長寧區塊頁巖氣壓后返排規律分析

摘 要：壓后返排是非常規頁巖氣儲層大規模水力壓裂中的重要環節，目前還沒有成熟的頁巖氣藏壓裂返排規律研究，通過現場施工數據統計分析長寧區塊壓后返排情況，得出了影響壓后返排的工程因素，為下步頁巖氣高效開發奠定了基礎。

關鍵詞：壓后返排;水力壓裂;施工數據;工程因素

中圖分類號：TE353 ?文獻標識碼：A

在頁巖氣水平井分段壓裂施工中，壓裂后的排采制度優化一直較為薄弱。由于頁巖氣壓裂用水量巨大，返排大都比較困難，因此研究頁巖氣壓后返排規律研究，可以進一步提高返排率，從而提高頁巖氣產量，意義重大。

1 長寧區塊與丁山區塊排液求產情況對比

收集資料對比分析長寧區塊與丁山區塊典型井排液求產對比得出以下結論：

（1）放噴求產時間均較長，返排率相對都比較高。

（2）長寧頁巖氣藏物性比丁山區塊好，大部分井壓后產量相對較高。

（3）長寧區塊放噴中壓力、氣產量、日排液量逐步下降趨勢與丁山區塊一致，總返排率差異不大。

2 礁石區塊排液求產情況對比

收集資料統計礁石典型井與長寧區塊排液情況對比可以看出：

（1）礁石區塊返排率相對較低。

（2）礁石壩主體頁巖氣藏物性比長寧區塊好，大部分井壓后產量相對較高。

3 長寧區塊返排情況分析

長寧區塊頁巖氣井目的層為志留系龍馬溪組，井型為水平井，一般井深4700m（垂深2500-2800m），水平段長1200-1500m。求產試氣均采用套管放噴，試氣工作制度采用3mm-13mm油嘴不等，井口控制壓力12-25MPa，試氣平均返排率32.79%之間，測試氣產量5-35×104m3/d之間，具有壓后各井排采特征差異較大，各井排采制度差異大特點。龍馬溪組為頁巖氣層，不出水，甲烷含量平均98.6%，為干氣藏。

長寧區塊龍馬溪組頁巖氣壓后返排作業模式為全井多段壓裂并悶井結束，采用由小到大油嘴（3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm）進行壓裂液返排和求產。

分析長寧H9-1井、長寧H9-2井等9口試氣作業井開始排液至求產結束期間的階段放噴排液產出情況統計和排液、求產期間的日產氣、日產水、套壓趨勢，可以看出，經大型壓裂施工，放噴初期隨著油嘴逐漸增大，出液量及日產氣呈遞增趨勢，中期當過渡為5mm-8mm油嘴排液求產時，產出液量逐漸減少，產出氣量逐漸增加;后期進入9mm-13mm油嘴求產階段，當產出氣量及井口套壓逐漸趨于穩定，產出液逐漸減少，甚至不出液。

從整體看，區塊內大多數試氣井，放噴初期產氣、產水量波動大，累產液及氣量差異大，返排率差異大（9口井返排率12%-21%，另31口井返排率7.28%-99.48%），但后期求產階段產氣量及井口套壓均逐漸趨于穩定。綜合區塊整體壓裂液返排情況，分析壓裂井總體返排率差異大。

長寧地區頁巖氣壓后返排大致分為以下三個階段：

返排初期：由于儲層巖石破裂，人工裂縫形成，地層應力釋放，返排液體驅動能量充足。考慮悶井結束，裂縫閉合程度，采用小油嘴（3mm-6mm）控制返排速度，強制裂縫閉合，限制裂縫中的滲流速度，減小流體流動的阻力，避免縫口高砂比的支撐劑流入井筒。該階段排液時間主要集中在4-5d左右。

返排中期：隨著應力逐漸減小，裂縫逐漸閉合，需要適當加大油嘴加速返排。通常情況下，逐級加大油嘴，改用6-10mm±油嘴適當加快液體的返排速度，同時，放噴過程中應及時分析油壓和產水量變化，隨時調整并更換油嘴。此階段壓裂液隨著孔隙中的游離氣和解吸附氣形成氣、液兩相流動，不斷帶至地面。

返排后期：隨著改造人工裂縫完全閉合，依靠支撐劑形成的滲流通道，壓裂液逐漸聚集到井筒附近，該階段主要使用10mm±以上尺寸油嘴快速降低井口壓力，在大于氣體的臨界攜液速度條件下，開始返排、測試求產一體化施工作業。此階段主要生產特征為：井口油壓逐漸降低，每小時返排液量也呈現逐漸降低趨勢，而氣井最大日產氣量往往出現在該階段初期，隨后出現一個相對穩產階段（下降相對較為緩慢），后期日產量呈現長時間段的緩慢遞減趨勢，總體上該階段產量下降快，高產期穩產期短。

4 返排率影響工程因素分析

（1）長寧區塊施工井水平段長度主要集中在900m～1500m。單井平均用液量36150m3，單井平均用砂量1580m3。從9口井壓裂用總液量（單井）與返排率關系可以看出，壓裂規模主要集中在33500m3～38000m3之間，對應返排率主要集中在12-20%之間，二者之間呈正相關對應關系，即壓裂液用量越大，返排率越高。壓裂支撐劑用量主要集中在1100m3～1800m3之間，對應返排率主要集中在12-19%之間，二者之間整體呈正相關對應關系，即支撐劑用量越大，裂縫網絡越發達，導流能力越好，返排率越高。

（2）關井（擴散）時間。長寧區塊頁巖氣井接近70%的井悶井周期≤5d，悶井可以使壓裂液充分破膠，降低攜砂能力，減少支撐劑回流;[2]可使裂縫中平均壓力降低，促進裂縫閉合。從悶井周期與返排率關系，可以看出，悶井周期與返排率呈明顯呈相關對應（線性）關系。即壓后悶井時間越長，返排率越高。

5 結論

不同的勘探區塊，頁巖氣井返排并不遵循一個統一的規律，同時頁巖氣井壓后返排率的高低受多種因素的影響，但不應刻意強調返排率，在不同構造情況下還需要進行不斷的研究，探索不同的返排規律。

參考文獻：

[1]蔣廷學，等.頁巖氣水平井分段壓裂排采規律研究[J].石油鉆探技術，2013（41）：21-22.

[2]劉乃震，柳明，等.頁巖氣井壓后返排規律[J].天然氣工業，2015（3）：51-52.

作者簡介：許清敏（1973-），女，漢族，工程師，2016年畢業于中國石油大學，現主要從事試氣測試方面工作。