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OGD-B-008·B 级报告·非常规与海洋油气

页岩气井为什么产量递减快

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页岩气井为什么"越采越蔫":初期高产靠的是缝里的存货

聊页岩气和常规气区别时提过一句:页岩气初期高产、递减快。很多人把结论记住了,却没想明白为什么——同一口井,刚投产时日产量漂亮得很,怎么没多久就"蔫"下去了?是压裂白做了,还是地下的气本来就没那么多?都不是。递减快这件事,从头到尾是一条有先后顺序的机理链,把顺序捋顺,页岩气开发里很多"怪现象"就全通了。

一句话先说清楚

页岩气井初期的高产,主要来自压裂造出的缝网里已经"到位"的那部分游离气;这批存货采得快、也耗得快,而页岩基质往裂缝里补气的速度极慢,供不上产出的速度,产量自然一路下滑。 说白了,投产初期是在吃现货,往后得靠慢慢进货——现货一空,产量的台阶立刻就下来了。

第一步:先采出来的是缝网里的"存货"

页岩本身几乎不流气,一口井有没有产能,全看压裂造出多大、多复杂的缝网。产量主要来自有效裂缝系统的流动,没跟井筒连通上的裂缝,一点贡献都没有。

投产初期,缝网内部以及紧贴裂缝那一层基质里的游离气,压差大、通道通畅,很快就被采出来——这正是压后测试产量常常很亮眼的原因。但得看清一件事:缝网的体积是有限的,它是压出来的,不是天然连片的。存货有多少,初期高产就能撑多久。

OGD-B-008 封面

第二步:基质补给跟不上产出

存货见底,就该轮到基质出货了。可页岩基质的渗透率低到纳达西量级,孔隙大量是纳米级,气要从基质挤进裂缝,走得极其艰难。

于是出现一个刺眼的速度不匹配:缝里往井筒送气很快,基质往缝里补气很慢。数值模拟里看得很清楚——生产相当长时间之后,压降漏斗基本还在近裂缝地带打转,压力波很难扩散到远处的基质深部。前头开闸放水,后头细流慢渗,产量曲线当然只能往下走。

这一步是递减快的主因,而顺序不能颠倒:不是基质先供不上导致初期低产,而是初期靠缝内存货冲高,随后被基质的补给速度拖回来

第三步:压力一降,通道自己还在变窄

更不巧的是,产气这件事本身会让条件变差一点。气采出去、地层压力下降,作用在裂缝上的有效应力(闭合压力)反而增大,支撑剂被越压越紧:一部分嵌入裂缝壁面,一部分破碎,再叠加时间累积的蠕变,支撑缝宽变小、裂缝导流能力下降

方向必须记牢:压力下降 → 有效应力增大 → 支撑剂嵌入加剧 → 导流能力下降 → 产量被进一步压低,不是反过来。室内实验里,嵌入对导流能力的伤害相当可观;页岩越软、缝内支撑剂铺得越薄,伤害越明显。也正因如此,压裂设计得在铺砂强度、支撑剂粒径与强度上反复权衡——通道保不住,前面造得再复杂的缝也留不住产量。

第四步:吸附气是慢功夫,只托底、不冲高

页岩气还有一部分以吸附态贴在有机质和孔隙壁面上。它入场有前提:压力必须降到临界解吸压力以下,吸附气才逐步解吸,转成游离气,再扩散、渗流进裂缝。

所以吸附气天生"晚到"、速率天生慢。它的贡献主要体现在生产中后期,作用是让低产阶段更稳、更长——托底,而不是造出高产期。这也是最容易讲反的一处:初期高产的功臣是游离气,不是吸附气;吸附气支撑的,是后面那条长长的低产尾巴。

结果与对策:初期陡降、后期长尾

四步叠起来,页岩气井的产量曲线就长成了行业里熟悉的模样:投产后短期内冲到峰值,随即快速下滑,降速逐渐变缓,然后进入很长的低压低产期——用递减曲线拟合时,常表现出双曲递减特征。至于到底降多少,各区块、各井差异极大,本文不给数字,方向比数值重要。

机理摸清了,对策也就顺理成章:一是"井工厂"批量打井、持续接替,用新井的高产段去抵老井的递减,维持区块总体产量;二是对改造不充分、剩余气还多的老井做重复压裂,重建流动通道,把资源再"吃"一遍;三是优化生产制度——初期不盲目强采(放喷过猛容易引起支撑剂回流、加速裂缝闭合),靠控压、控降速把稳产期尽量拉长。这三条都不是玄学,全是从上面那条机理链里长出来的。页岩气这门生意的经济性,说到底就卡在"怎么把递减这条曲线摊平一点"上——文末有份研究可以领。

说到底

页岩气井递减快,不是气少了,而是"上货"速度跟不上"卖货"速度。 初期高产吃的是缝网存货;随后基质以纳达西量级的渗透率慢慢补给、支撑剂嵌入让通道越来越窄、吸附气还得等压力降下来才慢慢解吸——一条链走下来,就是初期陡降、后期长尾。看懂这条链,也就看懂了页岩气为什么必须靠井工厂、重复压裂和精细生产制度来做生意。

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