吳寶成 李建民 鄔元月 韓 樂 趙廷峰 鄒雨時(shí)

（ 1中國(guó)石油新疆油田公司；2中國(guó)石油新疆培訓(xùn)中心；3中國(guó)石油大學(xué)（北京））

0 引言

吉木薩爾凹陷位于準(zhǔn)噶爾盆地東部，二疊系蘆草溝組（P2l）發(fā)育的一套頁巖、薄層砂質(zhì)云巖和云質(zhì)粉砂巖，是凹陷內(nèi)最主要的烴源巖和頁巖油賦存層系，具有典型的自生自儲(chǔ)特點(diǎn)，分布范圍達(dá)到1278km2。蘆草溝組頁巖油烴源巖有機(jī)碳含量（TOC）平均為3.24%，生烴潛力（S1+S2）多大于6.0mg/g，鏡質(zhì)組反射率（Ro）普遍大于1%。蘆草溝組頁巖油儲(chǔ)層覆壓孔隙度分布范圍為6%～16%，覆壓滲透率小于0.1mD，具有中、低孔—低、特低滲透特征[1-6]。

蘆草溝組厚度為100～320m，最厚區(qū)域位于凹陷中部并向周緣減薄;埋藏深度為800～5200m，主體部位埋深為3000～4500m;地層巖性礦物成分復(fù)雜，縱向變化快，呈互層狀分布，單層厚度薄，均為厘米級(jí)?？v向上全井段含油，平均含油飽和度為65%～84%，整體含油性較好;主要發(fā)育上、下兩個(gè)甜點(diǎn)體，上甜點(diǎn)體油層主要分布在、、3個(gè)小層，巖性主要為砂屑云巖、巖屑長(zhǎng)石粉細(xì)砂巖和云屑砂巖;下甜點(diǎn)體油層分布在、、3個(gè)小層，巖性主要為云質(zhì)粉砂巖。蘆草溝組頁巖油井控資源量達(dá)到11.12×108t，資源蘊(yùn)含豐富，勘探開發(fā)潛力巨大[1-4]。

吉木薩爾凹陷頁巖油最早發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)80年代[1]。2011年，吉25井獲工業(yè)油流實(shí)現(xiàn)了頁巖油勘探的階段突破，隨后部署了20口直井實(shí)施分層壓裂試油，其中14口井獲工業(yè)油流，試油出油率高。但直井產(chǎn)量低，壓后以抽汲生產(chǎn)為主;產(chǎn)量遞減快、持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)能力差，經(jīng)濟(jì)效益較差。

“十二五”以來，為探索吉木薩爾凹陷頁巖油規(guī)模開發(fā)可行性，新疆油田公司逐步加大勘探開發(fā)力度，分階段部署水平井體積改造提產(chǎn)試驗(yàn)，主要?dú)v經(jīng)勘探突破、先導(dǎo)試驗(yàn)、開發(fā)試驗(yàn)、擴(kuò)大試驗(yàn)等階段。吉172_H水平井取得突破后，實(shí)施了10口先導(dǎo)試驗(yàn)水平井，推動(dòng)了水平井改造技術(shù)大幅進(jìn)步，但壓后生產(chǎn)效果未達(dá)預(yù)期，給吉木薩爾凹陷頁巖油有效開發(fā)造成巨大的不確定性。針對(duì)先導(dǎo)試驗(yàn)的問題，新疆油田公司基于地質(zhì)工程一體化研究，在強(qiáng)化地質(zhì)甜點(diǎn)認(rèn)識(shí)、評(píng)價(jià)優(yōu)選甜點(diǎn)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，剖析吉木薩爾凹陷頁巖油壓裂難點(diǎn)，開展甜點(diǎn)體縱向地應(yīng)力和巖石力學(xué)特性精細(xì)分析、層理地層人工裂縫穿層規(guī)律等綜合研究，針對(duì)性地提出了確保水平段優(yōu)質(zhì)甜點(diǎn)鉆遇率和水平井密切割、高強(qiáng)度體積改造等技術(shù)措施。2017年，再次部署的開發(fā)試驗(yàn)水平井取得了日產(chǎn)108.3t的產(chǎn)量突破，有力提振了吉木薩爾凹陷頁巖油有效開發(fā)的信心，推動(dòng)了規(guī)模開發(fā)的全面實(shí)施。

