利用产气剖面测试分析评价页岩气压裂工艺

和射孔簇的产气情况，认为减少单段射孔簇数有利于提高射孔簇的产气均匀性，且同段中靠近A点的射孔簇产量

较高；对比不同压裂规模产气效果，认为支撑剂量与产量有一定正相关关系；对比单段产气测试结果与储层可压

性指标，发现在同一分区气井中产气量与储层水平应力差、脆性指数相关性不明显，而与上覆应力和射孔段岩石 密度有较好的负相关关系。［关键词］页岩气；产气剖面；压裂工艺；射孔簇［中图分类号］TE375 ［文献标识码］A ［文章编号］1009—301X(2019)02—0041—041产气剖面测试情况引言本次研究对象是压裂改造后开展产气剖面测试的

FL页岩气试验区属川东高陡褶皱带万县复向斜

21 口井，共205段。在所有测试井段中，单段产气量最

焦石坝构造带，目的层段为五峰一龙马溪组，为暗色碳 高为45 824m3,平均单段产气量为7 252m3,无产量贡

质、硅质泥页岩，埋深由北向南逐渐变深，北部一中部

献共有5段。单段产量超过2xl0*n?的高产段共有14

目的层埋深在2 300—3 000m,南部在3 000—3 800m, 段，低于1 000n?的低产段共有29段。水平段长1 000〜1 500m。由于页岩储层属低孔、低渗的致密气藏，必须通过 2单段射孔簇数与压裂改造效果分析大型水利压裂增大泄气面积才能获得较好的工业气

2.1不同射孔簇数压裂段，各簇产气贡献规律分析流。FL页岩气储层压裂改造以形成大规模复杂网缝 将产剖测试井段按照不同射孔簇数进行分类.通

为目的，通过优化各项参数，以不同粘度压裂液以及不

过对比不射孔簇数压裂段的产气贡献率，对射孔因素 同粒径支撑剂组合，并采用单段多簇射孔方式，对长水 进行分析。在产气剖面测试的205段共559个射孔簇

平井进行分段压裂改造。中，采用单段3簇射孔的压裂段共有149段、447簇。

在已完成压裂试气的部分气井中进行产气剖面

单段2簇射孔共有56段、112簇。测试，即利用连续携带微型转子流量计、光学和 通过单段三簇射孔簇各簇的产量贡献率统计分

电子探头等工具下入气井中，对各个压裂段以及射孔

析,对比同段内的不同。从单段三簇射孔簇各簇的产 簇的流量、持率、温度、压力等参数进行协同测试，并

量贡献情况来看，产气效果“第3簇”好于“第2簇”好 依据测试数据分析、解释各个段/簇的产气以及产水

于“第1簇”，且第2簇与第3簇整体产气贡献相差不

情况。大，而第1簇产气明显低于其他两簇。三簇的平均单

［收稿目期］2019-01-04［［基全项貝作者简介］］黄晓凯国家科技.玄*专项(1987-).另学“洛跋贡岩气开发斤范工程，工程师，现主娶从丰非帝规借层境产技术研兗的工作.\"(2016ZX05060004)。42簇贡献率为2. 37%（图1）。江汉石油职工大学学报低产簇占比小幅增加.在全部射孔簇中占33% ,在良段 中占比17.7%,在优段中占比11.5%。*-)<、«

€-第2簇、第1簇（第1、2簇顺序与实际射孔作业顺序一致, 即靠近A靶点为本段第2簇，近B点为第1簇）产气贡献 分别占所有簇产气总值的60.1 %、39.9%。产气效果“第

2簇”好于“第1簇”。平均单簇贡献率为3.23%,高

于单段三簇的平均贡献率。跟簇平均产气贡献車（%）2.2不同射孔簇数压裂段，低产簇占比规律从北美马赛鲁斯、海恩斯维尔等多个页岩气田射

孔簇数统计分析来看，北美主要以单段2〜6簇射孔为 主,FL页岩主要以单段2〜3簇为主。以不同单段射孔簇数的平均单簇产量为基准•将 低于平均单簇产量1/10的射孔簇定义为低产簇.将产 量达到1.1-1.3倍平均产量的压裂段定义为良段，产 量超过1.3倍平均值的压裂段为优段。通过分析低产

