新工艺啃下硬骨头

  近年来，江汉油田工程院攻关复兴侏罗系陆相页岩油气水平井增产改造技术，形成了密切割+多级暂堵转向工艺，研发了一体化变黏减阻水等，支撑规模增储
  [中国石化新闻网2022-10-24]“近日，兴页L1HF井压后测试收到良好效果，是我们在复兴侏罗系陆相页岩油气水平井增产改造方面的成功探索。”江汉油田工程院油田储层改造专家黄亚杰说。
  复兴侏罗系陆相是江汉油田重要的页岩油气开发接替阵地。近年来，江汉油田工程院攻关复兴侏罗系陆相页岩油气水平井增产改造技术取得重大进展，支撑该区块规模增储。
  先天就是“硬骨头”
  复兴侏罗系陆相，是一根“难啃的硬骨头”：自下而上发育东岳庙段、大安寨段和凉高山组三套层系，其中，东岳庙段和凉高山组页岩黏土含量达50%~60%，遇压裂水易膨胀，会堵住岩石孔喉，导致油气无法从孔洞里逸出，加上页岩黏土矿物岩性具有低脆性、高塑性、成缝形态简单等特点，储层主体工艺优选难度大。
  此外，三套层系的流体性质处于油气同出状态，属于凝析油气藏，开采过程中随地层温度和压力变化，气常常变成油。产出油气还高含蜡，容易堵塞泄流通道。
  侏罗系东岳庙段、凉高山组主力页岩层纵向上含有介壳灰岩夹层和砂质纹层。夹层属于硬度较高的高应力区，水平井井筒横穿主力页岩层储层时，介壳夹层不容易被撕裂，难以实现纵向穿层沟通，影响纵向层整体改造和产气效果。
  “就好比用刀切肉很容易，但切到硬骨头就会受到阻碍。”江汉油田工程院科技部主任付永明说。
  形成更复杂的地下缝网
  针对复兴区块侏罗系陆相页岩油气储层高黏土低脆性、缝网简单泄气面积小，纵向多夹层发育裂缝扩展难度大，油气相态复杂裂缝导流能力要求高的特点，攻关团队创新建立固-液损伤全耦合三维压裂优化模型，形成密切割+多级暂堵转向工艺，促进缝网复杂化。
  侏罗系陆相页岩纵向介壳夹层厚度较薄，常规压裂模型有限元描述尺度以“米”为主，难以精确刻画介壳夹层力学性质及影响规律。为提高工程尺度压裂模型计算效率和精度，2021年3月~9月，攻关团队采用边界元法创新建立了固-液损伤全耦合三维压裂优化模型，描述尺度精细到厘米级。
  “常规模型在描述目标地层时，会将其划分为无数个米级的小方格子描述，全耦合三维压裂优化模型则把小方格切成厘米级，单元格切得越细，裂缝扩展描述得越准确，类似于照相机像素越高，相片越清晰。”江汉油田工程院专家肖佳林说。
  针对复兴区块侏罗系陆相页岩油气储层高黏土特性，攻关团队形成了密切割布缝工艺，即提高每百米压裂裂缝条数，同时采用球、剂多级暂堵转向工艺，投暂堵球用于堵住已改造簇便于压裂液进入未改造簇开启新裂缝，以实现多簇裂缝均衡延伸，暂堵剂用于堵住裂缝内主进液通道，促进压裂液进入分岔缝，形成更多的分支缝和微裂缝。
  全耦合三维压裂优化模型和密切割+多级暂堵转向工艺在兴页L1HF井运用，试获日产油34.5吨、日产气1.44万立方米。
  压裂液随时变黏满足施工要求
  减阻水体系在非常规油气井压裂中用于携砂造缝，黏度越高造缝携砂能力越强。传统粉剂减阻水黏度不能实时调整，无法动态变黏满足施工要求，而且配置成本高。
  今年，江汉油田工程院研发了一体化变黏减阻水。“一体化减阻水与传统粉剂减阻剂相比，不需要提前配液，节约配液成本并降低了配液人员的劳动强度。同时，通过调整电机速率来调整乳液浓度，实现压裂液随时变黏，可满足不同阶段造缝携砂需求。”江汉油田工程院页岩气技术服务中心主任张凡说。
  5月，攻关团队在江东焦页85平台开展一体化变黏减阻水体系工艺试验，施工时间缩短30%。目前，该技术已在复兴地区兴页L1井、红星地区红页3HF等重点井应用，单井节约成本40万~60万元。