靖边气田压裂效果评价研究

靖边气田压裂效果评价研究

刘伟

延长石油靖边采油厂  陕西 榆林 718500

摘要：压裂效果评价是困扰低渗气田开发的难题，本文采用统计分析、理论计算和室内实验等方法，系统分析了储层产能影响因素，同时对液氮增能伴注、二氧化碳泡沫压裂及小套管井压裂等几种重要的压裂改造工艺的现场应用效果进行了评价，并通过室内实验、人工裂缝综合评价解释等手段，评价了靖边气田现用的主要压裂液及支撑剂性能，通过以上研究，对靖边气田压裂效果进行整体评价。

主题词：靖边气田  压裂效果  评价研究

一、引言

靖边气田典型的储层特征是“低孔、低渗、低丰度”，此类气田开发难度大、单井产量低的特点使得提高单井产量成为提高气田经济效益的重要途径。迄今为止，靖边气田已经完成压裂改造几千余口井，如何评价这些井改造效果，并为改造技术的改进、提高提供依据是当前需要解决的一个重要问题。本文主要以靖边气田为研究对象，通过地质资料分析、生产情况统计、软件模拟以及室内实验等方法对该区域的压裂压裂改造效果进行了评价，并根据评价结果提出了压裂技术的优化建议。

二、储层地质特征

靖边气田位于靖边榆林两地区，区域构造属于鄂尔多斯盆地陕北斜坡北部中带，截止2009年底靖边气田累计探明+基本探明地质储量2.2万亿立方米。气藏主要受控于近南北向分布的大型河流、三角洲砂体带，是典型的岩性圈闭气藏，气层由多个单砂体横向复合叠置而成，基本属于低孔、低渗、低丰度的大型气藏，主力储层为盒8下和山1层。

三、压裂效果评价研究

1. 气井分类评价

在充分分析总结靖边气田地质特性的基础上，建立了靖边气田的地质特征与生产能力之间的关系，并于提出了靖边气田的单井地质分类标准和动态生产分类标准，可以通过对靖边气田中区及苏里格气田东区几百口井的数据统计分析，来对比工程改造效果与地质预期结果之间的差异，评价靖边气田的储层改造效果。

2. 储层改造效果影响因素分析

靖边气田中区的直井气井不经压裂基本无自然产能，而影响气井压后产能高低的因素主要包括两个方面：一是储层自身的物性好坏；二是储层改造措施的有效合理。因此，分析气井(层)的压裂效果，应综合分析各种地质因素及压裂施工方面的影响。储层物性、改造措施是影响改造效果的内因和外因，通过建立各种影响因素与压后产能之间的关系，找出影响压后产能的主要因素及其影响规律，并通过影响因素和影响规律来评价压裂改造效果。

⑴ 储层物性对压后产能的影响分析

选取单层（盒8层）压裂改造的井80余口作为研究对象，通过对其物性进行加权平均，并对在相同物性参数区间内单井的无阻流量进行了算术平均，建立了储层物性与气井平均无阻流量之间的关系曲线。

根据对物性参数与无阻流量之间的对应关系分析可以看出，储层有效厚度、砂体厚度、基质渗透率、地层系数和储能系数与无阻流量之间表现为较好的正相关性。其中，储层有效厚度、储层系数与无阻流量正相关关系在单井上的收敛性较好，可以将其作为判别各井产能高低的有效衡量指标。并根据其曲线关系，提出了如下的推荐判别尺度。

⑵ 压裂参数对气井产能的影响规律

根据当前靖边气田中区的开发现状，以气井的无阻流量大小为依据将气井分为三类，分别统计分析了三个产能段上的压裂改造参数（加砂强度、平均砂比）与无阻流量之间的对应关系。

a、加砂强度对气井产能的影响

分别为一类井46口，二类井59口，三类井46口，通过图标分析加砂强度对气井产能的影响情况。

通过上图可以看出：对于不同产能阶段的单井，平均无阻流量随加砂强度的变化规律有所不同。不同产能阶段的单井，获得最高产能的加砂强度有所不同。逐着气井产能的升高，其最佳加砂强度逐渐减小。

b、平均砂比对气井产能的影响

分别以压后无阻流量大于10×104m3/d、小于4×104m3/d和无阻流量介于4~10×104m3/d的压裂改造井作为研究对象，对平均砂比在同一区间内单井的无阻流量取算术平均数，分别建立不同类别井的平均砂比与平均无阻流量之间的关系曲线，通过对曲线进行回归分析来判断平均砂比对压后气井产能的影响情况。

