[發(fā)明專利]一種水平井產生縫網的水力壓裂工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410192947.7
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN103953323A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設計）人: 李勇明;尹慶;趙金洲;張烈輝;李暉;付永強;申峰
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發(fā)明涉及一種油氣井水力壓裂增產改造措施，尤其涉及一種可顯著提高天然裂縫不發(fā)育的高應力差地層有效改造體積的縫網壓裂工藝技術。

背景技術

近年來，縫網壓裂技術廣泛應用于非常規(guī)油氣藏的增產改造。隨著勘探開發(fā)難度的增加，此類壓裂技術的推廣應用逐漸受到限制，主要原因：無天然裂縫發(fā)育儲層難以形成多分支裂縫；高水平主應力差儲層無法實現(xiàn)裂縫的轉向；部分工藝如層內爆炸壓裂技術可操作性差、危險性高。因此，水平井分段壓裂、端部脫砂等壓裂工藝難以實現(xiàn)在天然裂縫不發(fā)育、高應力差地層中產生縫網。

針對天然裂縫發(fā)育地層，國內外主要研究如何利用縫間干擾開啟并溝通天然裂縫(SPE127986；曾凡輝,郭建春,劉恒等.致密砂巖氣藏水平井分段壓裂優(yōu)化設計與應用[J].石油學報,2013,34(5):959-968)。也有學者提出水平井水力噴射分段多簇壓裂的方法(CN201210375941)、雙水平井分段多簇同步體積壓裂工藝技術(CN201210070293)和水平井分布分段壓裂技術，這些技術核心思想是同一段內壓多條裂縫，利用縫間干擾形成的附加應力場改變新裂縫的起裂位置并溝通天然裂縫，從而形成復雜縫網。但這些技術都僅適用于天然裂縫發(fā)育，且地應力差較小的地層。

針對天然裂縫不發(fā)育儲層，有學者提出適合低孔隙度、低滲透、天然裂縫不發(fā)育儲層的縫網壓裂技術(雷群,胥云,蔣廷學等.用于提高低-特低滲透油氣藏改造效果的縫網壓裂技術[J].石油學報,2009,30(2):237-241)。此類技術主要采用蠟球和粒徑較大的支撐劑作為封堵劑迫使主裂縫轉向形成分支縫，該類方法相比傳統(tǒng)方法效果有所提高，但只適用于水平應力差小于7MPa的地層?？山到饫w維縫內暫堵壓裂工藝(CN201310610753)采用可降解聚酯纖維+線性膠+支撐劑及水溶液進行壓裂可實現(xiàn)縫內轉向，但實驗室模擬發(fā)現(xiàn)當應力差高于10MPa時，所需施工排量大于12.9m³/min，現(xiàn)場設備幾乎不可能達到該要求，并且連續(xù)注入纖維劑容易造成砂堵導致壓裂失敗。

迄今為止，尚未見到針對天然裂縫不發(fā)育的高應力差地層有效形成縫網的方法。目前勘探發(fā)現(xiàn)的很多致密氣藏天然裂縫不發(fā)育且地層水平應力差大于10MPa，為實現(xiàn)這類氣藏的有效改造，有必要提出一種減小應力差迫使裂縫強制轉向的方法，使縫網壓裂工藝在更多類型油氣藏推廣應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種水平井產生縫網的水力壓裂工藝，主要是根據(jù)主裂縫與鄰近裂縫造成的水平應力差下降值，同時應用分段多簇壓裂和脈沖式暫堵增壓技術，迫使裂縫發(fā)生轉向，突破了天然裂縫不發(fā)育的高應力差地層難以形成縫網的技術瓶頸，填補了現(xiàn)有技術的空白。

為達到以上技術目的，本發(fā)明提供以下技術方案：一種水平井產生縫網的水力壓裂工藝，依次包括下列步驟：

(1)根據(jù)現(xiàn)場資料，計算由主裂縫及相鄰裂縫導致的應力差值；

(2)根據(jù)主裂縫及相鄰裂縫導致的應力差值，計算裂縫發(fā)生轉向所需的壓力；

(3)根據(jù)裂縫發(fā)生轉向所需的壓力，確定暫堵劑的強度，并計算對應的施工排量；

(4)根據(jù)上述設計參數(shù)，對儲層同時應用分段多簇壓裂和脈沖式暫堵增壓技術。

在本發(fā)明中，所述步驟(1)中計算由主裂縫及相鄰裂縫導致的應力差值，包括以下步驟：

1)根據(jù)測井獲得的巖石泊松比、現(xiàn)場施工凈壓力以及儲層高度，據(jù)文獻(WarpinskiNR,BranaganPT.Altered-stressfracturing[J].Journalofpetroleumtechnology,1989,41(9):990-997)，通過下式計算主裂縫誘導產生的應力差值Δσ_誘導1：

式中：

p_net——現(xiàn)場施工凈壓力，MPa；

c——c＝h/2，h為儲層高度，m；

ν——泊松比，無量綱。

2)根據(jù)現(xiàn)場分段多簇壓裂設計的裂縫間距(即現(xiàn)場射孔間隔距離)，據(jù)文獻(WarpinskiNR,BranaganPT.Altered-stressfracturing[J].Journalofpetroleumtechnology,1989,41(9):990-997)，通過下式計算鄰近裂縫誘導產生的應力差值Δσ_誘導2：

式中：

s——裂縫間距，m。