1、a,1,2012年11月,筠連地區(qū)淺層頁巖氣井壓裂施工階段總結報告,a,2,匯報主要內容,第一部分 地質概況 第二部分 設計依據(jù)和壓裂工藝 第三部分 壓裂工作量完成情況 第四部分 典型井例分析 第五部分 壓裂難點與存在問題分析 第六部分 下步改進意見與建議,a,3,地質概況,第一部分 地質概況,沐愛區(qū)域樂平組煤層厚度等值線圖,a,4,地質概況,樂平組煤層氣勘探評價井位部署圖,勘探開發(fā)目的層是二疊系上統(tǒng)樂平組。樂平組自上而下發(fā)育2#、3#、4#、7#、8#、9#煤層等六套煤層。其中，2#、3#、7#、8#煤層發(fā)育連續(xù)、穩(wěn)定。,a,5,地質概況,勘查區(qū)塊內大部分區(qū)域的煤巖煤層氣含氣量大于10m3/

2、t； YSL3、YSL4井的煤巖組分分析以有機組分為主，占85%； YSL3、YSL4井分析煤巖灰分約26%、揮發(fā)份約7%，全硫低于3%； 頂?shù)装辶W性質（如下表）,YSL4井煤層及頂板巖石力學性質測定結果表,YSL3井煤層及頂板巖石力學性質測定結果表,沐愛地區(qū)樂平組煤芯煤層氣含量測試結果,a,6,YSL3、YSL4井7+8#煤層含氣飽和度測試較高； YSL1井巖芯分析砂巖孔隙度小、滲透率低，是煤巖層很好的隔層。,YSL3和4井樂平組煤巖含氣飽和度數(shù)據(jù)表,沐愛YSL1煤層隔層孔隙度、滲透率實驗數(shù)據(jù),地質概況,a,7,地質概況,沐愛區(qū)域樂平組煤層注入/壓降試驗數(shù)據(jù)表,沐愛區(qū)域樂平組煤層地破試驗數(shù)

3、據(jù)表,試井分析結果,滲透率0.0200.18md，滲透性較差；儲層壓力梯度0.941.7510-2MPa/m，為常壓高壓儲層，地層傾角大的區(qū)域高于地層傾角平緩區(qū)域；閉合壓力梯度1.785.3510-2MPa/m，較高異常高，隨地層傾角增加而升高。,a,8,地質概況,巖石力學實驗,Z105井巖心三軸試驗結果,Z105井巖心地應力大小結果,昭105井巖石力學實驗顯示，煤層楊氏模量低，泊松比高，地層最小主應力9.7MPa。,a,9,地質概況,工區(qū)煤層總體特征,（1）煤層集中發(fā)育于二疊系上統(tǒng)樂平組（P2l）的上巖性段，區(qū)域內2#、3#、7#、8#煤層普遍發(fā)育，局部發(fā)育4#、9#煤層， （2）煤層頂、底

4、板巖性，以泥巖、炭質泥巖為主，局部為泥質粉砂巖或細砂巖。 （3）煤巖滲透性較差，儲層壓力為常壓。 （4）煤層的閉合應力較高，基本在0.018MPa/m以上，壓裂改造效果可能以形成水平縫為主。 （5）各煤層含氣量均較高，2#、3#、8#煤層局部區(qū)域較低 （6）煤層含水量較少。 （7）粘土礦物20%左右。 （8）楊氏模量低，泊松比高，煤層軟。 （9）微裂縫較發(fā)育，主次裂隙近直角相交，充填物主要為粘土。,a,10,第二部分 設計依據(jù)與壓裂工藝, 煤層節(jié)理、裂縫發(fā)育，壓裂液效率低、濾失大，難以形成長縫； 煤層低溫、易吸附，易受傷害； 支撐劑反吐、煤粉反吐難以控制。 煤巖較軟，人工裂縫形態(tài)復雜，形成的裂

5、縫不規(guī)則。,煤層壓裂難點,a,11,設計總體原則： （1）選擇性能較好的液體，盡量降低對儲層的傷害； （2）選擇對儲層最有利的支撐劑組合，充填微裂縫，利于主縫延伸，提高導流能力； （3）單井采用常規(guī)壓裂，叢式井采用干擾壓裂工藝； （4）預防支撐劑、煤粉返吐及鑲嵌敏感； （5）在獲得初步效果的基礎上進行多種模式評價； （6）在對比、總結、評估的基礎上選擇更適合本區(qū)的壓裂模式。,設計原則,a,12,壓裂工藝設計,1）采用粉砂降濾 減小壓裂液向地層的濾失速度，減少煤粉的出量； 同時裂縫向下延伸起到很好的遮擋作用； 2）選擇干凈活性水，降低傷害 瓜膠凍膠類植物膠壓裂液，對煤層傷害率達8789%。纖維素

