[發(fā)明專(zhuān)利]增加頁(yè)巖氣井壓裂改造縫網(wǎng)密度的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610090196.7
• 申請(qǐng)日: 2016-02-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105626028B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 游利軍;康毅力;楊鵬飛;陳強(qiáng);李相臣;方朝合;陳一健;張曉怡;程秋洋;梁利喜;許成元
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21B43/27
• 分類(lèi)號(hào): E21B43/27
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

本發(fā)明涉及頁(yè)巖儲(chǔ)層增產(chǎn)改造領(lǐng)域，具體為增加頁(yè)巖氣井壓裂改造縫網(wǎng)密度的方法，根據(jù)目標(biāo)區(qū)塊頁(yè)巖儲(chǔ)層有機(jī)質(zhì)和礦物特征，選擇氧化劑；將氧化劑添加到壓裂液前置液中，隨壓裂液注入儲(chǔ)層內(nèi)部。該方法利用了氧化劑可氧化頁(yè)巖中的有機(jī)質(zhì)、黃鐵礦等反應(yīng)產(chǎn)生的熱量、氣體形成高溫高壓以及反應(yīng)產(chǎn)物中的有機(jī)酸可溶蝕碳酸鹽礦物的特點(diǎn)，充分利用壓裂作業(yè)能量與壓裂液的作用，不僅要形成主體裂縫網(wǎng)絡(luò)，即改造體積，而且要利用滯留壓裂液與頁(yè)巖的力學(xué)?化學(xué)作用進(jìn)一步切割或“泡碎”改造體積內(nèi)頁(yè)巖基塊，即改造效率或改造密度，進(jìn)一步提高改造體積內(nèi)氣體傳輸速率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及頁(yè)巖儲(chǔ)層增產(chǎn)改造領(lǐng)域，具體為增加頁(yè)巖氣井壓裂改造縫網(wǎng)密度的方法。

背景技術(shù)

全球頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量達(dá)到187萬(wàn)億立方米。其中，中國(guó)的頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量為36萬(wàn)億立方米，排名世界第一。頁(yè)巖氣儲(chǔ)層普遍具有特低孔、特低滲且存在吸附解吸等特點(diǎn)，頁(yè)巖氣有效開(kāi)發(fā)與提高采收率的關(guān)鍵是盡可能降低頁(yè)巖基塊尺寸，提高氣體傳輸能力，提高頁(yè)巖氣藏改造效率，而不僅僅是改造儲(chǔ)層體積。多級(jí)分段壓裂技術(shù)是實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣有效勘探開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。目前的常規(guī)多級(jí)分段壓裂技術(shù)雖然能夠大幅增加頁(yè)巖的縫網(wǎng)密度，但是依然存在返排率低、縫網(wǎng)密度不足等問(wèn)題，影響了頁(yè)巖氣井儲(chǔ)層改造的效果。改進(jìn)常規(guī)多級(jí)分段壓裂技術(shù)，在頁(yè)巖氣井壓裂過(guò)程中高效的形成裂縫網(wǎng)絡(luò)是頁(yè)巖氣經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)的前提和基礎(chǔ)。

目前改造理念——體積改造，主要在考慮儲(chǔ)層地應(yīng)力場(chǎng)、巖石力學(xué)參數(shù)及天然裂縫等因素基礎(chǔ)上，通過(guò)分段多簇射孔，高排量、大液量、低粘液體，以及轉(zhuǎn)向材料與技術(shù)等的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)溝通天然裂縫、層理，并將儲(chǔ)集體“打碎”，形成裂縫網(wǎng)絡(luò)。

在目前改造理念指導(dǎo)下進(jìn)行的壓裂主要有以下不足：

一是未考慮化學(xué)作用。由于目前的改造理念主要在考慮儲(chǔ)層地應(yīng)力場(chǎng)、巖石力學(xué)參數(shù)及天然裂縫等因素基礎(chǔ)上，通過(guò)分段多簇射孔，高排量、大液量、低粘液體，以及轉(zhuǎn)向材料與技術(shù)等的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)溝通天然裂縫層理，并將儲(chǔ)集體“打碎”，形成裂縫網(wǎng)絡(luò)，而忽略了壓裂液低返排、長(zhǎng)期滯留儲(chǔ)層可能產(chǎn)生的有利化學(xué)作用。

二是改造形成的縫網(wǎng)密度較低。目前使用的壓裂改造技術(shù)主要是形成主體裂縫，溝通天然裂縫層理，從而形成裂縫網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于改造體積內(nèi)的頁(yè)巖基塊，沒(méi)有進(jìn)行進(jìn)一步的切割破碎，使得縫網(wǎng)密度不足，制約了頁(yè)巖氣的高效開(kāi)發(fā)。

三是滯留壓裂液損害儲(chǔ)層，返排壓裂液污染環(huán)境。滯留壓裂液在微裂縫或裂縫附近基塊孔喉中形成高含水飽和度帶，影響氣體傳輸，損害氣藏供氣能力；返排液從地層深處采出且所含添加劑種類(lèi)繁多，使得返排液同其它工業(yè)廢水相比較而言，具有高含鹽、高色度、高COD值的特點(diǎn)，因此存在處理難、處理費(fèi)用高等問(wèn)題。

如果壓裂改造不能高效形成裂縫網(wǎng)絡(luò)，增加裂縫密度，會(huì)影響頁(yè)巖氣井產(chǎn)能和采收率，制約頁(yè)巖氣的勘探開(kāi)發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種增加頁(yè)巖氣井壓裂改造縫網(wǎng)密度的方法，為了解決現(xiàn)有壓裂方法在以頁(yè)巖氣井為對(duì)象時(shí)所存在的未考慮壓裂液積極作用、縫網(wǎng)密度不足和污染環(huán)境等不足。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

增加頁(yè)巖氣井壓裂改造縫網(wǎng)密度的方法，將氧化劑加入壓裂液，利用滯留壓裂液與頁(yè)巖的力學(xué)-化學(xué)作用，氧化頁(yè)巖中的有機(jī)質(zhì)、黃鐵礦，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量、氣體，增加頁(yè)巖氣井壓裂改造縫網(wǎng)密度；具體包括以下過(guò)程：

(1)測(cè)定目標(biāo)區(qū)塊頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型和含量，測(cè)定黃鐵礦、碳酸鹽礦物的含量；

(2)根據(jù)步驟(1)的測(cè)定結(jié)果，選擇氧化劑；

(3)根據(jù)步驟(1)的測(cè)定結(jié)果，配制重量百分比在3％-20％之間的含氧化劑壓裂液；

(4)通過(guò)壓裂施工將含氧化劑壓裂液注入儲(chǔ)層；

(5)燜井后返排壓裂液。