大长段固井质量差页岩油井压裂实践及认识

大长段固井质量差页岩油井压裂实践及认识

何雷宇1袁玉峰1金智荣1乔春国2

1. 中国石化江苏油田分公司 石油工程技术研究院，江苏 扬州 225000； 2. 中国石化江苏油田分公司 工程技术服务中心，江苏 扬州 225000）

摘要：H5井固井质量差，存在1000m以上固井质量不合格井段，并且H区块存在纵向非均质强、空间断层/裂缝带发育的问题，为避免压裂施工中发生管外窜通，开展工艺对策研究。根据H5井一二界面胶结情况将固井质量差井段进行分类，在此基础上针对性地进行分段分簇、施工参数的优化。H5井加砂强度2.41m3/m，日产油达40t，通过施工曲线以及微地震事件分布判断，施工过程中未发生管外窜通，取得了良好的压裂效果，对后续页岩油井压裂施工具有重要的指导意义。

关键词：页岩油；固井质量差；分段分簇；参数优化

Fracturing practice and understanding of shale oil Wells with poor cementing quality in long sections

Abstract:：Well H5 has poor cementing quality and unqualified cementing quality over 1000m, and block H has problems of strong longitudinal heterogeneity and spatial fault/fracture zone development. In order to avoid pipe channeling in fracturing construction, research on technological countermeasures is carried out. According to the cementation of well H5, well sections with poor cementing quality are classified, and on this basis, targeted segmentation, clustering and optimization of construction parameters are carried out. The sand-filling strength of well H5 is 3.62t/m, and the daily oil output is 40t. According to the construction curve and microseismic event distribution, no pipe channeling occurs during the construction process, and good fracturing effect is obtained, which has important guiding significance for the subsequent fracturing construction of shale oil Wells.

Key words: Shall oil; Poor cementing quality; Segmental clustering; Parameter optimization

1  钻探情况及施工难点

苏北盆地阜二段是江苏油田页岩油勘探主要区块和层系。继H1井在阜二段V亚段取得战略突破后，为进一步落实V亚段产能，部署实施了H5井。H5井完钻井深5393m，垂深3841.57m；实钻A靶斜深3756m，垂深3518m；实钻B靶斜深5343m，垂深3830.7m；水平段长实钻1587m，高程差312.7m，穿行V-6~ V-7小层。

测固井质量结果显示，H5井水平段有大段固井质量差的段。一界面固结较差段：4295-4860m、4900-5095m、5133-5210m；二界面固结较差段：3896-3952m、4101-4173m、4295-5343m。对于固井质量差的段，压裂施工过程中易出现管外窜通现象，造成重复改造、空白改造，甚至套管变形、套管损坏等风险。

此外，H5井水平段穿行V-6~ V-7小层，钻遇2条断层。H区块前几口井施工情况表明，断层/裂缝带附近井段压裂往往存在施工压力高、排量提升困难；V-6小层裂缝从低应力起裂向高应力延伸，缝高受限施工中压力大幅波动，加砂困难。

图1 H5井测固井质量解释图

2工艺对策研究

2.1 防止管外窜通

针对H5井固井质量差的问题，调研并借鉴国内其他油田施工工艺，制定出针对性工艺措施。通过优择固井质量相对好的井段作为段间封隔，优化分段分簇及加砂用液规模，择机暂堵促进裂缝转向延伸，从而降低固井质量差的不利影响。

根据H5固井一二界面的胶结情况，将水平井段固井质量分为三种类型，分别进行分段分簇及规模设计。

（1）固井质量一型：射孔位置选择低GR，高电阻、高气测，优选灰质含量高地方射孔，避开接箍，兼顾簇间距。保障较大的施工规模，设计用液强度70m3/m，加砂强度2.3-2.6m3/m，单段液量4000-5300m3，单段砂量100-140m3。

（2）固井质量二型：优选一二界面胶结好的位置作为段间封隔，同时尽量选择固井质量好的位置作为簇间封隔。控制用液加砂规模，设计用液强度70m3/m，加砂强度2.1-2.3m3/m，单段液量4000-5300m3，单段砂量80-140m3。

（3）固井质量三型：对长段空白适当放大簇间距，控制射孔簇数，选择甜点区射孔。控制施工规模，适当降低加砂强度，增加小粒径支撑剂占比。同时设计单段100-150公斤暂堵剂进行封堵，提高裂缝复杂度。

表2 固井质量分类情况

图2 H5井分段分簇设计图（11-12段）

在设计上做好优化同时建立施工过程中防管外窜的应急预案。对于管外窜的判别，可以从施工中三种现象进行分析：一是连续三段在同一个压力值施工，二是射孔带压，三是微地震事件在前后段有明显重复区域。一旦发生管外窜通，对于短段窜通，不改变分段分簇，采用小排量、粉砂和暂堵剂封堵窜通；对于长段窜通，一次射开200-300m窜通段，射孔20-30簇，用5-6级多级暂堵方式改造。

2.2 提高加砂强度

针对H5断层/裂缝带发育的问题，对目标段采用少簇射孔，优化射孔位置，施工中采用中高粘造缝，通过阶梯提排量，小粒径低砂比长段塞充分打磨降滤，促进主缝延伸。针对V-6小层加砂困难的问题，则是采用高粘快提排量造缝，增加小粒径段塞，提升分支缝的支撑。

3  现场施工效果

H5井通过工艺参数优化，施工中动态调整施工排量、液体粘度、粒径组合，顺利完成26段压裂施工，并取得了较好的改造效果。H5井总入井液量12.6×104m3/m，用液强度81.4m3/m，支撑剂使用量3728m3，加砂强度达2.41m3/m，比H1井提高了31%。

从微地震监测结果上看，除前三段受到断层影响大，其余段微地震事件点在井筒两侧均匀分布，并且各段微地震事件没有明显重叠，没有产生重复改造，表明没有段间窜现象发生。

图3 H5井1-26段微地震监测结果

另一方面，H5井部分井段试验暂堵剂，通过颗粒暂堵剂在裂缝内形成桥堵，增加净压力产生转向新缝，提升裂缝复杂度。微地震事件向井筒两侧远端扩张，波及长度变大，同时近井筒事件密度增大。

图4 暂堵前后微地震事件变化

4  生产情况

H5井压裂焖井后开井放喷，放喷初期压力25.12MPa，平均日压降0.055MP，在返排率0.779%时见油。H5井调整生产制度，目前含水率下降至65%以下，日产油量稳定在40t左右，取得了良好的产油增油效果。

5   结论与认识

（1）针对固井质量差的问题，通过优化分段分簇设计，选择固井质量相对好的井段作为段间封隔，适当控制排量和用液规模，避免段间窜现象发生，降低固井质量差的不利影响。

（2）通过暂堵剂封堵优势通道又可以扩大裂缝波及范围，提高复杂度，改善改造效果。

（3）H5井根据施工情况实时调整铺砂程序、液体粘度和粒径组合等，加砂3728m3，加砂强度达3.62m3/m，实现较好的压裂改造效果。

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第一作者简介：何雷宇（19951222-），男，籍贯：浙江台州，硕士研究生，江苏油田石油工程技术研究院储层改造助理师，现从事油井压裂增产工艺技术研究