川南页岩气地质工程一体化实践成效与认识

川南页岩气地质工程一体化技术不仅成功地解决了复杂地质条件下的工程挑战,还显著提高了单井产量和预估最终可采储量(EUR)。概述了川南页岩气地质工程一体化的基本概念、核心内涵及其技术体系,并提出了适用于不同区块不同条件的高产井培育方法。研究结果表明:(1)所形成的地质工程一体化技术体系为页岩气井全生命周期的方案设计、现场实施提供了重要的决策依据和指导,有效解决了“压窜”“套变”等瓶颈问题,泸州区块套变率降低了19%,压窜率降低了31%;(2)持续迭代更新地质工程特征认识和一体化模型,可以显著提高设计的精准性、可靠性、吻合性、有效性;(3)实施地质工程一体化高产井培育方法,可大幅提高单井产量,其中长宁区块单井平均EUR提高到1.30×10^(8)m^(3),增幅为26%;渝西区块单井平均EUR提高到1.53×10^(8)m^(3),增幅为36%。高产井培育方法已在川南页岩气的不同区块得到推广应用,并取得了显著的成效,验证了该方法在提升单井产量和经济效益方面的重要性,也可为国内外非常规油气藏的规模效益开发提供借鉴。

页岩气井泡沫排水采气技术适应性探究

为充分了解泡沫排水采气技术在不同井况页岩气井中的实施效果,明确其适应性,以四川盆地长宁中深层页岩气区块的泡沫排水采气井为研究对象,分析不同油管与井型条件下的页岩气井泡排生产情况,并以重庆页岩气、四川页岩气等深层页岩气区块的泡排先导性试验为例,进一步明确泡沫排水采气技术对深层页岩气井的适应性。研究结果表明:①使用Ф50.8 mm连油、Ф60.3 mm连油、Ф60.3 mm油管、Ф73 mm油管均不能依靠自身能力实现长期带液稳产,而泡沫排水技术对不同油管尺寸有较强的适应性,典型井实施泡沫排水后,日均增产天然气约为1.18×10^(4)m^(3),泡沫排水采气效果良好;②泡沫排水技术可起到清洁井筒、疏导气流通道的作用,可实现页岩气井的长期连续稳定生产;③泡沫排水技术对垂直井深超过4000 m的深层页岩气井有很好的适应性。结论认为:①不同油管、井型对泡排效果存在差异,但泡排对Ф50.8 mm连油、Ф60.3 mm连油、Ф60.3 mm油管、Ф73 mm油管条件下的长宁页岩气井有较强的适应性;②泡排工艺因其携液能力强、稳产周期长和可清洁井筒等特性,对中深层、深层页岩气均具备很好的适应性,可进一步推广应用。

川南地区五峰组—龙马溪组页岩笔石带对比及沉积特征

四川盆地南部长宁与威远区块是我国页岩气主要产区之一,主要产气层上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组富有机质页岩厚度介于20~40 m,具有良好的可对比性,然而,从笔石地层的角度分析后发现,上述2个区块黑色富有机质页岩的沉积时间和沉积速率均存在着明显的差异。为此,应用沉积学、生物地层学、地球化学和矿物学等研究手段,开展了上述2个区块8口钻井的岩心描述和笔石生物地层划分等工作。研究结果表明:(1)长宁地区的富有机质页岩主要沉积于WF1—LM4笔石层段,而威远地区则主要沉积于LM1—LM8笔石层段,二者富有机质页岩的沉积时间差异较大;(2)受广西运动的影响,富有机质页岩的沉积中心不断向北(威远地区)迁移,越靠近南部的海岸线,富有机质页岩沉积结束的时间就越早;(3)威远地区局部缺失观音桥组下部和部分笔石带,发育水下古隆起(赫南特冰期或已隆出水面),其边界目前尚未明确,影响了富有机质页岩的沉积,在该区域进行页岩气勘探部署需格外谨慎。