圖1 吉172_H井壓后生產(chǎn)曲線圖Fig.1 The post-frac production curve of Ji172_H

1 勘探突破階段水平井改造探索與實(shí)踐認(rèn)識(shí)

2012年，在吉木薩爾凹陷東南部實(shí)施了勘探水平井吉172_H井，水平段鉆井目標(biāo)為上甜點(diǎn)，埋深為2910～2960m，水平段長(zhǎng)1233m，測(cè)井解釋水平段油層鉆遇率達(dá)到92%，具備良好的地質(zhì)條件。

吉172_H井采用裸眼封隔器+投球滑套分段工藝，共分壓15段，平均段長(zhǎng)80.6m;采用大排量瓜爾膠連續(xù)加砂工藝，施工排量為6～8m3/min，共計(jì)加入陶粒支撐劑1798m3、瓜爾膠壓裂液16030m3，實(shí)現(xiàn)了“千方砂、萬方液”大規(guī)模壓裂。

吉172_H井壓后見油速度快、含水下降快，6.5mm油嘴自噴生產(chǎn)，最高日產(chǎn)油達(dá)到69.5t;持續(xù)生產(chǎn)能力強(qiáng)，自噴期達(dá)728天，其后轉(zhuǎn)抽生產(chǎn)。截至2019年4月底，該井已累計(jì)生產(chǎn)2145天，累計(jì)產(chǎn)油21131t，平均日產(chǎn)油9.85t（圖1）。與直井相比，吉172_H井生產(chǎn)效果大幅提升，不但日產(chǎn)油量獲得明顯的提高，而且展現(xiàn)出穩(wěn)定的持續(xù)生產(chǎn)能力。通過與前期直井和同期水平井的對(duì)比，分析認(rèn)為吉172_H井取得突破的原因主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：

（1）鉆遇油層厚、品質(zhì)好。

吉木薩爾凹陷頁巖油上甜點(diǎn)體內(nèi)縱向發(fā)育3套油層，分別為上部砂屑云巖層、中部巖屑長(zhǎng)石粉細(xì)砂巖層和下部云屑砂巖層（圖2）。

核磁測(cè)井解釋顯示，吉172_H井水平段軌跡主要在有效孔隙度和可動(dòng)流體孔隙度相對(duì)較大的中部巖屑長(zhǎng)石粉細(xì)砂巖油層中穿行，鉆遇油層品質(zhì)較好;鉆遇長(zhǎng)度達(dá)到1045m，增大了單井的油藏控制面積，奠定了壓后高產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

圖2 導(dǎo)眼井吉172井測(cè)井綜合解釋圖Fig.2 The comprehensive log interpretation of guiding well Ji172

（2）油層縱向動(dòng)用程度高。

吉172_H井軌跡位于中部油層，地應(yīng)力評(píng)價(jià)顯示甜點(diǎn)體內(nèi)縱向應(yīng)力差異小、隔層遮擋能力差（圖2）;壓裂模擬也顯示大排量、大規(guī)模改造可有效溝通上下油層（圖3），實(shí)現(xiàn)3套油層的整體動(dòng)用，創(chuàng)造了壓后高產(chǎn)的工程條件。

吉172_H井的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)標(biāo)志著頁巖油水平井開發(fā)獲得重大突破，初步展現(xiàn)了應(yīng)用水平井實(shí)現(xiàn)吉木薩爾凹陷頁巖油有效開發(fā)的可能性。但受到當(dāng)時(shí)頁巖油綜合評(píng)價(jià)技術(shù)手段的限制，對(duì)地質(zhì)、工程特性的認(rèn)識(shí)存在一定局限性，吉木薩爾凹陷頁巖油規(guī)模開發(fā)的地質(zhì)基礎(chǔ)并未扎牢，水平井改造技術(shù)也存在短板，給后續(xù)先導(dǎo)試驗(yàn)開發(fā)效果未達(dá)預(yù)期埋下了伏筆。

