摘要：水平井分段压裂技术是页岩气开发的关键技术,其方案设计需要对缝网几何参数及导流能力进行优化.目前,借用产能预测模型优化缝网参数的过程较为复杂且忽略了自支撑裂缝对缝网导流能力的影响.根据水电相似原理,将压裂后的复杂缝网细分为支撑裂缝以及自支撑裂缝,提出了等效裂缝的概念,并得出了基于不同裂缝形态的复杂缝网导流能力优化模型,确定了支撑裂缝与自支撑裂缝导流能力之间的关系.结合四川盆地龙马溪组Y1井储层及流体参数,进行水平井分段压裂设计,优化出30/50目与40/70目陶粒的最佳铺砂浓度分别为3kg/m^2和5kg/m^2,70/140目支撑剂无法满足导流能力需求,自支撑裂缝能够满足导流能力需求.结合Meyer模拟得出Y1井30/50目的砂比为2.5%~3%,40/70目砂比为3.5%~4%,有效地减少了支撑剂量,并取得良好的经济产能,值得推广应用.

摘要：水力压裂过程中裂缝周围应力场对裂缝的转向、扩展有重要影响,研究裂缝周围应力分布影响因素对压裂参数优化设计具有指导意义。基于裂缝扩展有限元方法,建立了裂缝扩展的数学模型,利用Abaqus软件研究了不同裂缝倾角(裂缝与最小水平主应力方向夹角)、主应力差(最大水平主应力与最小水平主应力之差)对裂缝壁面正应力和剪应力的影响;不同射孔角度(射孔方向与最小水平主应力方向夹角)对裂缝延伸轨迹和裂缝壁面剪应力、切向位移的影响;不同射孔簇间距对裂缝几何形态、剪应力、孔隙压力的影响。研究表明:当裂缝倾角增加时,裂缝壁面的正应力逐渐减小,剪应力呈先增大后减小的趋势,且在裂缝倾角为45°时达到最大;当裂缝倾角不变时,裂缝壁面正应力和剪应力随主应力差的增加而增加;裂缝转向半径随着射孔角的增加而减小;在主应力差高于6MPa时,45°射孔角有利于裂缝入口岩石产生剪切破坏;在多裂缝同时扩展过程中,当裂缝间距减小时,应力干扰区域内的剪切应力逐渐变大、裂缝周围流体分布逐渐减少;对于高应力差储层改造,采用缩小簇间距和45°方向射孔的密切割射孔方式有利于岩石产生剪切破坏。

摘要：随着涪陵页岩气田焦石坝区块开发的南移,储层地质非均质性增强,压裂工艺适应性逐渐变差,常规微地震监测技术不能很好地实时优化压裂设计。自适应递归STA/LTA微地震事件检测和图像处边缘检测初至波自动拾取技术可进行微地震数据实时处理。结合焦页AA-BB井组井中微地震监测成果,对邻井组CC井组方案设计时,优化段间距、优选射孔位置、前置破裂提排量,实时优化中后期暂堵转向工艺,获得最优段间距为35～40 m,实现改造体积及效益最大化。现场试验表明,通过焦页CC井组开发应用和验证,焦页CC井组的归一化1 500 m水平段无阻流量明显高于焦页AA-BB井组,其中焦页CC-1HF井与焦页CC-4HF井的无阻流量甚至大于50×10~4m^3。结果表明,微地震监测技术对相似区域页岩气井压裂方案优化及现场实时工艺调整具有指导作用。

摘要：涪陵页岩气田具有不同于北美页岩气区的地面和地下地质条件,山地环境下多井压裂工程设计及现场施工如何组织运行,成为实现该区域页岩气经济有效开发的关键环节。结合涪陵国家级页岩气示范区建设需求,在高效产建模式下形成了基于地质工程一体化理念的拉链压裂整体参数设计技术及运行模式。围绕全面提高页岩气单井产能,针对焦石坝区块山地"井工厂"作业需求及特点,通过压前关键地质因素识别分析、平面—横向—段间多层次工程参数设计、现场施工动态调整等方面开展工艺参数优化,创新了以交叉立体布缝为核心的拉链压裂整体参数设计技术。实现了焦石坝区块页岩气地质工程一体化开发、单井—井组批量化施工,现场推广应用200余口井累计4000余段,在增加水平井组产量、全面提高压裂时效、降低综合成本等方面效果显著,为涪陵页岩气田一期50×108m3产能高速高效建成提供了有力技术支撑。

摘要：目前,已有的水力压裂储层增产改造体积(SRV)评价方法主要包括微地震监测法、倾斜仪测量法以及数学模型计算法,其中,直接测量方法都存在着成本高、可复制性差的不足,而理论模型计算SRV可以降低成本,提高计算的速度和结果的准确性、可靠性。为此,在分析目前SRV评价模型局限性的前提下,基于水平井分段分簇压裂裂缝扩展理论、岩石力学理论和渗流力学理论,考虑页岩气水平井分段分簇压裂裂缝扩展过程中流体扩散渗流场和裂缝诱导应力场同时改变对页岩体天然裂缝的触发破坏机制,针对页岩气储层水平井分段分簇缝网压裂建立了一套SRV数值评价模型(以下简称新模型),并据此对分簇裂缝延伸行为、水力裂缝诱导应力场变化、水力压裂储层压力场抬升以及天然裂缝破坏区域的扩展进行数值模拟与表征,计算储层改造总体积,并在涪陵国家级页岩气示范区X1-HF井对新模型进行了矿场应用验证。结果表明:(1)新模型的计算方法与页岩压裂过程储层SRV实际物理演化机制相一致,可实现对SRV更准确地计算和定量表征;(2)新模型模拟所得SRV与现场微地震监测结果较为吻合;(3)示范区内水平井分段压裂形成的SRV能够满足页岩气高效开发的要求,压裂增产效果明显。结论认为,新模型具有较高的准确性和可靠性,对于涪陵页岩气示范区后期页岩气缝网压裂优化设计、井间距调整和加密井部署设计等都具有重要的指导作用,值得大规模推广应用。

