[發(fā)明專利]一種淺層砂巖油氣藏壓裂方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710089948.2
• 申請(qǐng)日: 2017-02-20
• 公開（公告）號(hào): CN108457637B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣廷學(xué);吳春方;劉建坤;周林波;吳峙穎;賈文峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): E21B43/267
• 分類號(hào): E21B43/267
• 代理公司: 北京知舟專利事務(wù)所(普通合伙) 11550
• 代理人: 周媛

本申請(qǐng)公開了一種淺層砂巖油氣藏壓裂方法。包括：1)判斷裂縫形態(tài)；2)裂縫參數(shù)優(yōu)化；3)射孔參數(shù)優(yōu)化；4)施工參數(shù)優(yōu)化；5)壓后返排控制。本發(fā)明所提出的用于淺層致密砂巖油氣藏壓裂的方法，對(duì)于水平縫和T型縫裂縫參數(shù)優(yōu)化、射孔參數(shù)優(yōu)化和施工參數(shù)優(yōu)化提供了指導(dǎo)性方案，按此方法進(jìn)行壓裂施工，在提高裂縫導(dǎo)流能力的同時(shí)能夠降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及淺層砂巖油氣藏壓裂改造技術(shù)領(lǐng)域，進(jìn)一步地說(shuō)，是涉及一種淺層砂巖油氣藏壓裂方法。

背景技術(shù)

因儲(chǔ)層深度、地應(yīng)力狀態(tài)和構(gòu)造應(yīng)力等影響，在淺層砂巖油氣藏壓裂過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)形成水平縫或T型縫(既有水平縫又有垂直縫)。對(duì)垂直縫而言，因水平方向的滲透率相對(duì)較高，目的層內(nèi)有效砂層厚度內(nèi)的所有油氣會(huì)先從水平方向流入裂縫，再由裂縫流向井底，增產(chǎn)效果相對(duì)較好。而對(duì)水平縫或T型縫而言，因垂向滲透率往往遠(yuǎn)低于水平滲透率，因此，在壓裂目的層有效砂巖厚度范圍內(nèi)，僅有靠近裂縫面的部分砂巖厚度有滲流作用，這樣就使得淺層壓裂時(shí)形成的水平縫增產(chǎn)效果大打折扣。如壓裂方案設(shè)計(jì)及施工時(shí)仍按常規(guī)的垂直縫思路進(jìn)行就會(huì)帶來(lái)施工上的風(fēng)險(xiǎn)及效果上的差強(qiáng)人意。淺層砂巖壓裂設(shè)計(jì)時(shí)常存在以下問(wèn)題：

(1)壓裂設(shè)計(jì)裂縫參數(shù)優(yōu)化時(shí)往往按照常規(guī)垂直縫思路，使得水平縫的縫長(zhǎng)及導(dǎo)流能力優(yōu)化與儲(chǔ)層匹配性差，且忽略水平縫存在著垂向上多縫的干擾問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。

此外，對(duì)T型縫而言，如何優(yōu)化縫長(zhǎng)及導(dǎo)流能力還是一個(gè)全新的挑戰(zhàn)，以往的研究基本是一片空白。

(2)壓裂設(shè)計(jì)射孔參數(shù)優(yōu)化時(shí)仍按垂直縫的思路，如目的層全射開或在顯示好的層段集中射孔3-5m。但水平縫與垂直縫不同，其每個(gè)射孔孔眼處裂縫都可能獨(dú)立起裂和延伸，且在延伸過(guò)程中難以像垂直縫那樣整合為一條大的裂縫，致使在砂巖垂向上會(huì)出現(xiàn)多個(gè)水平縫平行延伸的情況，這樣就使得每個(gè)水平縫的造縫寬度比單一的垂直裂縫寬度大為降低，造成施工加砂困難或引發(fā)早期砂堵。即便在水平縫延伸的過(guò)程中，因非均質(zhì)性和誘導(dǎo)應(yīng)力作用，有的水平縫延伸較快，在一定程度上可延緩其它水平縫的繼續(xù)擴(kuò)展，使得延伸好的水平縫寬度增加，但即便只有一個(gè)水平縫延伸，因上覆巖層壓力一般大于最小水平主應(yīng)力，其造縫寬度也是小于垂直縫的，依然面臨著加砂困難和砂堵的風(fēng)險(xiǎn)。

(3)淺層砂巖壓裂過(guò)程中，有時(shí)因最小水平應(yīng)力梯度介于上覆巖層壓力梯度和最大水平地應(yīng)力梯度之間，會(huì)形成T型縫。而且T型縫的水平部分一般出現(xiàn)在垂直縫的頂部和/或底部，由于垂直縫與水平縫夾角造成的流動(dòng)方向轉(zhuǎn)變，支撐劑很難在水平縫中運(yùn)移和鋪置。此外，因水平縫吸收一定量的液體，垂直縫中的裂縫寬度就會(huì)相對(duì)較低，也在一定程度上影響壓裂施工安全或出現(xiàn)砂堵。

(4)淺層壓裂所形成的水平縫或T型縫內(nèi)的支撐劑運(yùn)移和鋪置規(guī)律與垂直縫不同，垂直方向形成的縫寬較窄使得支撐劑的沉降距離最大只有造縫寬度那么小，如注入?yún)?shù)不合理，易發(fā)生支撐劑過(guò)流斷面的快速降低而發(fā)生早期砂堵的現(xiàn)象。

鑒此，有必要提出一種新的針對(duì)淺層壓裂的水平縫/T型縫的壓裂方法，避免壓裂施工過(guò)程中加砂困難或出現(xiàn)砂堵。

文獻(xiàn)《水平裂縫參數(shù)優(yōu)化技術(shù)研究》(斷塊油氣田，1998)中假設(shè)壓裂所形成的裂縫為水平縫，并采用數(shù)值模擬方法建立了水平縫油藏參數(shù)優(yōu)化模型，在此基礎(chǔ)上研究了水平裂縫有效半徑及裂縫導(dǎo)流能力對(duì)油井產(chǎn)量、油井含水及采出程度的影響，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行水平縫裂縫參數(shù)優(yōu)化。但該文獻(xiàn)僅僅考慮的單一水平縫的裂縫參數(shù)優(yōu)化情況，沒(méi)有考慮縱向上形成多裂縫的影響，且對(duì)于淺層壓裂可能形成的T型縫裂縫參數(shù)優(yōu)化、射孔參數(shù)優(yōu)化、施工參數(shù)優(yōu)化和支撐劑類型等沒(méi)有提及。

文獻(xiàn)《新場(chǎng)氣田蓬萊鎮(zhèn)組氣藏水平裂縫壓裂設(shè)計(jì)研究》(天然氣工業(yè)，1999)中推導(dǎo)和建立了注入三段冪律流體壓裂液時(shí)水平裂縫延伸的數(shù)學(xué)模型，并在Lowe等人支撐運(yùn)移分布模型的基礎(chǔ)上，研制了水平裂縫壓裂設(shè)計(jì)軟件。通過(guò)實(shí)例計(jì)算了影響水平裂縫壓裂效果的可控因素進(jìn)行了分析，包括導(dǎo)流能力、支撐縫長(zhǎng)、施工排量、砂液比和壓裂液稠度系數(shù)等對(duì)壓裂效果的影響。但該文獻(xiàn)對(duì)壓裂施工工藝、射孔參數(shù)和支撐劑類型等沒(méi)有考慮。