[發(fā)明專利]一種提升頁巖縫網(wǎng)復雜度的重復壓裂工藝設計方法

有效

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• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107587867B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設計）人: 趙金洲;任嵐;唐登濟;吳雷澤
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B33/13
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于非常規(guī)油氣增產改造技術領域，具體而言，涉及一種提升頁巖縫網(wǎng)復雜度的重復壓裂工藝設計方法，本方法包括：根據(jù)各個井段的基礎數(shù)據(jù)，依據(jù)含氣性數(shù)據(jù)與初次壓裂增產改造體積比數(shù)據(jù)對重復壓裂井段進行選擇；對于候選井段，建立離散裂縫的應力平衡方程，計算裂縫單元的正應力，得到已壓裂頁巖地層新裂縫轉向壓力；根據(jù)裂縫高度、顆粒沉降速率、裂縫寬度、暫堵劑顆粒密度、初次壓裂縫網(wǎng)條數(shù)，確定暫堵劑強度及用量；對重復壓裂裂縫轉向延伸的施工排量進行計算設計。本發(fā)明提出的重復壓裂工藝設計方法涵蓋了頁巖重復壓裂設計的基本流程，可以方便、快捷、有效的實現(xiàn)對頁巖重復壓裂的工藝設計，為重復壓裂工藝礦場實施提供技術設計方法。

技術領域

本發(fā)明涉及一種提升頁巖縫網(wǎng)復雜度的重復壓裂工藝設計方法，屬于非常規(guī)油氣增產改造技術領域。

背景技術

頁巖氣分布廣泛，具有巨大的開發(fā)潛力。2013年美國能源信息署對全球非常規(guī)油氣資源進行統(tǒng)計結果顯示，全球頁巖氣技術可采儲量約為207.0×10¹²m³。其中，中國待發(fā)現(xiàn)的頁巖氣技術可采資源量約為31.6×10¹²m³。然而，由于頁巖儲層具有低孔、極低滲透率以及非均質性強等特性，與常規(guī)油氣資源相比，開采難度大。體積壓裂是實現(xiàn)工業(yè)化開采的有效技術手段，特別是在北美和中國四川盆地等頁巖氣開發(fā)中得到廣泛應用。近年來的頁巖氣開發(fā)實踐表明，頁巖氣井生產過程中儲層壓力會持續(xù)衰減，儲層裂縫系統(tǒng)受到的有效閉合應力增加，導致其導流能力不斷降低，頁巖氣井的產量隨之急劇下降，引起低產低效。此外，礦場生產測井表明，頁巖水平井初次壓裂后僅約30％的壓裂段為有效產氣段，大量的壓裂段由于未得到充分改造而無法形成產量貢獻，初次壓裂增產改造不足也是引起頁巖氣單井產量偏低的重要工程因素。

對初次增產改造后產量偏低或產量下降過快、但具有經(jīng)濟改造潛力的頁巖氣井開展重復壓裂，形成更加復雜的裂縫網(wǎng)絡和更大的改造體積，激活儲層的未改造區(qū)，擴大體積縫網(wǎng)控制區(qū)域，能夠有效提高頁巖儲層的單井產量和最終采收率。為此，對頁巖水平井實施重復壓裂工藝提出新的挑戰(zhàn)，通過提升初次壓裂改造的縫網(wǎng)復雜度，才能實現(xiàn)對儲層的有效充分改造，保障重復壓裂改造效果，急需建立一種提升頁巖縫網(wǎng)復雜度的重復壓裂工藝設計方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種提升頁巖縫網(wǎng)復雜度的重復壓裂工藝設計方法，其目的在于，解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種提升頁巖縫網(wǎng)復雜度的重復壓裂工藝設計方法，該方法包括以下步驟：

(a)根據(jù)各個井段的基礎數(shù)據(jù)，計算井段含氣性數(shù)據(jù)、初次壓裂增產改造體積比數(shù)據(jù)，依據(jù)含氣性數(shù)據(jù)與初次壓裂增產改造體積比數(shù)據(jù)對重復壓裂井段進行選擇；

(b)對于候選井段，建立離散裂縫的應力平衡方程，計算裂縫單元的正應力，得到已壓裂頁巖地層新裂縫轉向壓力；

(c)根據(jù)裂縫高度、顆粒沉降速率、裂縫寬度、暫堵劑顆粒密度、初次壓裂縫網(wǎng)條數(shù)，確定暫堵劑強度及用量；

(d)對重復壓裂裂縫轉向延伸的施工排量進行計算設計。

所述步驟(a)中含氣性為剩余豐度占初始豐度比，所述重復壓裂井段選擇，采用以下原則進行：

利用含氣性數(shù)據(jù)，對重復壓裂井段進行一次候選：剩余豐度占比初始豐度大于60％為候選井；剩余豐度占比初始豐度小于60％為風險候選井；

利用初次壓裂增產改造體積比對一次候選井段進行二次候選：改造體積比小于50％為候選井段；改造體積比大于50％為風險候選井段；

對于含氣性數(shù)據(jù)的確定：首先確定重復壓裂井控區(qū)域的剩余頁巖氣量Q為：