6、膠清潔壓裂液傷害率在40%左右?；钚运畬拥膫υ?0%左右。,工藝設計,a,13,（3）用覆膜砂將支撐劑網(wǎng)在套管以外，采用小排量過頂替； 選擇性中上部進行射孔。 （4）采用三維壓裂軟件模擬優(yōu)化結果設計加砂方案。,工藝設計,a,14,根據(jù)浙江油田頁巖氣項目部要求，以沐愛儲層地質特征為依據(jù)，進行三種模式壓裂設計，形成以光套管注入、高排量、活性水攜砂為主的煤層氣壓裂配套工藝技術。,三種模式設計,工藝設計,a,15,三種壓裂液體系的液體性能數(shù)據(jù)表,支撐劑： 1、石英砂：要求在28MPa條件下，破碎率14%； 2、低溫可固化覆膜石英砂：在52MPa條件下，破碎率5%； 3、導流能力：在15MPa條件

7、下石英砂的導流能力90m2.cm。,工藝設計,a,16,壓裂施工管柱結構：光套管壓裂方式； 壓裂施工工序：通井洗井射孔下部層加砂壓裂關井放噴填砂上部層加砂壓裂放噴、返排下泵。,壓裂管柱結構數(shù)據(jù)表,壓裂施工設備備用表,工藝設計,a,17,工藝設計,1）施工砂堵的處理預案 施工砂堵：立即停泵，用2mm油嘴控制放噴，放通后，用壓裂車返洗井。洗通后，再試擠，如壓力正常，再正常加砂。 2）施工中異常情況的處理預案 （1）壓力上升過快（通常凈壓力與時間雙對數(shù)曲線斜率大于1）或壓力急劇下降：停止加砂，開始頂替。 （2）井口或地面管線漏：立即停泵，關井口閘門，整改后重新施工，如是注前置液階段，前置液量要適當多

8、打；如是加砂階段，則開始頂替，如已無法頂替，則用油嘴控制放噴。,砂堵與異常情況的處理,a,18,自2012年6月6日至11月15日，共設計施工29井次54個層位的壓裂施工。,壓裂工作量,第三部分 壓裂工作量完成情況,a,19,壓裂工作量,壓裂施工井統(tǒng)計,a,20,壓裂工作量,10個層位施工順利； 4個層位在施工過程中出現(xiàn)加砂困難的情況； 以YSL105-2井C2+C3號層最為典型，該井因加砂未達到設計要求返工一次。,102井組7口井施工簡況：,a,21,壓裂工作量,12個層位施工順利； 2個層位在加砂施工過程中出現(xiàn)壓力上升快的情況； 1901-1和1901-3井在施工過程中出現(xiàn)了互串的現(xiàn)象，后

9、面的井層采取了中途停泵的措施成功避免了互串的情況。,1901井組7口井施工簡況：,a,22,壓裂工作量,204井組4口井8個層位施工均比較順利。 12口單井18個層位中YSL33一口井施工壓力較高。,其它井組施工簡況：,a,23,施工規(guī)模小結,第四部分 施工規(guī)模與典型井例分析,C2+C3層：壓裂液平均用量： 631.6m3；平均加砂量 19.3m3；施工排量： 5-7.2m3/min；平均砂 比7.1%。 C7+C8層：壓裂液平均用量：736.5m3；平均加砂量： 41m3；施工排量： 5-7.2m3/min；平均砂 比8.2%。,壓裂分析,a,24,C2+C3層：地層破裂壓力：13.3-26

10、.5MPa； 平均停泵壓力：17.1MPa C7+C8層：破裂壓力:22.7-46MPa； 平均停泵壓力：16.4MPa 38%左右的井沒有明顯的破裂壓力。 破裂壓力變化幅度大，說明各井的巖石物性差異大，儲層在平面上的非均質性較強。,施工壓力,壓裂分析,a,25,施工順利井,典型井例分析,YSL1901-6,射孔數(shù)據(jù)表,測井解釋成果,a,26,施工順利井,典型井例分析,YSL1901-6,壓裂難點與對策,a,27,施工順利井,典型井例分析,YSL1901-6,山西模式配方：0.05%殺菌劑+1%KCL,三維壓裂軟件模擬優(yōu)化結果：,裂縫剖面,加砂方案,a,28,施工順利井,典型井例分析,YSL1