页岩气藏“甜点”构成要素及富气特征分析——以四川盆地长宁地区龙马溪组为例

"甜点"的识别对确定页岩气有利区分布,进而实现大规模经济开发具有重要的意义。为此,基于国内外大量优质含气页岩的分析资料和研究数据,比较分析了页岩气藏的地质特征,阐述其"甜点"的地质要件:含气页岩有效厚度、有机碳含量(TOC)、有机质类型与成熟度(R_o)、岩石骨架及其物性(孔隙度及渗透率)特征、天然裂缝发育状况等。然后,结合页岩气经济开采的特点以及各要素间的相关性,以四川盆地长宁地区的相关资料为基础,综合考虑四川盆地威远区块的情况,总结了页岩气富集的地质规律,明确了该区海相页岩气藏有利"甜点"的构成要素及其分布值:①有效页岩连续厚度大于30 m、TOC>2.0%、R_o介于2.4%~3.5%,保证了气源岩的质量;②脆性矿物含量介于30%~69%、黏土矿物含量小于30%、夹层厚度介于0.1~1.0 m,保证了储层的质量;③孔隙度大于2.0%、渗透率大于50 nD、含气量大于1.45 m^3/t、地层压力介于常压—超压,决定了生产方式与产能。最后进一步分析了页岩气藏"甜点"的主次控件,并探讨了其相互制约关系。

利用地球物理综合预测方法识别页岩气储层甜点——以四川盆地长宁区块下志留统龙马溪组为例

四川盆地长宁区块是中国最早进行页岩气勘探开发的地区,但以往地震工作量投入相对较少,尚未精细刻画出页岩气商业开采的"甜点区"。为此,基于测井及三维地震解释成果等资料,通过地震岩石物理分析和建模,确定页岩气储层甜点地球物理响应特征,并以此为依据,应用全道集叠前反演技术预测了总有机碳含量(TOC)、优质储层厚度、地层脆性及地层压力等关键评价参数的平面分布情况;应用模糊优化综合评价方法确定了甜点的空间展布。研究结果表明:(1)该区页岩气储层甜点具有明显的低密度、低纵波速度、低泊松比、低纵横波速度比特征,且TOC越高,上述特征越明显;(2)优质页岩储层(Ⅰ、Ⅱ类区)在纵向上主要分布于下志留统龙马溪组底界上部约30 m范围内,平面上主要分布于三维地震区块的中部,建议优先开发;(3)Ⅲ类储层区各项关键评价指标均较低,建议选择性开发。

四川盆地长宁区块页岩气水平井地质目标关键技术参数优化

近年来,针对四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组在页岩气地质评价、工程试验和开发优化研究等方面均取得了较大的进展,初步掌握了页岩气开采主体技术,并在焦石坝、长宁、威远等区块实现了规模建产。为了给类似页岩气水平井的开发设计提供技术参考,以长宁区块五峰组—龙马溪组页岩气井为研究对象,采取地质与工程相结合、动态与静态相结合、统计分析与模拟预测相结合的技术手段,量化页岩气井产能主控因素,建立页岩气井产量预测模型,优化该区块页岩气水平井巷道方位、巷道位置、巷道间距、水平段长度以及气井生产指标等地质目标关键技术参数。结论认为:(1)水平段方位与最大主应力和裂缝发育方向之间的夹角最大、水平井巷道位于最优质页岩内、水平段钻揭Ⅰ类储层长度超过1 000 m,是页岩气井获得高产的基础;(2)水平井的井筒完整、优选低黏滑溜水+陶粒压裂工艺造复杂缝是页岩气井获得高产的保障。依据该研究成果形成了长宁区块页岩气开发的技术政策,指导了该区块页岩气的开发建产,也为类似区块页岩气水平井的开发设计提供了借鉴。

