），但后期求产阶段产气量及井口套压均逐渐趋于稳定。综合区块整体压裂液返排情况，分析压裂井总体返排率差异大。
长宁地区页岩气压后返排大致分为以下三个阶段：
返排初期：由于储层岩石破裂，人工裂缝形成，地层应力释放，返排液体驱动能量充足。考虑闷井结束，裂缝闭合程度，采用小油嘴（3mm-6mm）控制返排速度，强制裂缝闭合，限制裂缝中的渗流速度，减小流体流动的阻力，避免缝口高砂比的支撑剂流入井筒。该阶段排液时间主要集中在4-5d左右。
返排中期：随着应力逐渐减小，裂缝逐渐闭合，需要适当加大油嘴加速返排。通常情况下，逐级加大油嘴，改用6-10mm±油嘴适当加快液体的返排速度，同时，放喷过程中应及时分析油压和产水量变化，随时调整并更换油嘴。此阶段压裂液随着孔隙中的游离气和解吸附气形成气、液两相流动，不断带至地面。
返排后期：随着改造人工裂缝完全闭合，依靠支撑剂形成的渗流通道，压裂液逐渐聚集到井筒附近，该阶段主要使用10mm±以上尺寸油嘴快速降低井口压力，在大于气体的临界携液速度条件下，开始返排、测试求产一体化施工作业。此阶段主要生产特征为：井口油压逐渐降低，每小时返排液量也呈现逐渐降低趋势，而气井最大日产气量往往出现在该阶段初期，随后出现一个相对稳产阶段（下降相对较为缓慢），后期日产量呈现长时间段的缓慢递减趋势，总体上该阶段产量下降快，高产期稳产期短。
4 返排率影响工程因素分析
（1）长宁区块施工井水平段长度主要集中在900m～1500m。单井平均用液量36150m3，单井平均用砂量1580m3。从9口井压裂用总液量（单井）与返排率关系可以看出，压裂规模主要集中在33500m3～38000m3之间，对应返排率主要集中在12-20%之间，二者之间呈正相关对应关系，即压裂液用量越大，返排率越高。压裂支撑剂用量主要集中在1100m3～1800m3之间，对应返排率主要集中在12-19%之间，二者之间整体呈正相关对应关系，即支撑剂用量越大，裂缝网络越发达，导流能力越好，返排率越高。
（2）关井（扩散）时间。长宁区块页岩气井接近70%的井闷井周期≤5d，闷井可以使压裂液充分破胶，降低携砂能力，减少支撑剂回流;[2]可使裂缝中平均压力降低，促进裂缝闭合。从闷井周期与返排率关系，可以看出，闷井周期与返排率呈明显呈相关对应（线性）关系。即压后闷井时间越长，返排率越高。
5 结论
不同的勘探区块，页岩气井返排并不遵循一个统一的规律，同时页岩气井压后返排率的高低受多种因素的影响，但不应刻意强调返排率，在不同构造情况下还需要进行不断的研究，探索不同的返排规律。
参考文献：
[1]蒋廷学，等.页岩气水平井分段压裂排采规律研究[J].石油钻探技术，2013（41）：21-22.
[2]刘乃震，柳明，等.页岩气井压后返排规律[J].天然气工业，2015（3）：51-52.
作者简介：许清敏（1973-），女，汉族，工程师，2016年毕业于中国石油大学，现主要从事试气测试方面工作。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15046823.htm