11、901-6,壓裂液用量：712 m3 加砂量28.7m3；施工排量 5-7m3/min；平均砂比8.1% 施工壓力18.7-22.4MPa,該井破裂壓力明顯（23MPa），排量提至7m3/min時裂縫均勻延伸，造逢充分；也說明裂縫連通性好，充填物少，具有一定的滲透性。,a,29,施工順利井,典型井例分析,YSL102-5,中間模式配方：0.05%殺菌劑+1%KCL+1%表面活性劑,YSL102-5井C2+C3號層破裂壓力明顯，易造縫且造縫比較充分，煤層進砂后不敏感，壓裂施工難度小。該井的設計思路是，在小排量的水力作用下將地層壓開，逐步提高排量擴充縫寬和逢高且增加逢長同時將近井地帶的煤粉推至裂縫

12、遠端，利用粉砂進行降低裂縫濾失率，同時兩步段塞反復打磨裂縫邊角，加砂中后期設計中頂，試探地層敏感程度，確保達到設計改造的目的。,a,30,施工順利井,典型井例分析,YSL1901-1,YSL1模式配方： 0.1%殺菌劑+2%KCL+2%表面活性劑+1%煤粉分散劑,YSL1901-1井C7+C8#總液量1035m3，加砂量37.7m3；平均砂比8.2%. 該井破裂壓力不明顯，施工壓力：25-32MPa，砂比從3%依次提高到14.9%。 加砂中期壓力出現(xiàn)明顯下降（ 18MPa），但加砂施工順利。 分析該井層多裂縫發(fā)育，裂縫處于半充填狀態(tài)，雖有一定濾失，但濾失不大。,a,31,施工異常井,典型井例分

13、析,YSL102-6,中間模式配方： 0.05%殺菌劑+1%KCL+1%表面活性劑,測井解釋數(shù)據(jù),a,32,施工異常井,典型井例分析,YSL102-6（C2+3),異常點：壓力上升快、波動明顯。 在注完前置液開始以3%砂比加50/100目粉砂，加至1 m3時由于壓力有上升的趨勢停砂需改變施工程序。,a,33,難度分析： 該井施工難度大，煤層偏向于多孔、松散至弱膠結狀態(tài)，不利于人工裂縫形成，壓裂過程中煤層進砂敏感。 技術措施： 1、減少粉砂使用量，防止通道堵塞； 2、采取多級段塞式加砂； 3、適當降低砂比；,施工異常井,典型井例分析,YSL102-6,a,34,施工異常井,典型井例分析,YSL1

14、02-6,結果：用液347.9 m3，分四個段塞，設計加砂10.1m3實際加砂10.9 m3，其中50/100目粉砂1 m3，20/40目石英砂9.9 m3，砂比3%-8.9%，平均砂比5.9%。施工壓力29.1-23.1（Mpa），停泵壓力17.4。30min后壓降到12.3Mpa。,a,35,施工異常井,典型井例分析,YSL31、YSL32、YSL33對比分析,YSL31施工異常情況：起始壓力高達33MPa、被迫停泵，重新施工時地層進砂敏感，多級段塞加砂也沒達到設計加砂量。 設計加砂量27.59m3、砂比10.2%；實際加砂9.9m3、砂比5.5%；,a,36,施工異常井,典型井例分析,Y

15、SL31、YSL32、YSL33對比分析,YSL32施工異常情況：同YSL31。 設計加砂量24.71m3、砂比10.5%；實際加砂19.2m3、砂比7%；,a,37,施工異常井,典型井例分析,YSL31、YSL32、YSL33對比分析,YSL33井技術措施： 1）起泵壓力較高時，降低或取消段塞中的粉砂使用量，改為中砂打磨； 2）設計兩套方案，壓力較高或段塞進入地層后壓力升高影響后期施工可酌情提高前置液使用比例，執(zhí)行備用泵注程序（第二套方案），砂比控制在10%以內；,a,38,施工異常井,典型井例分析,YSL31、YSL32、YSL33對比分析,YSL33井施工方案一,a,39,施工異常井,典