海相页岩成岩过程中的自生脆化作用

研究页岩脆性成因对于深入认识页岩气成藏规律具有重要的意义,但目前的研究大多集中在生物石英富集提高页岩的脆性方面,而对于成岩演化过程中石英的重结晶作用则认识不足。为此,以四川盆地长宁区块下志留统龙马溪组海相页岩为例,借助阴极发光、扫描电镜等仪器对页岩孔隙、矿物组成、层理特征等进行观察,通过分析页岩矿物组构特征和硅质组分镜下特征,研究石英来源、超压环境及成岩演化对页岩脆性的控制作用,提出了海相页岩自生脆化作用的形成模式,阐述了成岩过程中自生微晶石英对提高页岩脆性的地质意义。研究结果表明:(1)页岩在其沉积、埋藏、成岩演化过程中发生成岩变化,提高了石英含量,形成隐伏缝网,有利于后期改造形成复杂流通通道;(2)有机质在地质演化过程中对于提高页岩脆性发挥了正向促进作用,促进了自生微晶石英形成,提高了页岩脆性。结论认为:(1)页岩成岩演化中发生的页岩自生脆化作用改变了岩石结构,增加了岩石强度,保存了页岩的孔隙性,改善了页岩的储集空间,改变了页岩气富集状态,使构造运动因素下控制的保存条件评价成为页岩气地质评价的关键因素;(2)海相页岩只要有机质含量丰富,经过成岩过程中的自生脆化机制必定形成良好的脆性。

局部载荷对页岩气井套管变形的影响

对四川盆地长宁区块页岩气水平井固井质量的分析结果认为:压裂过程的温度应力及由套管内压周期性变化导致的局部载荷是页岩气井套管变形的主要因素。为此建立了套管在局部载荷作用下应力计算模型,借助有限元数值方法分析了该区块目前使用的套管在局部载荷作用下的受力与变形情况,并讨论了在局部载荷线性增加时,局部载荷范围、套管壁厚、套管外径对现场使用的P110套管受力与变形的影响。结果表明:①载荷范围为45°时的套管变形最大,增加套管壁厚及减小套管外径有利于减小套管变形;②局部等效载荷为40 MPa时的套管径向变形量为4.8 mm,且套管壁厚应大于13 mm才能保证套管不发生屈服变形。通过对现场页岩气井数据的分析,考虑局部载荷作用,认为该区块目前使用的套管壁厚不能满足要求,需要增加壁厚。结论认为,为防止局部载荷的产生、减小套管变形,需要优化井眼轨道设计以合理钻遇天然裂缝发育的岩层,提高固井质量。该研究成果对于页岩气水平井套管设计具有参考价值。

川南地区百亿立方米页岩气产能建设地质工程一体化关键技术

四川盆地南部地区下志留统龙马溪组页岩气资源丰富,但地质、工程条件复杂,页岩气规模效益开发面临着严峻的挑战。为了解决川南地区页岩气"部署设计难度大、优质储层钻遇率提高难度大、复杂缝网形成难度大、单井产量和单井估算最终采收量(EUR)提高难度大"等问题,通过系统梳理和总结10余年的页岩气勘探开发成果,形成了适用于该区的页岩气地质工程一体化高产井培育方法,并开展了现场试验和推广应用。研究结果表明:①所形成的三维地质建模、三维地质力学建模、复杂缝网模拟和产能数值模拟等4项关键技术,为该区页岩气井全生命周期的方案设计、现场实施、实时调整提供了重要的决策依据和指导,有效提高了页岩气单井产量和EUR;②实施地质工程一体化高产井培育方法,可以大幅度提高长宁—威远国家级页岩气示范区页岩气单井产量,其中长宁区块井均测试日产量由10.9×10^4m^3提高到26.3×10^4m^3、最高测试日产量达到62×10^4m^3,威远区块井均测试日产量由11.6×10^4m^3提高到23.9×10^4m^3、最高测试日产量达到71×10^4m^3;③推广应用地质工程一体化高产井培育方法,可以实现高产井的"复制",培育了一批EUR超过1.5×10^8m^3、部分超过2×10^8m^3的高产井,其中泸州区块4口深层页岩气井,井均EUR达1.98×10^8m^3。结论认为,所形成的地质工程一体化页岩气高产井培育方法,是破解页岩气规模效益开发难题的有效措施,可以为国内外非常规油气藏的规模效益开发提供借鉴。

