[發(fā)明專利]一種常壓頁巖氣藏儲層的壓裂方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710345752.5
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN108952668B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣廷學(xué);肖博;路保平;卞曉冰;王海濤;劉紅磊;侯磊
• 申請（專利權(quán)）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(shù)研究院
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267
• 代理公司: 北京聿華聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11611
• 代理人: 劉烽

本發(fā)明提供了一種常壓頁巖氣藏儲層的壓裂方法，包括以下步驟：步驟一、獲取儲層評價(jià)參數(shù)；步驟二、確定壓裂施工參數(shù)，其中包括確定壓裂液黏度、排量、用量以及支撐劑粒徑和用量；步驟三、壓裂施工；其中，步驟三中采用螺旋段塞式混合粒徑加砂方式對儲層進(jìn)行逐段壓裂施工。本發(fā)明提供的壓裂方法可有效提高常壓頁巖氣藏裂縫的復(fù)雜性指數(shù)，進(jìn)而提高常壓頁巖儲層的壓裂改造效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種常壓頁巖氣藏儲層的壓裂方法，屬于石油開采領(lǐng)域。

背景技術(shù)

常壓頁巖氣藏是指地層壓力系數(shù)小于1.1的頁巖氣藏，在我國該類氣藏資源量巨大。由于地層壓力系數(shù)較低，加之固有的一些特性，高壓頁巖地層壓裂施工技術(shù)并不適合套用于常壓頁巖氣藏壓裂施工中。例如，常壓頁巖氣藏中不同尺度的微裂隙及層理/紋理縫普遍較窄，在壓裂施工過程中如果套用高壓頁巖地層壓裂施工技術(shù)模式及工藝參數(shù)，大量的小尺度裂隙系統(tǒng)得不到有效充填和支撐，導(dǎo)致裂縫的復(fù)雜程度及壓后穩(wěn)產(chǎn)效果變差。與高壓頁巖儲層相比，常壓頁巖儲層壓裂施工過程液體濾失量增加，使得壓裂主裂縫凈壓力難以建立及維持。凈壓力降低導(dǎo)致張開的小尺度分支縫及微裂隙的比例降低，主裂縫難以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。同時(shí)，由于常壓頁巖儲層的儲層-隔層應(yīng)力差比高壓頁巖氣藏大，會導(dǎo)致裂縫縫高延伸程度更低。因此，在同樣的壓裂施工參數(shù)(支撐劑量、液量、排量等)條件下，常壓頁巖氣藏的裂縫復(fù)雜性及改造體積要低于高壓頁巖氣藏。此外，高壓頁巖儲層提升主裂縫凈壓力工藝措施對常壓頁巖儲層不適用，特別是在脆性指數(shù)相對較高的地層，采用大排量、大液量等常規(guī)措施，不能有效提升凈壓力。由于脆性地層的巖石斷裂韌性較小，提高注入液量和排量，會導(dǎo)致裂縫在縫長方向快速增加，此時(shí)凈壓力可能會不升反降。

到目前為止，我國在常壓頁巖氣藏開發(fā)上一直沒有獲得真正意義上的突破，產(chǎn)量一直維持在在1-3萬方/天左右，且穩(wěn)產(chǎn)能力較弱，而鉆井及開發(fā)成本居高不下，嚴(yán)重制約了常壓頁巖氣藏的商業(yè)性開發(fā)進(jìn)程。

因此，有必要針對常壓頁巖氣藏提出一種新的壓裂方法，以提高常壓頁巖儲層的開發(fā)和改造效果。

發(fā)明內(nèi)容

針對常壓頁巖氣藏的開發(fā)現(xiàn)狀和存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種常壓頁巖氣藏壓裂方法，以有效提高裂縫復(fù)雜性指數(shù)，進(jìn)而提高常壓頁巖儲層的開發(fā)和改造效果。

根據(jù)本發(fā)明提供的常壓頁巖氣藏儲層的壓裂方法，包括以下步驟：

步驟一、獲取儲層評價(jià)參數(shù)；

步驟二、確定壓裂施工參數(shù)，其中包括確定壓裂液黏度、排量、用量以及支撐劑粒徑和用量；

步驟三、壓裂施工；

其中，步驟三中采用螺旋段塞式混合粒徑加砂方式對儲層進(jìn)行逐段壓裂施工。

所述螺旋段塞式混合粒徑加砂方式是指采用混合粒徑的支撐劑，將段塞式加砂方式和螺旋式加砂方式結(jié)合進(jìn)行加砂施工。段塞式加砂是目前頁巖氣藏壓裂常用的加砂模式；而螺旋式加砂是指采用連續(xù)的加砂模式，升高砂液比一定幅度后又自動降低砂液比，降低到一定程度后再次提高砂液比。本發(fā)明采用螺旋段塞式混合粒徑加砂方式，將螺旋加砂與段塞式加砂結(jié)合起來發(fā)揮其各自優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)非均勻加砂，提高裂縫導(dǎo)流能力，并用來探索臨界砂液比(超過該臨界砂液比后壓力快速上升，可能引發(fā)砂堵)，以便對壓裂施工的安全性進(jìn)行監(jiān)控。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方案中，在步驟三中，每一級段塞的砂液比由初始砂液比逐漸升高至最高砂液比后，逐漸降低至最低砂液比，然后又逐漸升高至最高砂液比，依次類推，直至完成一級段塞的壓裂注入；其中，所述最高砂液比是初始砂液比的3-5倍，所述最低砂液比是初始砂液比的1-2倍。其中，初始砂液比是指各個(gè)段塞注入的起始砂液比，可由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)具體情況通過例如模擬來確定。在此具體實(shí)施方案中，既保證壓裂施工的安全性，又實(shí)現(xiàn)了非均勻加砂，能顯著提高裂縫導(dǎo)流能力。