[發明專利]一種低滲儲層的體積改造工藝

有效

• 申請號: 201210435585.0
• 申請日: 2012-11-05
• 公開（公告）號: CN102913221A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 蘇現波;郭紅玉;藺海曉;倪小明;劉曉;韓穎;張雙斌;宋金星;夏大平;林曉英
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B43/267
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 王聚才

技術領域

本發明屬于油氣開采生產技術領域，特別涉及一種低滲儲層的體積改造工藝。

背景技術

煤層、頁巖和致密砂巖等低滲儲層蘊含著豐富的非常規油氣資源，儲層改造技術是實現商業產能的關鍵。但傳統的水力壓裂當裂縫延伸凈壓力大于兩個水平主應力的差值與巖石的抗張強度之和時，容易產生分叉縫，多個分叉縫會形成“縫網”系統，以主裂縫為“縫網”系統的主干、分叉縫可能在距離主縫延伸一定長度后又恢復到原來的裂縫方位，最終形成以主裂縫為主干的單一方向裂縫，而垂直于裂縫壁面方向儲層未得到改造，滲透性依然較差，不足以提供有效的垂向滲透能力，導致壓裂產量低或者壓裂后產量遞減快等現象。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種為滲透性好、壓裂產量高、壓裂后產量遞減慢的低滲儲層的體積改造工藝。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種低滲儲層的體積改造工藝，依次包括以下步驟：

（1）、選擇煤層、頁巖或者致密砂巖或其他低滲儲層；

（2）、直井在射孔后采用投球限流水力壓裂方式；水平井在射孔后采用分段多簇射孔水力壓裂方式；采用這兩種壓裂方式在泵注過程中均要進行變排量、變支撐劑、變壓裂液、變砂比。

所述水力壓裂采用活性水或滑溜水為壓裂液，支撐劑采用堅果殼或者超低密度陶粒，支撐劑粒徑為70~100目、60~80目、20~40目以及16~20目；施工排量依據低滲儲層的類型而定，采用變排量泵注入，煤層排量為0~10?m³/min，頁巖氣和致密砂巖排量為0~15?m³/min；采用變砂比段塞式施工，每個段塞的泵注程序首先采用低排量0~3?m³/min或者0~7?m³/min，低砂比0~5%，然后再采用高排量5~10?m³/min或者9~15?m³/min，高砂比9~15%，確保支撐劑在裂縫中形成房柱式支撐。

所述支撐劑的密度為0.8~1.2?g/cm³。

所述水力壓裂采用胍膠或清潔壓裂液作為壓裂液，在儲層溫度低于30?C時，選擇液氮或自生氮、二氧化氯作為輔助料；支撐劑選擇天然石英砂或者陶粒，粒徑為70~100目、60~80目、20~40目以及16~20目；施工排量依據低滲儲層的類型而定，活性水采用變排量泵注入，排量0~15?m³/min；胍膠或清潔壓裂液采用常排量施工，排量不低于5?m³/min；壓裂液的泵注程序是二氧化氯→活性水→自生氮或液氮→活性水→二氧化氯→活性水→胍膠或清潔壓裂液→二氧化氯→活性水；采用變砂比或段塞式施工，壓裂液中的砂比不低于30%，在裂縫中形成房柱式支撐。

所述在直井中進行2~5次段塞式加砂壓裂循環作業后，進行投球限流，然后繼續2~5次段塞式加砂壓裂；在水平井中每一段進行5~6次段塞式加砂壓裂循環作業。

所述分段多簇射孔水力壓裂中每簇長度0.5~0.8?m，簇間距20~40?m，孔密16~20?孔/m。

采用上述技術方案，本發明在泵注過程中采用變排量、變支撐劑、變壓裂液、變砂比，即采用四變壓裂的方式，目的是在壓裂過程中形成地應力場的擾動，促使多級、多類型裂縫的形成。變排量施工可以形成徑向引張裂縫、周緣引張裂縫、剪切裂縫和轉向裂縫等四種類型，這些裂縫主次不同、級別差異、相互切割，構成了一個裂縫體系。同時還可以實現裂縫的壁面位移和自我支撐。變砂比和變支撐劑實現段塞式加砂，使得支撐劑在裂縫內部呈不均勻的鋪置，形成房柱式支撐，提高了裂縫的支撐寬度和導流能力，降低了支撐劑嵌入對滲透率的影響。多種壓裂液配合不但保證高砂比泵入不脫砂，還可以促使壓裂液的及時破膠和返排，避免了儲層傷害。

直井投球限流或者水平井分段多簇壓裂措施是為了對儲層實現均勻改造；段塞式加砂提高了裂縫的導流能力；多次循環壓裂擾動地應力，形成了多級和多方向的裂縫；二氧化氯可以在煤層溫度下實現胍膠或者清潔壓裂液的破膠；自生氮或液氮增加地層能量，加速返排。

本發明所采用的體積改造工藝是通過四變壓裂對儲層實施改造，可在形成的主裂縫側向強制形成次級裂縫，并在次級裂縫上繼續分支形成二級至多級裂縫，從而形成了一個主裂縫與次級裂縫交織的網狀裂縫系統，將低滲儲層打碎，實現對儲層三維空間的全面改造，使得流體從任意方向到裂縫的滲流距離最短，極大的提高儲層的整體滲透率，提高產量和最終采收率。這種通過四變壓裂形成多級多類網狀裂縫系統的技術稱為體積改造工藝。