页岩气井压裂液返排对储层裂缝的损害机理

为了弄清压裂液返排过程中对页岩气储层裂缝的损害机理,选取四川盆地长宁区块下志留统龙马溪组页岩和压裂返排液,利用压裂返排液对造缝岩样开展压裂液返排和气驱压裂液实验,监测压裂液返排流动阶段的岩样液相渗透率、返排液固相粒度分布和浊度变化,对比压裂液气驱前后的气测渗透率,分析压裂返排液对页岩气储层中裂缝的损害机理与损害程度。研究结果表明:(1)压裂返排液作用后,页岩渗透率损害率介于53.1%～97.6%,返排液固相粒度区间显著缩小,液相滞留所造成的相圈闭损害、固相残渣堵塞、气相携液诱发微粒运移和盐结晶是其主要的损害方式;(2)气相流阶段,渗透率损害率降至23.1%～80.2%,滞留液相损害有所缓解,但固相残渣堵塞和返排液在裂缝面的盐结晶损害仍然难以避免;(3)基于页岩气井压裂液返排过程中对裂缝的损害机理,考虑到返排液的处理难度及其对储层裂缝的损害,建议应积极发挥压裂液的造缝能力,优化压裂液性质与用量,尽量做到不返排或少返排压裂液。

考虑页岩气储层及开发特征影响的逻辑增长模型

随着页岩气开发工作的持续快速推进,如何深入分析页岩气井生产动态、评价气井生产特征,成为页岩气建产区评价、新区开发方案制订和规划方案编制等工作中亟待解决的问题。已有学者将逻辑增长模型(以下简称LGM模型)应用于非常规气藏气井的产量递减分析中,但未考虑页岩气储层及开发特征的影响,该方法仍有进一步完善和发展的空间。为此,基于前人的研究成果,建立了考虑页岩气储层及开发特征的逻辑增长模型(以下简称RB-LGM模型),并且以四川盆地长宁区块页岩气开发井为例对页岩气井生产动态进行了分析,将分析结果与Arps双曲递减模型的拟合、预测结果进行了对比;在此基础上,采用RB-LGM模型来确定水平井的最优井距。研究结果表明:①在LGM模型的基础上,RB-LGM模型根据页岩气开发采取大批量集群式部署水平井的特点,将页岩气储层参数(厚度、页岩密度、含气量)及开发参数(水平段长度、井距、采收率)相结合,作为水平井产气量拟合的逻辑控制因素,从而使气井的产量预测结果更加合理;②采用RB-LGM模型既能够对气井早期生产数据进行良好拟合,又能够保证后期预测结果在逻辑条件控制下收敛;③由于RB-LGM模型考虑了页岩气储层和开发特征的影响,因而既可以用于水平井井网优化,又可以通过数据反演来分析开发区域内储层参数的变化趋势。

酸处理对页岩微观结构及力学性质的影响

为了解决页岩气开发面临的储层孔渗低、地层破裂压力高等问题,选取四川盆地南部威远区块下志留统龙马溪组—上奥陶统五峰组底部的页岩岩样,开展了酸溶蚀实验,采用X射线衍射、电镜扫描以及三轴力学测试等方法获得了酸处理后页岩的微观结构和力学参数,在此基础上,分析了酸处理对页岩微观结构和力学性质的影响。研究结果表明:①页岩经酸处理后,碳酸盐矿物含量降低、孔隙数量增加、孔径增大,同时溶蚀过程中有微裂缝产生,使得页岩的孔隙度、渗透率均增加;②酸处理后页岩力学性质发生改变,变形模式逐渐从弹脆性变形转变为弹塑性变形,破裂模式由脆性向半脆性、半延性过渡;③经浓度为15%的酸处理240分钟后,页岩的渗透率增加3.09倍,3天后页岩的孔隙度增加1.65倍,7天后页岩的抗压强度降低50.1%、杨氏模量降低58.1%、脆性指数降低32.8%;④威远区块龙马溪组—五峰组页岩力学参数与平均孔径、渗透率呈二次方关系,与孔隙度呈二次方或线性关系且相关性强。结论认为,该研究成果可以为该地区页岩经酸处理后力学参数的预测和酸化压裂施工方案设计提供技术支撑。

