涪陵页岩气藏开采动态地应力演化规律研究

涪陵页岩气田储层孔隙压力和地应力随着页岩气开采不断演化,使得新井的钻井及压裂地层应力环境与在产老井存在明显差异,准确评价老井压后生产过程中的动态地应力演化规律对后期新井部署和压裂改造设计具有重要意义。针对该问题,文章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,并基于页岩气藏老井压后开采储层四维地应力演化方法,以四川盆地涪陵页岩气L-Z立体井组为例,建立了渗流—应力交叉耦合的动态地质力学模型,模拟了该井组老井压裂复杂裂缝扩展及压后长期开采四维地应力动态演化,研究发现:在67个月的开采时间段内,孔压和地应力不断降低;孔压和地应力的变化集中分布在各生产井轨迹周围,同时受到压裂改造范围的影响;在老井当前改造范围下,压后开采横向波及范围约为压后生产段改造范围的1.6倍,纵向波及范围基本与压后生产段纵向改造范围相等。研究成果为涪陵页岩气立体化新井压裂开发提供了有效的理论与技术支撑。

重庆涪陵国家级页岩气示范区开发调整井压裂工艺关键技术

为提高页岩气田储量动用程度,重庆涪陵国家级页岩气示范区自2018年率先在国内部署页岩气开发调整井并实施压裂。由于一次井网开采后地层非均质性变强、地应力—压力场动态变化导致的压裂造缝预测和有效控制难度增加等问题,给气田采收率整体提升带来极大挑战。为此,以重庆涪陵国家级页岩气示范区焦石坝区块为例,基于井组整体有效动用,提出了以四维动态地质力学模拟分析为核心,以井间精准布缝优化设计、纵向分层促缝—控缝精细化设计和井间干扰识别与实时调控为关键措施的页岩气开发调整井立体缝网精准压裂工艺关键技术。研究结果表明:①老井裂缝低压亏空区产生诱导效应和水平两向应力差增加导致的人工裂缝复杂度降低,是调整井压裂效果受限的主要因素;②密切割增大储层接触面积、多场动态演化规律、多层储层特征差异化等是实现开发调整井压裂精细化设计和现场施工效果的核心方法;③基于地质工程一体化的压裂设计及可迭代式优化压裂施工解决了新老井协同受限、新井改造效率低等难题,下部气层加密井单井测试产量提高10.8%,上部气层单井测试产量提高1倍,新井压裂试气综合费用同比降低20%~30%,单井提产降本效果显著。结论认为,页岩气开发调整井压裂关键技术不仅对同类型页岩气藏开发调整井增产改造具有重要借鉴意义,而且还为示范区开发调整阶段持续稳产、上产提供了有力技术支撑,并有助于推进四川盆地千亿立方米天然气生产基地建设。