[發(fā)明專利]一種頁巖氣壓裂中段塞式加砂方法

有效

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• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN109267988B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設計）人: 蔣廷學;侯磊;劉紅磊;徐勝強;黃靜;賈文峰;陳晨;李雙明
• 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: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 周媛

本發(fā)明公開了一種頁巖氣壓裂中段塞式加砂方法。包括：(1)壓前儲層精細評價；(2)裂縫近井彎曲摩阻評價；(3)裂縫彎曲摩阻消除；(4)每個加砂段塞及不加砂段塞的體積、砂液比、黏度及排量等參數(shù)確定；(5)在步驟(4)的基礎上，細分小段交替注入。本發(fā)明思路新穎、方法系統(tǒng)、步驟清晰、切實可行，本發(fā)明優(yōu)化了初始加砂時機、加砂段塞液量、砂液比、液體黏度以及排量等施工參數(shù)，提高了加砂效率和施工安全性，降低了砂堵風險，從而提高了裂縫的支撐效率，優(yōu)化了改造體積，最大限度的提高了頁巖氣的壓后增產(chǎn)效果和經(jīng)濟開發(fā)效益。

技術領域

本發(fā)明涉及油氣開采領域，進一步地說，是涉及一種頁巖氣壓裂中段塞式加砂方法。

背景技術

目前，頁巖氣壓裂的通用模式是段塞式加砂程序設計，所謂段塞式加砂程序就是一段砂一段液的多次交替注入模式，或連續(xù)兩段以上砂一段液的多次交替注入模式。其中，含砂段的砂液比一般逐漸增加，當支撐劑粒徑變化時，起步砂液比可能比上一個粒徑的最終砂液比還低些，以保證施工的安全。設計中，段塞數(shù)量的確定，以及每個段塞的砂液比與段塞液量，包括配套的排量設計等，目前均憑經(jīng)驗，缺乏理論依據(jù)，一般根據(jù)總的施工液量及砂量等數(shù)據(jù)確定，段塞量一般根據(jù)垂直井筒與水平井筒的容積和確定，以判斷支撐劑進入地層后的壓力變化，便于采取相應的對策。上述技術模式在以往的頁巖氣壓裂實踐中，取得了一定的效果，如目前的涪陵焦石壩頁巖氣及長寧-威遠的頁巖氣壓裂中，都取得了重要的商業(yè)突破。但以往的段塞式加砂模式還存在一定的局限性，從技術角度而言，主要有：

(1)初始段塞的最佳注入時機難以把握。如果起步加砂的時機過早，易引發(fā)早期砂堵，現(xiàn)場經(jīng)常發(fā)生1％的砂液比加砂即發(fā)生砂堵的現(xiàn)象。但如過加砂時機過晚，則起步砂液比較低，造縫空間的支撐劑支撐效率降低，另外還可能造成支撐劑的分布不合理，使得要求高導流的裂縫區(qū)域，導流反而降低。

(2)初始段塞的砂液比難以控制。砂液比高了，可能引發(fā)早期砂堵，砂液比低了，后果與(1)中加砂時機晚相近。

(3)每個段塞的液量設計僅憑經(jīng)驗。尤其是加砂段塞液量，液量過大，易引起早期砂堵，體積過小，則達不到充分支撐裂縫的目的。同樣地，隔離液(不加砂段塞)液量過大，可能造成無支撐的裂縫面積過大而引起裂縫壁面的坍塌效應，影響最終的裂縫導流能力。反之，隔離液液量不足，則易引起砂堵。

(4)以往段塞液量的設計一般近似相等，也存在不合理之處。隨著裂縫的起裂和擴展的進行，單位時間內裂縫新延伸的面積是逐漸減少的，這是由于排量恒定，單位時間內注入液量相同，而發(fā)生濾失的裂縫面積越來越大造成的。

(5)每個段塞的液體黏度及注入排量設計不合理。一般前期是低黏度的滑溜水體系，中后期是高黏度的膠液體系，所有段塞中液體的黏度只有低黏和高黏兩種，注入排量一般采取設計的最高排量。實際上，由于加入支撐劑的混砂漿流變性發(fā)生了很大的變化，砂液比越高，混砂漿的黏度越高，因此，隨砂液比的不同，各段塞的黏度應有所調整。

鑒此，有必要對以往的段塞式加砂技術進行優(yōu)化，以取得最佳的裂縫支撐體積和壓后效果。

發(fā)明內容

為解決現(xiàn)有技術中出現(xiàn)的問題，本發(fā)明提供了一種頁巖氣壓裂中段塞式加砂方法。通過初始加砂段塞時機、加砂段塞的體積、砂液比以及黏度、排量等參數(shù)的優(yōu)化，提高頁巖氣壓裂過程中的加砂效率，降低砂堵風險，從而實現(xiàn)最佳的裂縫支撐體積和壓后增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)效果。

本發(fā)明的目的是提供一種頁巖氣壓裂中段塞式加砂方法。

包括：

(1)壓前儲層精細評價

(2)裂縫近井彎曲摩阻評價

(3)裂縫彎曲摩阻消除

當裂縫彎曲摩阻大于5MPa時，裂縫長度大于20m后再進行加砂段塞打磨，采用1-2％砂液比起步，加砂段塞量選取10-15m³；