页岩气密切割分段+高强度加砂压裂新工艺

目前依靠大型水力压裂工艺技术已经实现了四川盆地长宁地区埋深3500 m以浅页岩气的规模开发,但随着主体工艺参数的定型,增产效果提高的幅度趋缓,而同期北美地区则依靠缩短簇间距、提高支撑剂加量实现了页岩气单井产量的大幅度增长。为了给长宁地区页岩气压裂工艺参数优化提供可靠的实践依据,在应用诱导应力及水平井多段多簇产能计算模型分析密切割分段+高强度加砂压裂新工艺提高产能机理的基础上,探讨了压裂增产技术的主要工程因素,根据该区的地质参数制定了压裂新工艺的先导性试验方案并开展了现场试验,然后结合生产实际效果和试验结果对压裂工艺参数进行了优化。研究结果表明:①缩短主裂缝间隔、增加诱导应力干扰程度、提高人工裂缝对页岩储层的改造程度是密切割分段工艺的技术关键,提高支撑剂加量、降低支撑剂嵌入及破碎对裂缝导流能力衰减的影响程度、确保支撑裂缝具备足够的长期导流能力是高强度加砂大幅度增产的内因;②长宁地区优化后的新工艺实施参数——分段簇间距介于15~20 m,加砂强度介于2.0~2.5 t/m,用液强度介于30~35 m3/m。结论认为,新工艺提高了长宁地区页岩气井单井产量及开发效益,为提高该区页岩气井的综合开发效益提供了技术支撑。

页岩气水平井套管变形影响段分段压裂工艺研究及现场试验

页岩气水平井压裂多采用泵送桥塞分段压裂工艺,如遇套管变形则桥塞不能泵送至设计位置,将导致变形段以下未改造井段不能按照设计方案进行改造。四川盆地长宁、威远区块页岩气水平井压裂约有30%的井都发生了不同程度的套管变形。早期对于发生套管变形后不能改造的井段一般就放弃了施工,造成页岩气井控资源量不能有效动用,对压裂效果也产生了较大的影响。页岩气水平井压裂套管变形机理复杂、影响因素多、变形时机难以预测,探寻套管变形影响段的分段改造工艺尤为重要。为此,针对套管变形井试验了缝内砂塞分段压裂和暂堵球分段压裂工艺:(1)缝内砂塞分段压裂采用单段射孔、单段压裂方式施工;(2)暂堵球分段压裂采用一次射孔,连续压裂投球分段方式施工。并在此基础上对比了上述两种工艺的优缺点,开展了现场试验。现场施工过程中的压力响应、邻井压力监测、微地震监测等数据均表明:上述两种工艺均成功地实现了对套变影响段的有效改造,实现了页岩气井控储量的有效动用,确保了压裂效果。

