[發明專利]深層頁巖氣的壓裂增產方法

有效

• 申請號: 201811443027.2
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109488274B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 曲海;劉營;張碩;魏秦文;林魂;吳康軍
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B43/30
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產權代理事務所(普通合伙) 50223
• 代理人: 王玉芝

本發明提供一種深層頁巖氣的壓裂增產方法，將深層頁巖氣開采區劃分為至少三個壓裂單元，每個壓裂單元中均包括五口直井和兩口水平井，該深層頁巖氣的壓裂增產方法包括S1：對位于兩邊的兩個壓裂單元進行壓裂；其中，S11：對五口直井進行水力壓裂作業，產生與水平最大主應力方向相同的形態單一的裂縫；S12：對兩口水平井進行交錯順序的泵送橋塞壓裂作業，以在儲層內產生網絡裂縫，泵送橋塞壓裂作業所采用的壓裂液為攜帶支撐劑的液氮；S2：對中間的壓裂單元的兩口水平井和位于兩口水平井之間的直井進行壓裂，產生網絡裂縫。本發明能夠產生人工裂縫與分支裂縫相互交織的復雜網絡裂縫，增加改造儲層體積和滲流面積，達到提高頁巖氣儲層采收率的目的。

技術領域

本發明涉及頁巖氣開采技術領域，特別涉及到一種深層頁巖氣水平井多級壓裂方法，在地層中產生人工裂縫與分支裂縫相互交織的復雜網絡裂縫，增加改造儲層體積和滲流面積，實現提高頁巖氣儲層采收率的目的。

背景技術

非常規頁巖氣資源的勘探開發已成為當今研究熱點，與之配套的水平井及多級壓裂技術的不斷突破促使美國、加拿大等國成功實現規模化商業性開發，極大推動了全球油氣資源格局、開采方式、技術創新等的改變。我國在四川、重慶及陜西等多地建立了頁巖氣工業化生產示范區，成為第三個商業開采的國家。隨著涪陵、長寧、威遠等頁巖氣勘探開發的突破和商業性開發程度的加深，目前的頁巖氣開發對象逐步向深層進軍，所謂深層一般指垂深超過3500m的頁巖氣儲層。據推算，深層頁巖氣資源量巨大，以大焦石壩、丁山、南川等區域為例，其深層頁巖氣資源量高達4612×10⁸m³，勘探開發前景十分廣闊。

但隨著深度的增加，頁巖氣的地質特征及其對壓裂的影響也發生了較大變化，主要表現在：

1、三向應力增加，兩向水平應力差增加。隨著儲層埋深增加，上覆應力極大增加，導致水平兩向應力也相應提高，由此帶來裂縫轉向及層理縫的橫向擴展難度都相應增加，導致形成形態簡單的單一裂縫，難以像淺層頁巖中形成網絡裂縫。

2、巖石塑性特征增強。由于溫度及圍壓的增加，巖石脆性特征逐漸減弱形成網絡裂縫難度提高，并且裂縫起裂與延伸的難度逐漸增加。

3、地面施工壓力增加。深度增加導致管串摩阻和裂縫起裂及延伸壓力增加導致水力壓裂施工壓力大幅增加，難以提高施工排量和砂濃度。

4、裂縫導流能力遞減快。由于閉合壓力增加，支撐劑的嵌入及壓碎的概率都大幅增加，導流能力的快速遞減，使裂縫長度及改造體積等都會相應降低。因此，以往中淺層頁巖氣水平井體積壓裂技術模式及工藝方法已基本不適用于深層頁巖氣藏。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的是提供一種深層頁巖氣的壓裂增產方法，以解決在干熱巖中產生大范圍的人工裂縫困難的問題。

本發明提供的深層頁巖氣的壓裂增產方法，將深層頁巖氣開采區劃分為至少三個壓裂單元，每個壓裂單元中均包括五口直井和兩口水平井，四口直井圍成矩形，其中的兩口直井沿水平最大主應力方向布置，另外兩口直井也沿水平最大主應力方向布置，剩下的一口直井身處矩形的中心，兩口水平井位于身處矩形中心的直井的兩側，兩口水平井的井口與各自最近的直井的井口相對，兩口水平井的水平段與水平最大主應力方向垂直，相鄰的兩個壓裂單元共用兩口直井，在壓裂單元為三個時，該深層頁巖氣的壓裂增產方法包括：

步驟S1：鉆探第一壓裂單元的五口直井和兩口水平井；其中，對第一壓裂單元進行壓裂的過程包括：

步驟S11：對第一壓裂單元中的五口直井進行水力壓裂作業，產生與水平最大主應力方向相同的形態單一的裂縫；

步驟S12：對第一壓裂單元中的兩口水平井進行交錯順序的泵送橋塞壓裂作業，以在儲層內產生網絡裂縫，泵送橋塞壓裂作業所采用的壓裂液為攜帶支撐劑的液氮；