3. 储层改造工艺技术应用效果评价

⑴ 液氮伴注技术

统计2006年至2009年大规模开发阶段靖边中区239口气井数据，除2006年单井注入液氮量较大外,其余年份的单井注入液氮量大体相当。液氮排量从06年的400-100 L/min缩窄至08、09年的220-100 L/min之间，并主要集中在200-180 L/min；液氮伴注比例基本上在4.2-4.7%之间，平均为4.46%。

该技术的应用使得气井压裂液返排效果良好：统计井的压裂液返排率在53.2-145.3%之间（部分层位出水），平均为87.6%，其中95.7%井的返排率均达到了80%以上；返排效果比较稳定,所有井基本上能实现一次喷通。

总体看来，液氮伴注压裂工艺技术对靖边气田上古生界气层的压裂改造有着较强的适用性。采用该工艺能大大提高排液速度，缩短了试气周期，减少了压裂残液对气层的伤害,能有效节约开发成本。

⑵ 二氧化碳泡沫压裂技术

对于靖边气田这样的低渗透低压气层，减少压裂液对储层的伤害，是压裂工程中重要的程序。CO2泡沫压裂技术由于能够有效降低压裂液对储层的伤害，因此对靖边气田具有较强的针对性和适用性。

在不同生产时期内对CO2泡沫压裂井和水力压裂邻井的日产气量、累计产气量、单位压降累计产气量进行统计平均。CO2泡沫压裂能够取得相对较好的改造效果，采用该技术改造的气井在各方面指标都优于常规水力压裂临井，能更充分发挥气井产能。

⑶ 小套管井分层压裂技术

2008年至2009年，针对31/2〝小套管开发井开展了分层压裂技术试验。分别在延南X等3口井采用逐层上返填砂分层压裂技术，在延36-X-X井采用了堵塞球分层压裂技术。

通过对应用于靖边气田小套管井压裂改造的各种工艺施工对比和分析，可以看出目前应用于靖边的各种小套管压裂改造工艺都存在一定的局限性，要对小套管井做到有针对性、满足施工排量和规模以及缩短作业周期的压裂改造还有一定难度，所以，工艺简单易行，分层可靠性高的压裂工艺是小套管井分层压裂作业下一步需要提高的方向。

四、结论及建议

1、储层的动静态分析结果表明，靖边气田的强非均质性对产能的影响较大，单井的动静态分类绝对吻合程度较低，但就整体而言，分类结果具有统计性；

2、储层有效厚度、渗透率是影响气井产能的主要地质因素，加砂强度是影响产能的主要工程因素。其中储层产能随储层有效厚度、渗透率的增加而增加，不同类别井的最佳加砂强度有所不同，随着气井产能的增加，加砂强度逐渐变小；

3、二氧泡沫压裂相对常规压裂作业能够取得相对较好的改造效果，充分发挥气井产能；

4、液氮增能助排工艺有效的解决了低压气井的压后排液问题，加快了排液速度，缩短了试气周期；

5、当前的产能动态分类结果仍低于静态分类水平，继续优化提高压裂工艺技术是提高Ⅰ+Ⅱ类井比例的重要途径；

6、小套管井的几种分层压裂方式均存在各自的局限性，准确、高效的分层压裂作业方式是小套管井压裂作业的下步发展方向；

参考文献

[1] 何自新.付金华 苏里格大气田成藏地质特征 石油学报2003(02)

[2] 王京舰等. 苏里格气田压裂效果评价方法. 油气井测试.2008.5

[3] 韩东等. 苏里格气田钻采配套开发技术. 石油化工应用 2009（8）