地球科学|蒋廷学等：深层页岩气地质工程一体化体积压裂关键技术及应用

Original 蒋廷学等地球科学编辑部

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针对深层页岩气埋深大、两向水平应力差大、垂向应力差小、岩石塑性特征强等地质特征，以地质工程一体化为设计理念，建立了包括测井曲线、页岩总有机碳含量、孔隙度、全烃、关键录井元素、矿物组分、过量硅、矿物脆性、岩石力学参数等评价方法，开展沿水平井段的地质工程双甜点研究，实现地质与工程一体化优选甜点段和最优甜点段准确识别，为深层页岩气水平井压裂改造提供依据.然后，基于高导流的立体缝网为体积压裂的目标函数，开展深层页岩气窄压力窗口下的体积压裂注入模式及工艺参数优化研究，包括迂回双暂堵工艺优化，支撑剂在复杂缝网下的动态运移规律与导流能力研究，以及一体化变黏度高降阻滑溜水研发等.研究成果在现场的应用结果表明，上述基于地质工程一体化的体积压裂技术，压后测试产量较邻井能提高30%~50%以上，可大幅度提高深层页岩气的经济开发效果，对今后垂深超过4 500 m的超深层页岩气的经济有效勘探与开发，也同样具有重要的指导和借鉴意义.

（1）地质工程一体化设计及实施控制是深层页岩气体积压裂技术的关键，体现在压裂前、压裂中及压裂后的全生命周期的动态一体化分析和实时参数调整上，内容涵盖压前地质工程双甜点评价、压裂段簇位置优选、立体缝网参数设计、体积压裂工艺实施控制、压后返排优化及控制、配套的一体化变黏度高降阻压裂液体系研发及压后评估分析等，共同构成了地质工程一体化的体积压裂的完整技术链.

（2）地质工程一体化体积压裂技术的核心是动静态资料的结合，以及如何基于压裂施工参数对储层参数及裂缝参数进行实时的反演分析，实现动态分析和实时调参一体化，以最大限度地挖掘储层的生产潜力.

（3）用AA、AM、单体A做单体，设计合成了一体化变黏度高降阻降阻剂，溶解时间小于10 s，黏度1~150 mPa·s可调，实验室测试降阻率达到80%以上.同时配套了助排剂和黏土稳定剂，构建了滑溜水胶液一体化压裂液体系，该体系具有较好的降阻、携砂、配伍、可重复利用及低伤害性能.

（4）现场实例井一体化研究及实施的效果表明，该技术适应性强，压后效果提升明显，对深层页岩气压裂突破及后续的高效开发具有重要的现实指导和借鉴意义.

（5）建议扩大在深层页岩气压裂中的应用规模，并建立相应的学习曲线，以不断地实现参数的优化调整和技术的迭代升级，最终实现深层页岩气开发效益的最大化.

图 1 H井水平段基于地质工程一体化分析的甜点、最优甜点划分

图 2 3簇射孔裂缝延伸状况模拟

文章刊登在《地球科学》第47卷第12期

蒋廷学, 卞晓冰, 孙川翔, 张峰, 林立世, 魏娟明, 仲冠宇, 2023. 深层页岩气地质工程一体化体积压裂关键技术及应用. 地球科学, 48(1): 1-13. doi: 10.3799/dqkx.2022.311

Jiang Tingxue, Bian Xiaobing, Sun Chuanxiang, Zhang Feng, Lin Lishi, Wei Juanming, Zhong Guanyu, 2023. Key Technologies in Geology-Engineering Integration Volumetric Fracturing for Deep Shale Gas Wells. Earth Science, 48(1): 1-13. doi: 10.3799/dqkx.2022.311