簇在不同产量压裂段中的占比，来认识射孔簇数对压

裂改造效率的影响。射孔时，低产簇占全部射孔簇的26%,在良段中占比

12.2%,在优段中占比5.7%；当采用单段三簇射孔时,

(％)图1三簇射孔产气贡献对比图从单段两簇射孔簇各簇的产量贡献（图2）对比来看: 从与北美情况对比（图4）,具有相似规律，即随着 单段射孔簇数的增加.不出力射孔簇的数量也随之增 加。当达到每段6簇射孔时,低产簇数显著增多。403530252015105

■全部井段 ■ R段 •优段0

图

啸®斯伊将孤转 费耶

巴内转 ffiMM m4 FL与北美一低产簇占比与（每段）簇数关系从整体情况来看，各页岩气田低产射孔簇在全部 射孔簇中占比21. 3%〜32. 2%。FI.页岩气田低产射

孔簇在全部压裂段中占30.7%,在良段中占15.6%, 在优段中占9.8%。尽管在射孔位置优选时已考虑到近井的岩石力学条

件、矿物组分、含气性等条件的相似性，且单簇施工排量

（4. 6〜8m3/min）远高于液体均匀分布的要求（3. 72m3/

min）（根据 Freddy Crespo. SPE 163856 试验结果计算）.但

从测试低产簇占比来看'仍有近30 %的低产簇。3压裂施工规模与产气剖面测试结果对应

性分析根据对气田不同区域压裂地质条件的认识•通过对 不同压裂规模形成的裂缝展布形态、尺寸以及裂缝导流 能力的模拟优化,设计单段压裂液用量1 600-2 000m3,

从统计结果（图3）来看,FL页岩当采用单段两簇

支撑剂用量50~70m\\黄晓凯.利用产气剖面测试分析评价页岩气压裂工艺433.1压裂液用量与测试产量实际压裂施工单段液量主要分布在1 740-2 100m3, 单段液量与产量没有明显的相关性。这可能是由于施

工液量受到设计液量的控制•在较小的区间内变化.不 足以影响产量造成较大变化.在液量相当时产气效果受

其他因素影响。3.2支撑剂用量与测试产量实际压裂施工中单段支撑剂用量主要分布在42〜

70m3o从整体上看压裂支撑剂用量与产量相关性较

弱,但北部和中部气井单段支撑剂用量与产量有一定 的正相关关系。4储层压裂条件与产气效果分析4.1应力与产气效果分析利用测井参数分析计算，建立水平段连续应力剖

面，尝试分析评价不同应力条件下压裂段的出气效果。

4.1.1上覆应力上覆应力主要与目的层的埋深相关，主要影响水 力裂缝在储层纵向上的延伸状态，以及低角度天然裂 缝或水平向层理的开启及剪切。由于气田北部、中部、东部测试井段的目的层埋深

变化不大，故上覆应力较接近，在58〜67MPa；分布在

南部的测试井段，由于埋深大幅增加，上覆应力增加到

85〜93MPa。从测试情况来看（图5）,产量与井段的埋

深有明显的相关性,上覆应力增大，测试产量降低。50,00045,00040,00035,00030,00025,00020,00015,00010,0005,000050.0060.0070.00

80.0090.00上段於层压力（MPa）图5上覆压力与产量关系分布图4. 1.2水平应力差异北部测试井段的水平应力差异较小为7. 8〜& 3MPa；

中部、东部、南部测试井段的水平应力差异略高且分布区

间较为相似，为&0〜& 5MPao从对比结果来看（图6）,水平应力差较小的北部

气井获得较高产量的概率较大，而在各个区域内比较, 水平应力差异与产量的相关性不强。50,00045,00040,000•主体区化35,000■主体区中30,00025,000•东部断裂带20,0000深井15,00010,0005.0007.70 7.90 8.10 8.30 8.50 8.70 8.90水平应力差（MPa）图6水平应力差与产量分布图4.2脆性指数与测试产量从测试井段脆性指数的计算情况来看，脆性指数 主要集中在45%〜55%。其中，北部测试井段脆性指 数在43%〜50%,东部主要集中在50%〜55%。从分析结果来看（图7）,脆性指数较低的北部气

