浅层页岩气试气返排分析及制度优化——以昭通示范区海坝区块常压页岩气为例

来源：石油科学通报杂志2025年第6期北京时间：

作者：刘明阳, 鲜成钢, 梁兴, 李曹雄, 黄小青, 何勇, 刘阳

单位：1 中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室， 北京 102249 2 中国石油大学(北京)石油工程学院， 北京 102249 3 中国石油浙江油田公司， 杭州 310023 4 中国石油大学(北京)未来能源学院， 北京 102249

摘要：昭通示范区海坝区块浅层页岩气具有埋深浅、地层压力低、地层倾角变化大等特征，试气返排呈现见气时间长、见气返排率高、稳定试气产量低等规律。返排不当易出现井筒沉砂、积液以及裂缝体积损失等问题，需要优化返排制度以兼顾返排安全与排水采气效率。本文开展了系统性分析研究，基于区块内71口井试气返排数据，识别出纯排液、气相突破与稳定试气三阶段特征。结合裂缝压缩模型及产量不稳定分析方法，揭示不同返排制度下有效裂缝体积及有效裂缝半长变化规律：快速返排制度会导致有效裂缝体积不可逆损失达30%，而慢返排制度可将该损失降低至12%。为减少该不可逆损失，综合解决浅层页岩气返排关键问题，基于裂缝内有效应力求解，确定开井压力；建立井筒支撑剂沉降和裂缝支撑剂回流模型，分别得到井筒临界携砂流速和裂缝支撑剂回流临界流量；并基于井筒多相流原理确定最低排液井底压力和临界携液气速。据此提出了涵盖合理开井时机、井筒清砂、支撑剂回流防控、排液保障的综合优化方法，构建了试气返排制度优化图版。现场应用结果表明，该图版能够实现压裂效果保障与高效排采的协同优化，相似储层条件及改造措施下估算最终可采量增加20%。本研究实现了返排制度由经验化向定量化的转变，提出的关键临界判据和优化图版具有较强的普适性，可为其它非常规油气井的返排优化提供技术参考。

关键词：浅层页岩气,试气返排,返排特征,安全返排图版,支撑剂回流

基金资助：国家自然科学基金(52104052);中国博士后科学基金(2021M693496);国家重点研发计划(2020YFA0710604)