2 先導(dǎo)試驗(yàn)階段水平井改造面臨的問題與對(duì)策分析

2013—2014年，以上甜點(diǎn)體為目標(biāo)部署先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)，通過借鑒吉172_H井實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，攻關(guān)水平井體積改造技術(shù)，形成可復(fù)制的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)模式和規(guī)范，實(shí)現(xiàn)頁巖油“技術(shù)可采”與“經(jīng)濟(jì)可采”的統(tǒng)一，加快吉木薩爾凹陷頁巖油規(guī)模開發(fā)步伐。

圖3 壓裂人工裂縫延伸情況模擬圖Fig.3 The simulation of extension of artificial fractures

2.1 先導(dǎo)試驗(yàn)水平井實(shí)施情況與問題

先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)共部署水平井10口，其中8口井水平段長(zhǎng)1300m，2口井水平段長(zhǎng)1800m。鉆井過程采用地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)，軌跡均按照地質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了精確中靶，并在上甜點(diǎn)體內(nèi)穿行。在改造方面，8口水平井裸眼完井，實(shí)施封隔器+投球滑套分段改造;2口水平井固井完井，實(shí)施速鉆橋塞+分簇射孔分段改造;單井分壓15～24段，支撐劑用量為760～1700m3，壓裂液用量為10300～25420m3。

先導(dǎo)試驗(yàn)水平井嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求完成壓裂改造施工，但生產(chǎn)效果均未達(dá)到設(shè)計(jì)的產(chǎn)量目標(biāo)。初期生產(chǎn)水平較吉172_H井下滑明顯，最高日產(chǎn)油量?jī)H5.2～36.2t;長(zhǎng)期累計(jì)產(chǎn)量也較差，累計(jì)生產(chǎn)5年后，平均單井累計(jì)產(chǎn)油僅8085t，未達(dá)到兩年期累計(jì)產(chǎn)量1.52×104t的設(shè)計(jì)指標(biāo)，生產(chǎn)效果與吉172_H井相比存在較大差距。結(jié)合國(guó)外非常規(guī)油氣和川渝地區(qū)頁巖氣開發(fā)經(jīng)驗(yàn)[7-23]，分析認(rèn)為先導(dǎo)試驗(yàn)水平井地質(zhì)目標(biāo)層位選取不準(zhǔn)和壓裂改造程度較低是導(dǎo)致壓后低產(chǎn)的主要問題（表1）。

表1 先導(dǎo)試驗(yàn)水平井油層鉆遇情況與壓裂施工參數(shù)對(duì)比表Table 1 The reservoir drilling situation and fracturing parameters of the guiding testing horizontal well

2.2 先導(dǎo)試驗(yàn)取得的工程地質(zhì)認(rèn)識(shí)

通過開展地質(zhì)甜點(diǎn)精細(xì)評(píng)價(jià)和地層應(yīng)力與巖石力學(xué)特征的再認(rèn)識(shí)研究，橫向?qū)Ρ燃?72_H井與先導(dǎo)試驗(yàn)水平井的儲(chǔ)層改造表征現(xiàn)象，取得了以下三方面認(rèn)識(shí)。

2.2.1 層理面和高強(qiáng)度泥巖隔層導(dǎo)致甜點(diǎn)體無法實(shí)現(xiàn)縱向整體動(dòng)用

對(duì)比美國(guó)巴肯頁巖油的開發(fā)模式[7-8]，其水平井將厚度15～25m的中巴肯層作為整體目標(biāo)層，通過壓裂改造實(shí)現(xiàn)層內(nèi)6種巖相地層的溝通。先導(dǎo)試驗(yàn)部署過程中以巴肯頁巖油和吉172_H井為參考，認(rèn)為水平段軌跡只要位于上甜點(diǎn)體中，大排量、大規(guī)模壓裂可有效改造整個(gè)甜點(diǎn)體，實(shí)現(xiàn)整體動(dòng)用。