井产量较髙.脆性指数较高的南部、东部，测试产量较 低。其原因主要是由于脆性整体处于优势区间内.都

具备形成复杂裂缝的基础条件。50,00045.000♦主体区化40,000△主体区中35,000•东部断裂带30,00025,000■深井20,00015,00010,0005,000图7脆性与产量关系分布图4.3密度与测试产量储层岩石密度受到岩性、物性、压实程度等因数的综

合影响。从不同区域测试井段储层密度对比来看,北部气 井储层岩石密度较低，为2. 45~2. 55g/cnf ,东部井段储层 岩石密度略高，为2. 55~2. 62g/cm3,中部和南部密度分布 区间较大,密度在2. 47-2. 65 g/cm3。各段测试产量与密44江汉石油职工大学学报度有较明显的相关性，即密度较低井段，获得高产的可能性，密度较低井段获得高产的可能性较大。［参考文献］［叮陈安明，张辉，宋占伟.页岩气水平井钻完井关键技术

性较大(图8)050,00045,000••主体区一北主体区一中••分析［J］.石油天然气学报,2012, 34(11):98-103.40,000可 35,0003［2］ 李继庆，梁榜，曾勇，等.产气剖面井资料在涪陵焦

石坝页岩气田开发的应用［J］.长江大学学报(自科

7 30000•主体区一东倉 25.000注 20,00015,00010,000•:.・•版),2017(11):75-81.［3］ 王志刚.涪陵焦石坝地区页岩气水平井压裂改造

5,000时知哎心•2.45

2.50

实践与认识［J］.石油与天然气地质,2014,35(3)：

425-430.2.402.55

2.602.65 2.70密度(g/cnP)［4］ 苟波.郭建春.基于精细地质模型的大型压裂裂缝

参数优化［J］.石油与天然气地质, 2013,34 (6)：

图8密度与产■关系分布图5结论1)在单段多簇射孔中，射孔簇越靠近A点，产气

效果越好,且较少的射孔簇数有利于提高各射孔簇间 的改造均匀性。809-815.［5］ 陈勉.页岩气储层水力裂缝转向扩展机制［J］.中国

石油大学学报(自然科学版)，2013,37(5)：88 — 94.［6］ 曾义金，陈作，卞晓冰.川东南深层页岩气分段压

裂技术的突破与认识［J］.天然气工业,2016,363) FL页岩气田低产射孔簇分布规律与北美相似,

低产簇在全部压裂段中占30.7%,在良段中占15.6%,

:61-67.(1)［7］ 刘玉忠.水平井测井工艺的评价［J］.国外油田工

程.2003,14(2):76-78.在优段中占9.8%。低产簇占比处于北美中上游水平。4) 南部气井埋深增大,上覆应力增大，对产气效果

造成不利影响，产量低于北一中部气井。［8］ 邹顺良，杨家祥，胡中桂，等.FSI产出剖面测井技术

在涪陵页岩气田的应用［J］.测井技术,2016(02)：

5)测试产量与储层岩石密度具有较明显的相关 209-213.Application of Gas Production Profile

Testing Analysis in Shale Gas Fracturing Technology AssessmentHUANG Xiaokai(Petroleum Engineering Technology Research Institute of Jianghan Oilfield Company,SINOPEC, Wuhan, Hubei, 430035, China)

Abstract: To evaluate fracturing effect and optimize technology parameters, this paper uses FSI method to analyze gas

production condition of fractured section and perforation clusters of multiple gas wells in FL shale gasfield. It believes that the decrease of single section perforation cluster numbers contributes to improving gas production homogeneity of perforation clusters and the perforation cluster near Point A in the same section has a higher production. It believes that there is a positive correlation relationship between proppant amount and output by comparing gas production effect in different fracturing scale. By comparing single—section gas production testing result and reservoir compressi­bility index, it finds that gas production amount of gas wells in the same zone has no significant correlation with res­ervoir horizontal stress difference and friability index but is well correlated negatively to overlying stress and rock den­sity in perforation interval.Keywords: Shale Gas； Gas Production Profile； Fracturing Technology ； Perforation Cluster［编辑易文媛］