[發明專利]一種體積壓裂改造方法

有效

• 申請號: 201410307279.8
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN105275446B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 王海濤;蔣廷學;賈長貴;卞曉冰;李奎為;衛然;李雙明;蘇瑗
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司11372
• 代理人: 吳大建,劉華聯

技術領域

本發明涉及油氣勘探技術領域，尤其涉及一種能夠增強脆性頁巖氣儲層壓裂實施效果的體積壓裂改造方法。

背景技術

頁巖氣儲層具有孔隙度、滲透率超低，氣體賦存狀態多樣等特點，一般需要經過水力壓裂儲層改造措施后才能獲得經濟有效的開發。目前，體積壓裂是頁巖氣儲層改造常用的一種工藝方法。通過該方法可以對儲層在長、寬、高三維方向上進行全面改造，增大儲層的滲流面積和導流能力。具體地，在水力壓裂實施過程中通過改變射孔方式、壓裂規模、壓裂材料和注入方式等方法來增加壓裂裂縫的復雜性，在形成一條或者多條主裂縫的同時，盡可能讓主裂縫溝通更多的天然裂縫或巖石層理以及次生裂縫，從而實現人工裂縫與天然裂縫相互交錯的裂縫網絡，進而達到增加頁巖氣層改造體積的效果。

在實際應用時，體積壓裂改造通常會涉及以下工藝方法：提高排量施工、增加壓裂規模、滑溜水與線性膠混合壓裂、強制閉合+快速返排+多次加砂工藝、使用低黏度壓裂液和小粒徑支撐劑等。然而實際監測資料表明，上述工藝方法在實際應用中會受到頁巖氣儲層巖性、物性、巖石力學條件的限制，實際壓開裂縫不能呈現預期的網絡裂縫特征。特別是對于脆性強、天然裂縫發育、水平兩向地應力差異小的頁巖地層而言，即使形成了復雜裂縫，也僅局限于近井筒周圍，壓裂液造縫效率偏低，不能有效地達到增加頁巖氣藏改造體積的目的。此外，在滑溜水攜砂壓裂過程中會因為多縫濾失而引起主裂縫縫寬窄、壓裂液造縫效果差、主裂縫導流能力低，以及施工過程中加砂困難等諸多難題。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種體積壓裂改造方法，通過優化施工泵注過程，在地層中形成有效的體積裂縫，達到期望的水力壓裂效果。

一種體積壓裂改造方法，包括以下步驟：

初始起裂步驟，注入低粘壓裂液體，使得近井地層的微裂縫被濾失的低粘壓裂液體飽和，再注入包含小粒徑支撐劑的混砂壓裂液，用于封堵微裂縫和打磨降低彎曲摩阻，以減少近井筒效應；

壓裂擴縫步驟，交替地注入高粘壓裂液體和低粘壓裂液體，使產生的主裂縫從近井地層向中遠井地層不斷擴展和延伸，與遠場天然裂縫及弱面層理縫連通并達到預期的長度，其間還注入包含中等粒徑支撐劑的混砂壓裂液以支撐主裂縫；

縫口支撐步驟，注入包含大粒徑支撐劑的混砂壓裂液以完成縫口支撐。

根據本發明的實施例，上述初始起裂步驟之前還包括預處理步驟，所述縫口支撐步驟之后還包括燜井返排步驟：

預處理步驟，注入酸液以清理井筒并降低孔眼摩阻和近井地層的破裂壓力；

燜井返排步驟，燜井一段時間，待裂縫網絡得以有效填充和支撐后進行控制返排。

根據本發明的實施例，上述高粘壓裂液體與低粘壓裂液體的粘度相差若干倍，以產生粘性指進效應。

根據本發明的實施例，上述初始起裂步驟進一步包括以下小步驟：

以較低的排量注入低粘壓裂液體；

以較高的排量反復交替地注入包含小粒徑支撐劑的混砂壓裂液和凈液體，使該混砂壓裂液的砂比階梯式地上升。

根據本發明的實施例，上述壓裂擴縫步驟進一步包括以下小步驟：

當主裂縫的延伸距離達到第一指定長度時，以較高的排量注入高粘壓裂液體；

當主裂縫的延伸距離達到第二指定長度時，停止注入高粘壓裂液體，改用較低的排量注入低粘壓裂液體，其間當施工壓力下降平穩后，再以較高的排量注入包含小粒徑支撐劑的混砂壓裂液，然后注入隔離液；

當主裂縫的延伸距離達到第三指定長度時，改用較高的排量注入高粘壓裂液體，其間當施工壓力下降平穩后，再以較高的排量反復交替地注入包含中等粒徑支撐劑的混砂壓裂液和凈液體，使該混砂壓裂液的砂比階梯式地上升。

根據本發明的實施例，上述縫口返排步驟進一步包括以下小步驟：

當主裂縫的延伸距離接近主裂縫期望長度時，改用更高的排量注入低粘壓裂液體，然后注入包含大粒徑支撐劑的混合壓裂液以完成縫口支撐；

待達到期望的加砂濃度后，注入頂替液以頂替包含大粒徑支撐劑的混合壓裂液。

優選地，上述低粘壓裂液體為滑溜水；所述高粘壓裂液體為凍膠；所述混砂壓裂液是相應施工步驟中由滑溜水或凍膠與相應粒徑的支撐劑混合而成；所述凈液體和頂替液為滑溜水或凍膠；所述隔離液為滑溜水。

根據本發明的實施例，上述初始起裂步驟中，以較高的排量反復交替地注入包含小粒徑支撐劑的混砂壓裂液和凈液體，使該混砂壓裂液的砂比可以由2％以1％的增幅階梯式地上升到4％～5％；