但先導(dǎo)試驗(yàn)水平井的微地震監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，井眼軌跡的縱向空間位置不同，人工裂縫縱向延伸特征也不同（圖4、圖5）。Jx07井，軌跡位于P2l22-3層的井段，人工裂縫向下延展較大，不能穿透上部P2l22-2油層;Jx03井，軌跡位于P2l22-1層的井段，人工裂縫在P2l22-1層延展，部分波及到P2l22-2層，但不能穿透下部P2l22-3油層。微地震監(jiān)測(cè)結(jié)果顯現(xiàn)出明顯的人工裂縫縱向穿層能力受限特征，分析認(rèn)為造成這種現(xiàn)象的原因主要有以下兩方面：

圖4 Jx07井微地震監(jiān)測(cè)圖Fig.4 Microseismic monitoring of Jx07

圖5 Jx03井微地震監(jiān)測(cè)圖Fig.5 Microseismic monitoring of Jx03

（1）甜點(diǎn)體內(nèi)可能存在較強(qiáng)的遮擋層。

為了印證甜點(diǎn)體內(nèi)可能存在較強(qiáng)的遮擋層，同步開展三軸應(yīng)力、巖石力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)和直井分層測(cè)試礦場(chǎng)試驗(yàn)。通過對(duì)巖性進(jìn)行精確分類描述，發(fā)現(xiàn)在甜點(diǎn)體內(nèi)發(fā)育多套泥巖隔層（圖6），儲(chǔ)隔層地應(yīng)力評(píng)價(jià)顯示，隔層1厚度小，與上下儲(chǔ)層應(yīng)力差小，封隔效果中等;隔層2厚度大，與上下儲(chǔ)層應(yīng)力差異大，封隔效果好。同時(shí)對(duì)巖石力學(xué)特征進(jìn)行精細(xì)評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)同級(jí)圍壓下，泥巖隔層巖心表現(xiàn)出明顯的高抗壓強(qiáng)度，強(qiáng)度約為相同圍壓下儲(chǔ)層巖心強(qiáng)度的1.3～1.5倍（表2），具備較強(qiáng)的遮擋性[24-26]。

在直井分層測(cè)試礦場(chǎng)試驗(yàn)中，Jx01井在P2l22-1和P2l22-2層分層壓裂試油，P2l22-1層套管生產(chǎn)，P2l22-2層油管生產(chǎn)，層間用封隔器進(jìn)行封隔（圖6）。測(cè)試顯示，油管抽汲套管關(guān)井時(shí)，套壓不降反而上升，說明油套間有明顯壓差;油管、套管同時(shí)生產(chǎn)時(shí)，油管抽汲產(chǎn)油1.58m3/d，套管自噴產(chǎn)油14.26m3/d，說明油套間有明顯產(chǎn)量差異;油管套管同時(shí)關(guān)井時(shí)，套管最高壓力為28.6MPa，油管最高壓力為26.0MPa，說明油套管壓力不同步。這同樣證明，在高強(qiáng)度泥巖隔層的遮擋作用下，人工裂縫無法實(shí)現(xiàn)縱向溝通。

（2）頁巖層理面限制了人工裂縫縱向延伸能力。

國(guó)內(nèi)外研究表明，頁巖層理發(fā)育會(huì)對(duì)人工裂縫的縱向和橫向延伸形態(tài)造成影響[27-32]。吉木薩爾凹陷頁巖油地層呈薄互層狀，單層厚度為厘米級(jí)，在不同的地層條件、壓裂工藝和施工參數(shù)作用下，人工裂縫會(huì)出現(xiàn)垂直縱向穿層、橫向?qū)永硌由旌痛怪逼D(zhuǎn)等延伸形態(tài)（圖7）。而通過物模實(shí)驗(yàn)?zāi)M裂縫延伸情況，顯示人工裂縫受薄互層作用，易沿層理不對(duì)稱擴(kuò)展并發(fā)生轉(zhuǎn)折，縱向擴(kuò)展受限（圖8）。

