[發明專利]一種注水井擴容儲層改造方法

有效

• 申請號: 202010021997.4
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111219176B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 任強
• 申請（專利權）人: 成都合信恒泰工程技術有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B43/20;G06F30/23
• 代理公司: 成都華復知識產權代理有限公司 51298
• 代理人: 龐啟成

1.一種注水井擴容儲層改造方法，其特征在于，包括如下步驟：

S100，開展地應力測試作業測取儲層的最小主應力和破裂壓力；

S200，采用低速和壓力控制的注水方式對儲層進行地應力預處理，改變井筒周圍儲層的原始地應力和含水飽和度，增大井周儲層孔隙壓力；

S300，通過水力震蕩的注水方式，擴容儲層滲透性差的區域，在井筒周圍儲層產生初步擴容區；

S400，通過階梯式大排量和壓力控制注水的方式，進一步擴展所述初步擴容區；

步驟S200～S400中的注入壓力均大于儲層最小主應力，且小于儲層破裂壓力。

2.根據權利要求1所述的注水井擴容儲層改造方法，其特征在于：步驟S100中，選擇同一區塊，地質條件相對穩定的區域，通過對地震數據、測井數據以及地質模型的研究，避開天然裂隙發育區、斷層發育區和區塊邊緣區域，通過小型水力壓裂方法測取該區域蓋層、儲層、底層巖石的最小主應力和破裂壓力。

3.根據權利要求1所述的注水井擴容儲層改造方法，其特征在于：步驟S200中低速范圍介于0.2m³/min～2.0m³/min；所述壓力控制是根據無線流量傳感器測得的瞬時注入排量和無線壓力傳感器測得的瞬時注入壓力，通過控制閥控制液體的注入壓力，使得所述注入壓力保持在地層最小主應力之上且小于儲層破裂壓力之下。

4.根據權利要求3所述的注水井擴容儲層改造方法，其特征在于：在步驟S200對儲層進行地應力預處理之前還采用有限元分析軟件開展數模敏感性分析，優化包括注入壓力、注入排量和注液量在內的工藝參數，具體包括：

S201，構建考慮了應力場、溫度場和滲流場的熱流固三相全耦合有限元模擬；

S202，根據儲層巖石的力學性質選擇合適的巖石強度模型、非線性彈性關系和模擬儲層巖石擴容用的彈塑性本構模型；

S203，根據儲層地質條件和完井結構參數在有限元分析軟件構建儲層單元及模擬的注水井，并施加邊界條件進行儲層擴容改造模擬；

S204，在有限元分析的結果基礎之上優化目標井擴容改造的工藝參數。

5.根據權利要求4所述的注水井擴容儲層改造方法，其特征在于：開展多次瞬態流體壓力測試，測試注水井井周的表皮因子和近井地帶的滲透性作為評價儲層地應力預處理成功的標準。

6.根據權利要求1所述的注水井擴容儲層改造方法，其特征在于：步驟S300中水力震蕩是指在地面利用管匯系統的分流和回流管線，在一定時間高排量注入液體，快速增加注液壓力，持續一定時間后停止注入，已注入的液體通過回流管線高排量回流至地面，降低儲層壓力；此過程重復進行，通過注入壓力的快速升降在注水井口產生壓力波并傳導進地層，調整吸水剖面的均勻性。

7.根據權利要求6所述的注水井擴容儲層改造方法，其特征在于：通過巖石力學有限元計算軟件計算地表震蕩對井底儲層的改造作用，從而確定水力震蕩的頻率和幅度；所述有限元軟件采用熱-流-固耦合的比奧方程并考慮井筒流體的伯努利方程，通過井筒流體的伯努利方程模擬水力震蕩過程中壓力波從井口到地層的傳播，保證井口的壓力波能傳到地層，通過巖石力學的熱-固-流耦合模擬孔隙介質巖石的擴容和裂縫過程，從而確定水力震蕩的頻率和幅度。

8.根據權利要求7所述的注水井擴容儲層改造方法，其特征在于：進行水力震蕩作業過程中，每隔一段時間進行一次壓降測試，根據壓降數據反演注水井井周儲層擴容區半徑和平均滲透率，若注水壓力達到最大設計壓力而注液量未達到設計值，則返回S200地應力預處理步驟，并根據巖石力學擴容施工實時分析軟件計算包括注入壓力、注入排量和注液量在內的地應力預處理作業施工參數。

9.根據權利要求1所述的注水井擴容儲層改造方法，其特征在于：步驟S400中采用階梯式大排量注水，具體是指逐步提高或降低注入排量并保持一段時間的注水過程。