[發明專利]一種頁巖體積壓裂的方法

有效

• 申請號: 201610511590.3
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN107558979B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 蔣廷學;王海濤;路保平;劉紅磊;賈長貴;李雙明;卞曉冰;蘇瑗;衛然
• 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: 劉華聯

一種頁巖體積壓裂的方法，本發明涉及頁巖體積壓裂技術領域。通過前置液階段采用較長時間的變排量施工，并配合多次關井停泵，盡最大限度減小地應力各向異性，以實現主裂縫延伸路徑的轉向以及不同尺度裂縫系統尤其是較小尺度微裂隙系統的充分延展。待多條裂縫出現后，再次起泵時泵注相對較高黏度的壓裂液，配合高排量注入，并適當加大低黏度滑溜水的比例及70?140目支撐劑的比例，以進一步擴展先前已形成的微裂隙系統并用小粒徑支撐劑盡可能實現對各種小尺度微裂隙系統的充填，后續按照設計的主加砂泵注程序完成泵注施工。

技術領域

本發明涉及頁巖體積壓裂技術領域。

背景技術

與常規的壓裂工藝不同，體積壓裂是在水力壓裂過程中，形成一條主裂縫或多條主裂縫的同時溝通天然裂縫，并使脆性巖石產生錯斷、剪切、滑移等破壞行為，形成天然裂縫與人工裂縫相互交錯的裂縫網絡，達到擴大改造體積、改善儲層滲流通道的目的。隨著頁巖氣等非常規油氣儲層體積壓裂技術的推廣應用，業界已形成了一個共識是如何在既有施工條件下，最大限度地提高水力壓裂裂縫復雜性程度及整體“有效”改造體積。

目前關于體積壓裂實施工藝則是通過對多簇射孔裂縫參數進行整體布局優化，這是提高裂縫改造體積的戰略性舉措，包括縫長、導流能力及縫(簇)間距優化等；在此基礎上，對每簇裂縫起裂與延伸進行控制，如變黏度壓裂液、多粒徑支撐劑組合加砂及不同黏度壓裂液交替注入工藝等，以最大限度地提高單縫的復雜性程度。上述兩個技術的結合，就構成了目前所謂的“有效”體積壓裂技術。

但由于頁巖體積裂縫的形成機制復雜及頁巖本身地質參數分布的隨機性特點，真正能形成所謂的體積裂縫的概率相對較少，如涪陵焦石壩被認為是最成功的頁巖氣開發示范區，但通過各種壓后診斷研究評估，真正形成的體積裂縫占比僅在30％左右，還有30-40％的裂縫仍為常規的單一裂縫，其余的30-40％是有一定復雜性程度的裂縫。總結起來，從體積壓裂工藝角度而言，仍存在以下問題：

1)排量提升速度快，大多在3-5min內就提到設計的最高排量。但高排量形成的裂縫面相對光滑，壓后裂縫易過早閉合失去導流能力。另外還容易形成單一裂縫，使眾多小裂隙或層理/紋理縫失去被溝通和延伸的機會。

2)支撐劑加入時機及方式難以把握。包括支撐劑濃度設計、不同粒徑支撐劑加入時間、注入模式等，一但設計不合理或施工操作不當，容易引起縫內脫砂和砂堵等情況。

3)目前頁巖壓裂普遍采取一次性注入完成，給裂縫形態及擴展特征的判斷帶來困難，使施工參數的實時調整具有隨意性和不確定性。另外，沒有充分利用裂縫的誘導應力場作用，使裂縫復雜性程度難以進一步提升。

發明內容