對(duì)頁巖地層人工裂縫延伸規(guī)律開展數(shù)模研究，顯示出水平層理與縫高擴(kuò)展、縫網(wǎng)形成的關(guān)系：對(duì)比不同層理密度，隨著層理密度的增大，人工裂縫與層理面相交的可能性增大，更多的壓裂液將滲入層理面，導(dǎo)致層理開啟（圖9）。而在層理面滲透率方面，在層理面膠結(jié)較好，即滲透率較低的情況下，人工裂縫不太可能壓開層理面;但如果層理面本身弱膠結(jié)或存在一定的開度，即層理面具備一定滲透率，則壓裂液很容易滲入層理面，導(dǎo)致層理開啟（圖10）。層理開啟會(huì)降低人工裂縫縫內(nèi)凈壓力，制約水力裂縫在高度方向上的擴(kuò)展能力，降低儲(chǔ)層改造厚度[27-32]。

圖6 Jx01井綜合測(cè)井解釋與分層測(cè)試示意圖Fig.6 The schematic diagram of comprehensive logging interpretation and layered testing in well Jx01

表2 上甜點(diǎn)體儲(chǔ)隔層應(yīng)力與巖石力學(xué)特性對(duì)比表Table 2 The comparison of geostress and rock mechanical properties of reservoirs and barriers in upper sweet spots

圖7 薄互層狀地層人工裂縫縱向延伸機(jī)理Fig.7 The vertical extension of artificial fracture in layered formation

圖8 頁巖壓裂物理模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.8 The physical simulation results of shale fracturing

圖9 層理密度對(duì)人工裂縫延伸的影響Fig.9 The influence of bedding density on the extension of artificial fractureBP—沿層理延伸裂縫;HF—縱向延伸裂縫

圖10 層理面滲透率對(duì)人工裂縫延伸的影響Fig.10 The influence of bedding permeability on the extension of artificial fracture

2.2.2 優(yōu)質(zhì)甜點(diǎn)鉆遇率是吉木薩爾凹陷頁巖油高產(chǎn)的地質(zhì)保障

通過調(diào)研，對(duì)比川渝地區(qū)頁巖氣的開發(fā)實(shí)踐情況，優(yōu)質(zhì)甜點(diǎn)的確定和鉆遇率對(duì)壓后生產(chǎn)效果起到?jīng)Q定性作用[9]。吉木薩爾凹陷頁巖油人工裂縫縱向擴(kuò)展規(guī)律的研究證明，層理面和高強(qiáng)度泥巖隔層導(dǎo)致壓裂只能對(duì)水平段所處油層進(jìn)行層內(nèi)改造，無法實(shí)現(xiàn)縱向3個(gè)油層的全部動(dòng)用。因此，選擇最優(yōu)地質(zhì)甜點(diǎn)目標(biāo)、并確保軌跡在目標(biāo)區(qū)內(nèi)有效延伸同樣成為壓后高產(chǎn)的基礎(chǔ)條件。

開展儲(chǔ)層特征的精細(xì)研究，通過16口井、約400層次的巖性、物性、微觀孔隙結(jié)構(gòu)、烴源巖特性、含油性等精細(xì)對(duì)比，完成了甜點(diǎn)體內(nèi)油層品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)，最終利用巖心含油性分析結(jié)果和核磁測(cè)井解釋結(jié)果，將油層劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類。對(duì)單井油層分類進(jìn)行重新解釋：上甜點(diǎn)體中P2l22-2油層縱向集中發(fā)育，以Ⅰ類油層為主，平均厚度為6.7m，且平面上分布連續(xù)，油層品質(zhì)最好;而P2l22-1油層內(nèi)縱向細(xì)分為2～5個(gè)小油層，平均跨度為7.5m，以Ⅰ類和Ⅱ類油層為主，油層品質(zhì)次之;P2l22-3油層內(nèi)分散發(fā)育多套小油層，平均跨度為13.2m，以Ⅲ類油層為主，油層品質(zhì)最差（圖11）。因此，P2l22-2油層成為潛在的優(yōu)質(zhì)甜點(diǎn)目標(biāo)。