基于数据赋权的经验产量递减模型拟合新方法--以四川盆地长宁区块为例

为了解决常规线性拟合方法在页岩气井经验产量递减模型非线性化程度高时拟合效果不佳,以及非线性拟合方法未考虑数据权重导致无法有效捕捉后期生产数据变化规律的问题,基于页岩气井生产数据预处理和生产数据拟合权重占比分配,形成了页岩气井生产动态和单井最终可采储量(EUR)预测的新方法,并在长宁国家级页岩气示范区进行了验证。研究结果表明:①针对同一页岩气井生产数据,即使采用相同的经验产量递减模型,使用不同的拟合算法时得到的拟合精度和预测结果也会存在较大差异;②相比于常规拟合算法,所提新方法可有效提升页岩气井经验产量递减模型拟合精度和预测精度;③生产时间越长,经验产量递减模型预测效果越佳,SEPD和Duong模型的优势更加凸显。结论认为,新方法对长宁国家级页岩气示范区60口页岩气井进行了不同开井生产时间下的递减模型优选,满足了生产上的需求,该新方法可为四川盆地页岩气井生产动态监测和单井EUR预测提供支撑,对促进四川盆地页岩气经济高效开发,助力川渝“气大庆”建设具有技术支撑作用。

变压力扩展指数模型法在页岩气井递减分析中的应用

近年来四川盆地页岩气的勘探开发取得了突破性的进展,水平井与体积压裂主体工艺技术被广泛应用于川南地区长宁区块的页岩气开发中。页岩气分段压裂水平井的产量递减规律与常规气井差异大:在初期的压裂液返排阶段,气井产量递减较快,与人造裂缝性低渗气藏气井的早期生产动态相近;后期由于页岩气的解吸附作用增强,气井长期处于低压低产阶段,产量递减慢。北美出现了多种针对页岩气井的产量递减分析方法,但这些方法局限于定压生产的假设,与页岩气井实际生产中受邻井压裂、地面管网建设等因素影响而出现的变压力变产量生产的情况不相符。通过引入压力重整产量,对扩展指数法进行改进,形成变压力扩展指数模型法(简称VP-YM-SEPD法,即Variable-Pressure drop YM-SEPD法)来解决页岩气井变压力生产数据分析的难题。应用VP-YM-SEPD法分析生产数据,需要气井生产史在半年以上,可以分析得到可靠的递减参数。该方法成功用于分析川南地区长宁区块一页岩气井的生产数据,解决了页岩气井变压力生产的递减分析难题。

裂缝发育页岩地层水平井钻井气液重力置换规律

长宁区块国家级页岩气示范区目前天然气产量达60×10^(8) m^(3)/a左右,是四川盆地页岩气上产的重要战场,但该区块下志留统龙马溪组页岩地层裂缝、断层发育,特别是存在气液重力置换式漏失现象,井控风险高,处理难度大,在一定程度上制约了该区页岩气资源的高效开发。为此,在数值仿真研究的基础上,对重力置换的特征及影响规律进行了系统分析。研究结果表明:①气液重力置换发生时裂缝与水平环空均存在气液分界面,裂缝内的气液界面由两侧向中间隆起,环空气相以气膜的形式存在,不会出现分层流;②重力置换主要受井底压差、裂缝宽度、钻井液密度、黏度、地层压力及裂缝倾角的影响,其中井底压差和裂缝宽度的影响远大于其他参数;③只有当井底压差处于置换窗口内时才会发生置换,而裂缝宽度是重力置换的决定因素,裂缝越宽,置换窗口就越大;④水平井钻遇双裂缝时,置换窗口显著拓展,漏失速率和气侵速率均大幅度增加,裂缝间距越大,置换越容易发生且越严重。结论认为,降低钻井液密度、提高钻井液黏度理论上可抑制重力置换,但效果有限。精细控制井底压差并配合科学堵漏措施是抑制重力置换的主要技术手段。

