页岩人工裂缝应力敏感性实验研究——以川南地区龙马溪组页岩为例

作者：吴建发; 樊怀才^*; 张鉴; 胡浩然; 苑术生; 李佳峻

来源：天然气工业, 2022, 42(02): 71-81.

• 川南地区
• 页岩人工裂缝
• 应力敏感性实验
• 铺砂浓度
• 有效应力
• 排采制度
• 生产制度
• 突变界限

目前，国内外生产实践均证实，通过控制生产压差有利于降低支撑剂嵌入、破碎及运移程度，最大限度保持裂缝的导流能力来提高气井EUR。但支撑剂容易发生压实、变形、破碎、嵌入及运移等现象，造成页岩人工裂缝表现出较强的应力敏感性。为此，以四川盆地南部地区（以下简称川南地区）龙马溪组龙一12层位岩心为研究对象，基于变流压测试的页岩人工裂缝实验评价技术，开展不同铺砂浓度、排采制度和生产制度条件下渗透率变化规律模拟实验，形成了指导页岩气井排采制度和生产制度优化的原则。研究结果表明：(1)定围压变流压测试方法可以模拟支撑剂变形、嵌入、破碎及运移生产规律，测试过程更符合生产实际；(2)人工裂缝无支撑剂时，渗透率应力敏感程度为中等偏强；人工裂缝铺置支撑剂时，渗透率应力敏感性中等偏弱，且渗透率应力敏感性随支撑剂浓度增加而下降，但下降幅度逐步减小，压裂时要综合考虑裂缝导流能力提升程度、人工裂缝应力敏感性及经济效益等因素优化加砂强度，排采时要控制生产压差避免支撑剂运移；(3)作用在裂缝和支撑剂上的初始应力较大，容易造成人工裂缝渗透率不可逆伤害，应采取油嘴由小到大的方式开展排采测试；(4)有效应力增加幅度越大，人工裂缝渗透率下降越明显，排采和生产中应控制每级油嘴更换的尺寸；(5)人工裂缝渗透率恢复率随有效应力增大呈“两段式”变化特征，应把渗透率恢复率突变点对应的生产压差作为生产制度优化的重要依据。结论认为，该研究成果支撑了川南地区页岩气百亿立方米产量的实现，对于其他地区优化页岩气井加砂强度、排采制度及生产制度具有重要的指导意义。