圖11 吉木薩爾凹陷頁巖油油層分類連井剖面圖Fig.11 The oil layer profile of shale oil in Jimsar sag

對(duì)比先導(dǎo)試驗(yàn)水平井與吉172_H井油層鉆遇情況。Jx15井軌跡主要在P2l22-1層中延伸，Jx16井軌跡主要在P2l22-3層中延伸，峰值日產(chǎn)油分別僅為17.9t和10.2t，累計(jì)產(chǎn)量均未達(dá)到8085t平均水平，生產(chǎn)效果不理想;而吉172_H井和Jx18井軌跡主要在P2l22-2層中延伸，壓后峰值日產(chǎn)油分別達(dá)到69.5t和36.2t，累計(jì)產(chǎn)量也較高（表3），顯示P2l22-2層的鉆遇長(zhǎng)度與產(chǎn)量有較強(qiáng)的相關(guān)性，從礦場(chǎng)試驗(yàn)的角度也證明P2l22-2層優(yōu)質(zhì)甜點(diǎn)鉆遇率是吉木薩爾凹陷頁巖油高產(chǎn)的地質(zhì)保障。

2.2.3 密切割、高強(qiáng)度體積改造是吉木薩爾凹陷頁巖油高產(chǎn)的工程保障

近年來，國(guó)內(nèi)外頁巖油氣資源的改造經(jīng)驗(yàn)顯示[7-23，33-34]，通過縮小裂縫間距、增大改造強(qiáng)度，對(duì)水平段實(shí)施體積改造，可以在頁巖儲(chǔ)層中形成具有較大波及體積的裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，縮短地層中的油氣向高滲通道流動(dòng)的距離，加快流動(dòng)速度。吉木薩爾凹陷頁巖油人工裂縫數(shù)模和礦場(chǎng)試驗(yàn)研究，也證明密切割、高強(qiáng)度體積改造可以提高生產(chǎn)效果。

表3 4口水平井生產(chǎn)情況對(duì)比表Table 3 The comparison of the production of 4 wells

（1）縮小裂縫間距可以增加裂縫的復(fù)雜程度，有效提高儲(chǔ)層改造體積。

吉木薩爾凹陷頁巖油水平兩向應(yīng)力差較大（8～12MPa），人工裂縫呈現(xiàn)雙翼延伸特征。模擬14m3/min施工排量、段內(nèi)射孔3簇、15m和25m裂縫間距條件下的人工裂縫延伸情況，顯示縮小裂縫間距后，近井筒地帶裂縫復(fù)雜程度明顯增加，提高了改造體積（圖12）。

圖12 水平井不同裂縫間距裂縫形態(tài)模擬Fig.12 The fracture morphology simulation of different fracture spacing

（2）高強(qiáng)度改造有利于提升壓后生產(chǎn)效果。

在改造規(guī)模方面，吉172_H井支撐劑用量較高，加砂強(qiáng)度達(dá)到1.5m3/m，而先導(dǎo)試驗(yàn)水平井加砂強(qiáng)度為0.75～1.0m3/m，僅為吉172_H井的50%～60%，對(duì)壓后生產(chǎn)效果也造成一定的影響。以生產(chǎn)效果最好的Jx18井為例，該井水平段長(zhǎng)度為1800m，其中優(yōu)質(zhì)甜點(diǎn)P2l22-2油層鉆遇長(zhǎng)度為1002m，與吉172_H井基本相當(dāng)，具備較好的地質(zhì)基礎(chǔ)。兩口井均采用裸眼封隔器+投球滑套工藝實(shí)施分段改造，裂縫間距和施工參數(shù)均相近，但Jx18井的加砂強(qiáng)度僅為0.94m3/m，約為吉172_H井的60%，投產(chǎn)半年后累計(jì)產(chǎn)油量較吉172_H井低近50%，說明改造規(guī)模也是吉172_H井高產(chǎn)的關(guān)鍵因素。因此，需保證水平井獲得足夠的改造強(qiáng)度。

綜合以上分析結(jié)果認(rèn)為，在確保優(yōu)質(zhì)甜點(diǎn)鉆遇率的基礎(chǔ)上，實(shí)施密切割、高強(qiáng)度的體積改造是吉木薩爾凹陷頁巖油水平井獲得高產(chǎn)的地質(zhì)、工程保障。

3 開發(fā)試驗(yàn)階段水平井體積改造技術(shù)的攻關(guān)完善與效果評(píng)價(jià)