四川盆地长宁页岩气区块套管变形井施工参数优化分析

为解决四川盆地长宁页岩气区块的套管变形问题,进行了套管变形井施工参数优化分析。基于统计数据,对该区块施工参数优化现状进行了分析;基于三维地震、测井资料及测试数据,建立了该区块H平台裂缝和地应力模型;基于摩尔–库仑临界应力和物质守恒准则,进行了水力压裂数值模拟;根据滑动风险的分类,分析了压裂施工参数和裂缝带激活的关系。由统计分析可知:只采取减液量措施,裂缝带套管变形比例为21.7%;只采取减排量措施,裂缝带套管变形比例为8.1%。通过压裂模拟可知:对于高滑动风险断层,当液量减小20%时,断层激活长度和裂缝激活数分别减小17%和26%,当排量减小20%时,断层激活长度和裂缝激活数分别减小3%和6%;对于中滑动风险断层,当液量减小20%时,断层激活长度和裂缝激活数分别减小22%和30%,当排量减小20%时,断层激活长度和裂缝激活数分别减小43%和60%。研究结果表明,“高滑动风险断层减液量,中滑动风险断层减排量”的压裂施工参数优化建议,可供现场解决套管变形问题时参考。

四川盆地威荣区块深层页岩气水平井压裂改造工艺

四川盆地南部威荣区块由于地质条件复杂、最大水平主应力和垂向主应力差异小、水平应力差值大、施工泵压高、敏感砂比低等原因,页岩气水平井的压裂施工面临诸多难题。为此,通过剖析该区深层页岩气水平井的工程地质特征及压裂改造难点,借鉴国内外页岩气水平井体积压裂的技术思路,确定了对该区页岩气水平井实施压裂改造的主体思路及技术对策,并在后续页岩气水平井的压裂改造中加以应用。研究结果表明:①威荣区块页岩气水平井采用常规压裂工艺形成的裂缝复杂程度低、整体改造体积偏小,射孔簇有效性难以保证,加砂强度低导致压裂后气井的稳产能力较差,并且难以应对套管变形井的压裂改造;②针对该区深层页岩气水平井的压裂改造难点,形成了“超高压、大排量、大液量、缝内暂堵转向、变排量”工艺、“分段多簇射孔优化+大排量”及“缝口暂堵转向”技术、“大排量、高黏度、低砂比、低密度、小粒径连续加砂”工艺和“连续油管快速处理+小直径桥塞、射孔枪分体泵送”的套管变形井压裂改造技术;③将所形成的压裂工艺应用于该区块5口页岩气水平井,压裂后获得的页岩气无阻流量平均值为26.11×10^4m^3/d,改造效果较好。结论认为,该研究成果可以为深层页岩气水平井的压裂施工作业提供借鉴。

压裂后焖井期间页岩吸水起裂扩展研究——以四川盆地长宁区块龙马溪组某平台井为例

为了确定页岩气井压后的焖井时间,需要预测关井期间储层条件下页岩自吸压裂液对裂缝起裂扩展的影响。为此,基于裂缝闭合判断准则,针对四川盆地长宁区块三轴地应力测试结果,判定裂缝的闭合状态,然后基于张开裂缝的拉伸和剪切起裂准则,计算拉伸破坏和剪切破坏情况下的最大周向应力和最大有效剪切应力,并结合三轴及单轴岩石抗压力学实验和单轴巴西劈裂抗拉强度实验结果,获得裂缝起裂阈值压力,进而探讨了该区块下志留统龙马溪组页岩气井的合理焖井时间。研究结果表明:(1)该区块龙马溪组页岩气井压裂后,在焖井期间储层中的微裂缝总是保持开启的;(2)储层条件下裂缝所处的应力状态十分复杂,即使是张开裂缝,也有可能发生剪切破坏;(3)当裂缝倾角为0°时,裂缝尖端获得最大周向应力值,对应裂缝起裂角为0°,即裂缝会沿着最大水平主应力方向起裂延伸,当缝内流体压力低于70 MPa后,裂缝不会再产生拉伸起裂;(4)当裂缝倾角为0°时,对应最大有效剪切应力,此时裂缝起裂角为55°,当缝内流体压力低于60 MPa后,裂缝不再产生剪切起裂;(5)若要充分发挥页岩气井压裂后焖井期间压裂液的改造作用,该区块龙马溪组气井压裂后的合理焖井时间为5～10天。