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页岩气作为一种重要的非常规资源,对于中国的能源安全和供给至关重要。在页岩气藏中,页岩气以吸附和游离的方式聚集于暗色泥页岩或高碳质泥页岩及所夹砂质、粉砂质岩地层中,表现为自生自储的“原地”成藏模式。页岩气藏独特的存储和低渗透特征,其开采技术有别于常规气藏的开采技术,为实现经济开发必须进行水平井压裂增产作业形成纵横交错的裂缝网络系统,以达到释放储层游离气和吸附气,提高页岩气井产能的目的。因此页岩气水平井压裂方案设计的目标是针对目标区块的储层地质特征采用合理的工程手段,经济高效的在目的层中形成一定个数的裂缝网络系统。在前人研究的基础上,借鉴北美地区先进的经验,研究针对渝东区块页岩储层地质特征,采取什么样的工程手段实现目的层的有效压裂改造,是实现页岩气藏有效开发的关键。渝东区块页岩目的层段龙马溪组-五峰组总厚度265m,沉积厚度大,分布稳定;龙马溪组整体为泥岩,以深灰色、灰黑色为主,五峰组整体为灰黑色碳质泥岩,富含有机质;均属半封闭深水陆棚相沉积,有利于有机质的保存。共解释含气层段4层,总厚度48m;目的层段及附近无水层,水层主要集中于茅口组和栖霞组。参考北美地区页岩储层地质特征指标,根据前人的研究,通过资料分析和室内实验,评价了渝东区块页岩储层的可压裂性参数指标:目的层有机碳含量TOC平均值2.54%>2%,富含有机质;镜质体反射率RO平均值2.65%>1.3%,有机质热演化程度适中,处于裂解气阶段;孔渗测试孔隙度平均值4.61%>2%,渗透率平均值21.94×10-3μm2>10-4μm2,密度2.58 g/cm3。X-衍射矿物分析脆性矿物含量65.8%,粘土矿物含量22.6%,其中蒙脱石等膨胀性粘土矿物占粘土矿物总量的55.4%,膨胀性粘土矿物含量较高;根据修正过的Richman方法计算脆性指数50-62.4%,脆性指数较高;泊松比0.198<0.25,杨氏模量38374MPa>20000MPa,水平应力差异系数10.02%,有利于复杂缝网的形成;目的层最大水平主应力方向为东西向,天然裂缝发。渝东区块目的层段有机质丰度高,天然裂缝发育,脆性矿物含量较高,杨氏模量高,泊松比低,有利于复杂缝网的形成,具有良好可压裂性。根据渝东区块页岩气水平井的井况特征,优选水力泵送桥塞射孔联作技术作为分段射孔工艺,根据裂缝诱导应力模型,计算簇间距20-30米时,能实现缝间干扰,诱发远井主裂缝间的沟通,增加裂缝的复杂性;产能优化优选有效支撑半缝长200-250m;水平井指端第一段采用连续油管射孔2簇,其余段采用水力泵送桥塞分段射孔3簇,优选了分簇射孔位置。渝东区块脆性指数50-60%,优选滑溜水+线性胶混合压裂液体系,实验评价了现场应用的滑溜水、线性胶体系的助排、防膨、流变等性能,目的层闭合应力为51MPa,结合支撑剂破碎率试验,采用粉陶70/140目+树脂覆膜砂40/70目+树脂覆膜砂30/50目支撑剂组合。采用Meyer2010优化了施工参数,制定渝东区块水平井压裂方案。JY1HF井现场压裂施工,采取“控近扩远”的思想,在井况和设备允许的条件下尽可能的提高排量,提高缝内净压力,实现体积压裂的目的;完善地面工艺流程布置,多级供液体系及多种压裂体系连续混配等现场配套,改进了压裂井口,满足页岩压裂大排量长时间作业的工艺要求;通过前置酸降低施工压力,保障压力窗口;低砂比粉砂段塞处理储层,“控近扩远”实现更大的储层改造体积;压力异常层段,倒换胶液,充分造缝;支撑剂在水平段内重力分异沉积,提出了确定顶替量的方法。建立了一套适用于渝东页岩气压裂设计方案,同时对相似地质特征的页岩气藏的压裂方案设计具有一定的指导意义。