基于先導(dǎo)試驗(yàn)取得的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)，借鑒國(guó)外非常規(guī)油氣藏的最新改造理念[11-15]，2016—2017年，在吉木薩爾凹陷頁巖油繼續(xù)開展開發(fā)試驗(yàn)，部署實(shí)施Jx23井和Jx25井，一方面確定P2l22-2層優(yōu)質(zhì)甜點(diǎn)的可靠性，另一方面驗(yàn)證密切割、高強(qiáng)度體積壓裂對(duì)壓后提產(chǎn)的作用，最終再次評(píng)價(jià)水平井+體積壓裂開發(fā)吉木薩爾凹陷頁巖油的可行性。

Jx23井和Jx25井將P2l22-2層作為鉆井目標(biāo)，水平段長(zhǎng)1250m，優(yōu)質(zhì)甜點(diǎn)鉆遇率分別達(dá)到96%和92%，相對(duì)于前期水平井不足70%的優(yōu)質(zhì)甜點(diǎn)鉆遇率，Jx23井和Jx25井獲得了較高甜點(diǎn)品質(zhì)。

基于密切割、高強(qiáng)度體積改造理念，壓裂采用固井橋塞+分簇射孔分壓工藝，平均段長(zhǎng)45m，段內(nèi)分3簇射孔，裂縫間距縮小至15m，施工排量提升到14m3/min，對(duì)水平段進(jìn)行密切割;同時(shí)采用多粒徑支撐劑組合，單井支撐劑用量達(dá)到2480m3，壓裂液用量為3.8×104m3，對(duì)儲(chǔ)層實(shí)施高強(qiáng)度改造。壓裂監(jiān)測(cè)顯示微地震事件集中在井筒周圍，且單段裂縫帶寬波及到相鄰井段，實(shí)現(xiàn)了大排量開啟多縫、增加裂縫復(fù)雜程度、充分改造儲(chǔ)層的目的。

Jx23井和Jx25井壓后峰值產(chǎn)量創(chuàng)新高，分別達(dá)到88.3t和108.3t;持續(xù)生產(chǎn)能力也明顯提高，投產(chǎn)600天后，Jx23井累計(jì)產(chǎn)油量已達(dá)到2×104t，Jx25井累計(jì)產(chǎn)油量也達(dá)到1.7×104t（圖13），試驗(yàn)證明密切割、高強(qiáng)度體積改造可以有效提高單井產(chǎn)量，取得較高的開發(fā)效益。

在Jx23井、Jx25井成功的基礎(chǔ)上，2018年繼續(xù)開展吉木薩爾凹陷頁巖油擴(kuò)大試驗(yàn)，推廣應(yīng)用水平井密切割、高強(qiáng)度體積改造技術(shù)，新投產(chǎn)水平井21口。截至2019年4月，生產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)的10口擴(kuò)大試驗(yàn)水平井，150天平均日產(chǎn)油量達(dá)到30.4t，充分證明了水平井體積壓裂開發(fā)吉木薩爾凹陷頁巖油的可行性，為吉木薩爾凹陷頁巖油的規(guī)模有效開發(fā)提供了有力支撐。

圖13 Jx23井、Jx25井與吉172_H井生產(chǎn)情況對(duì)比圖Fig.13 The comparison of the production of well Jx23， Jx25 and Ji172_H

4 結(jié)論

吉木薩爾凹陷蘆草溝組頁巖油發(fā)育多套、多類型甜點(diǎn)，明確優(yōu)質(zhì)甜點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)高效開發(fā)的關(guān)鍵。P2l22-2巖屑長(zhǎng)石粉細(xì)砂巖層作為上甜點(diǎn)體中的優(yōu)質(zhì)甜點(diǎn)目標(biāo)層，確保其鉆遇率是水平井壓后高產(chǎn)的地質(zhì)保障。

受層理面和高強(qiáng)度泥巖隔層的影響，甜點(diǎn)體內(nèi)人工裂縫縱向延伸能力受限，以單一甜點(diǎn)層內(nèi)改造為主，通過縮小裂縫間距、增大改造規(guī)模，實(shí)施水平井密切割、高強(qiáng)度體積改造，可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)層充分改造，是吉木薩爾凹陷頁巖油水平井壓后高產(chǎn)的工程保障。