摘要：涪陵页岩气田江东区块天台场2号断鼻区域地质条件变化大,为了提高该区域改造效果及单井产能,深入研究了变方位布井对压裂改造四个方面的影响,即改造体积及段簇间距减小、多裂缝独立扩展难度及近井弯曲摩阻增大;另外,天台场2号断鼻区内宏观应力特征复杂、天然裂缝发育、地层产状变化大三方面对压裂工艺提出更高的要求。通过论证水平井筒与最小主应力合理夹角范围、优化段簇间距以及采用"控近扩远促复杂"的针对性泵注工艺,解决了天台场2号断鼻区内变方位水平井改造体积减小、近井弯曲摩阻增加以及裂缝延伸困难、复杂度不够、深层裂缝有效支撑等问题,调整后的5口井平均测试产量高达34.1×10~4m^3/d,远高于前期同平台2口井。该区研究成果已在其他区块主体开发工艺中被广泛应用,也为国内其他页岩气田高效开发提供了有益借鉴。

摘要：涪陵江东与平桥区块断层发育、地层倾角大,水平井井眼轨迹控制存在着与地质预测偏差大、轨迹调整频繁、中靶难度大和定向托压严重等难题,为此,开展了井眼轨道参数及剖面优化设计,钻具组合与钻井参数协同优化等研究,引入了旋转导向技术和近钻头随钻测量技术等导向钻井技术,配套了超短保径PDC钻头、PDC-牙轮复合钻头及水力振荡器等降摩减阻及提速工具,形成了适用于涪陵江东与平桥区块的水平井井眼轨迹控制技术。现场应用表明,通过井眼剖面优化、钻具组合及钻进参数协同优化等措施,提高了定向施工效率;应用旋转导向和近钻头随钻测量等导向钻井技术,机械钻速提高161%,储层钻遇率达到90%以上;通过配套降摩减阻及提速工具,机械钻速提高20%以上,定向托压现象得到缓解。涪陵江东与平桥区块水平井井眼轨迹控制技术为钻井提速提效、加快产能建设提供了技术支撑。

摘要：基于有限的资料进行压后评估分析,对于压裂方案的持续改进具有重要的意义。为了再认识储层及人工裂缝参数,把压裂施工曲线分为前置液注入和主压裂施工两个阶段。通过统计前置液注入阶段的地层破裂次数、平均压力降幅和平均压力降速,可以定性判断地层脆塑性;根据压裂施工中的能量区域可定量化计算综合脆性指数。真三轴大型物理模拟试验结果显示,主压裂施工阶段曲线压力波动频率和幅度反映了裂缝的复杂程度,结合地层脆塑性可综合诊断远井裂缝形态。以渝东南某页岩气P井为例,进行压后评估分析。结果表明:①水平井筒延伸方向的页岩地层非均质性较强,以自然伽马值260 API作为该区地层脆塑性的界限,偏脆性地层更易形成复杂裂缝系统;②P井有一半裂缝为单一缝,为了进一步改善开发效果,应进一步采取精细分段、转向压裂等措施。该成果为进一步改进该区压裂井设计、提高压裂有效改造体积提供了理论依据。

摘要：根据涪陵页岩气交叉式平行水平井组布井方式,研究了井眼剖面类型、造斜点、造斜率、钻具刚性、钻井液性能等对井眼摩阻的影响,形成了渐增式变曲率五段制低摩阻井眼轨迹设计、控制及降摩阻技术,现场应用230多口井,为国内页岩气水平井钻井提供了经验。

摘要：页岩气储层天然裂缝发育,非均质性和各向异性强,储层压力、地应力等地质力学参数随着页岩气开采不断演化,使得老井与加密井裂缝扩展存在明显差异,这对后期加密井部署和压裂改造设计具有重要影响。综合考虑页岩气储层地质力学参数、天然裂缝等的非均质性和各向异性,提出了一套基于储层四维地应力演化的页岩气藏加密井水力压裂复杂裂缝扩展模拟方法,建立了气藏渗流-地质力学耦合的水力压裂复杂裂缝交错扩展模型,并通过现场试井数据、压裂施工参数、微地震监测数据等进行验证。以四川盆地X1页岩气井组为例,开展了页岩气储层长期开采过程中四维地应力动态演化及其对加密井复杂裂缝扩展的影响规律研究,研究结果发现:目标区域长期开采后,老井附近储层三向地应力均减小,但水平两向主应力差和垂向应力差增大,且地应力差增大程度在老井井筒处最大,越靠近加密井处则越小;受地层应力状态变化影响,加密井水力压裂复杂裂缝扩展规律与老井相比存在明显差异,相比老井,加密井水力压裂裂缝在井筒附近较复杂,越靠近老井越简单。