16、型井例分析,YSL31、YSL32、YSL33對比分析,YSL33井施工方案二,a,40,施工異常井,典型井例分析,YSL31、YSL32、YSL33對比分析,因壓力高采用第二套方案，設計加砂量12.9m3、砂比6.6%；實際加砂13m3、砂比7%；,a,41,施工異常井,典型井例分析,YSL31、YSL32、YSL33對比分析,通過3口井的施工情況分析,認為：該塊原始地層壓力較高,天然裂縫較發(fā)育,濾失較大造成地層進砂敏感,借鑒YSL31井、YSL32井的施工經(jīng)驗，優(yōu)化了YSL33井的施工程序，才用小排量下裂縫起造，然后試探性的逐步提高排量，增加前置液比列，經(jīng)現(xiàn)場壓力情況分析，該層壓裂不具備采

17、用粉砂降濾的條件，決定取消兩個粉砂的段塞，改用中砂打磨，且試探地層吞砂能力，正式加砂階段砂比在小階段下逐步提高，最高砂比控制在10%以下。施工中后期壓力平穩(wěn)，順利完成施工任務。,a,42,問題分析,第五部分 壓裂問題分析,通過壓裂井的施工分析，可以看出：使用活性水壓裂液由于濾失的 影響，相對用液量較大；煤層氣壓裂多裂縫、裂縫形態(tài)復雜的特點，使裂縫前進的流體阻力增大，從而使部分井層施工時出現(xiàn)異常壓力值。 進一步分析施工曲線，施工壓力的主要有四種類型：,a,43,（1）壓力比較穩(wěn)定：現(xiàn)場樂平組煤層施工占43%左右，造逢和濾失與注入達到動態(tài)平衡，裂縫內壓力基本穩(wěn)定。這是比較好的類型，容易達到設計要求

18、的加砂量。 （2）壓力波動類型：現(xiàn)場樂平組煤層施工占40%左右，由于煤層內滲透率和應力的非均質性以及煤層裂縫和微裂縫發(fā)育：導致濾失量和裂縫縫寬的頻繁變化，難以穩(wěn)定。這種異常壓力類型必須控制排量和砂比。,問題分析,a,44,問題分析,壓力穩(wěn)定型,壓力波動型,壓力上升型,壓力下降型,施工曲線分析,a,45,（3）壓力上升：最難施工的類型?，F(xiàn)場樂平組煤層施工占15%左右，可能是由于煤層滲透率較差或較致密，造成縫長的擴展受到限制，如果上升太快，可能是由于煤粉運移到裂縫端部或支撐劑橋堵。 （4）壓力下降：比較理想類型，現(xiàn)場樂平組煤層施工占2%左右，表明天然裂縫系統(tǒng)正在連通。但應注意低應力層等影響. 由于

19、煤層孔隙結構和滲流特性的復雜性，壓裂施工效果不能僅僅依靠現(xiàn)場施工曲線，還應結合地質構造和將來的排采效果進行綜合評價。,問題分析,a,46,通過對102井組7井次14個層位的壓裂情況，可以看出在同一井組，同一層號的煤層地質參數(shù)差異較大，非均質性強； 隨著壓裂裂縫的延伸，部分人工裂縫溝通了更多的天然裂隙，從而加大濾失條件； 壓裂施工壓力升高，天然裂隙內流體壓力升高，裂隙擴張增加導致濾失加大； 由于煤層本身的低滲和可塑性，在導致裂隙擴張的同時也能形成了“壓縮帶”。,問題分析,結合儲層分析,a,47,滲透率0.0200.18md，滲透性較差 儲層壓力梯度0.941.7510-2MPa/m 閉合壓力梯度

20、1.785.3510-2MPa/m 閉合應力較高，基本在0.018MPa/m以上 人工裂縫形態(tài)復雜，既有水平縫又有垂直縫，或水平縫和垂直縫交錯形成； 同一井組裂縫走向因素的影響導致壓裂施工中互串的現(xiàn)象；,問題分析,a,48,問題分析,1、對儲層的認識還不到位，特別是C2+C3層； 2、平面構造不是很清楚，是否存在斷層、儲層變化；,a,49,第六部分 下步改進意見與建議,結合前段時間所施工過的壓裂井的經(jīng)驗，去偽存真，反復進行裂縫模擬，確保設計質量； 根據(jù)浙江油田各級領導的安排，以整體設計為指導思路，借鑒前期施工成功和失敗的經(jīng)驗與教訓，保質保量完成后面的工作。,a,50,異常壓力井泵注程序（壓力25MPa） 加大壓裂起始階段低排量的用液量，防止壓敏且有利于煤層開裂； 加大前置液用量到總液量的40-50%； 分段注砂打磨降低施工難度，根據(jù)區(qū)塊情況調整段塞砂的使用類型和使用比例，段塞階段砂比應控制在5%以內。 減少粉砂，加大20/40目砂