[發(fā)明專利]一種不同粒徑支撐劑在多尺度裂縫中分級支撐的壓裂方法

有效

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• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN113530513B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設計）人: 蔣廷學;仲冠宇;王海濤;李雙明;卞曉冰;衛(wèi)然;蘇瑗;肖博;左羅
• 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: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B33/13;E21B43/267;E21B43/27
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 馬營營

本發(fā)明公開了一種不同粒徑支撐劑在多尺度裂縫中分級支撐的壓裂方法，包括：1)射孔作業(yè)；2)酸預處理作業(yè)；3)注入壓裂液造主裂縫；4)注入封堵劑封堵主裂縫端部；5)注入壓裂液造分支縫；6)注入封堵劑封堵分支縫端部；7)注入壓裂液造微裂縫；8)注入攜帶小粒徑支撐劑的低黏度壓裂液；9)注入攜帶中粒徑支撐劑的中黏度壓裂液；10)重復步驟3～步驟9多次；11)注入攜帶大粒徑支撐劑的高黏度壓裂液；12)頂替作業(yè)；13)下入橋塞，重復步驟1～步驟11，直至所有段施工完成。本發(fā)明采用大尺度主裂縫及中尺度支裂縫依次暫堵，配合主裂縫、轉向分支縫、微裂縫依次暫堵的策略，促進了主裂縫，轉向分支縫以及微裂縫的充分延伸。

技術領域

本發(fā)明涉及一種頁巖氣藏增產技術，具體來說，涉及一種不同粒徑支撐劑在多尺度裂縫中分級支撐的壓裂方法。

背景技術

我國頁巖氣資源潛力十分巨大，可采資源量約為26×10¹²m³，與美國大致相當。僅四川盆地寒武系和志留系兩套頁巖，其資源量就相當于該盆地常規(guī)天然氣資源量的1.5～2.5倍。但是，頁巖氣儲層低孔低滲，需通過水力壓裂作業(yè)才可以獲得工業(yè)性氣流。因此，合理、有效的水力壓裂作業(yè)對我國頁巖氣的商業(yè)性開發(fā)意義重大。

目前，頁巖氣開發(fā)所采用的主體技術為混合壓裂思路，即采用低黏度壓裂液及高黏度壓裂液順序注入或交替注入，然后順序注入小粒徑支撐劑(一般70-140目或80-120目)、中粒徑支撐劑(一般40-70目)及大粒徑支撐劑(一般30-50目)。目標是通過高黏度壓裂液產生主裂縫，通過低黏度壓裂液產生轉向的分支縫及微裂縫，在此基礎上，小粒徑支撐劑、中粒徑支撐劑及大粒徑支撐劑依次在微裂縫、轉向分支縫及主裂縫中運移和鋪置。但是，在實際施工過程中很難實現不同粒徑支撐劑在多尺度裂縫中分級飽和充填。究其原因，這是由于分支縫及微裂縫因高延伸阻力而擴展困難，三種粒徑的支撐劑更容易運移及沉降在主裂縫中。在此條件下，多粒徑支撐劑在主裂縫中摻雜混合，嚴重影響了裂縫網絡的導流能力及頁巖氣藏儲層改造效率。鑒于此，亟需一種促使各種尺度裂縫充分發(fā)育，并且各種粒徑支撐劑在其中充分運移和高效鋪置的新壓裂方法，從而最大限度地減少主裂縫中不同粒徑支撐劑混雜分布的不利影響，最終提高裂縫網絡導流能力，進一步增大有效改造體積。

中國專利CN107481158A公開了一種計算頁巖氣有效儲層改造體積的方法，包括根據頁巖地層關鍵參數，計算壓裂主裂縫、分分支縫及與分分支縫連通的微裂縫三種裂縫的有效支撐體積；三種裂縫的各自保持率與對應的有效支撐體積分別相乘后并相加得到頁巖氣有效儲層改造體積。本發(fā)明設計合理、方法簡單、便于操作，能較準確的計算人工裂縫有效改造體積，能夠較為準確的確定頁巖儲層的實際壓后改造效果。但是，未涉及如何實現不同粒徑支撐劑在多尺度裂縫中分級支撐。

中國專利CN107545088A公開了一種常壓頁巖氣水平井體積壓裂方法，包括：可壓性評價步驟；裂縫參數優(yōu)化步驟；射孔參數優(yōu)化步驟；裂縫溝通優(yōu)化步驟；壓裂施工參數優(yōu)化步驟；支撐劑參數優(yōu)化步驟；壓后返排參數優(yōu)化步驟。本發(fā)明可以提高常壓頁巖氣藏的開發(fā)技術水平和經濟效益。但是該專利主要適用于常壓頁巖氣藏，未考慮不同粒徑支撐劑在多尺度裂縫中的分級充填，存在一定的技術局限性。

中國專利CN106567702A涉及一種提高深層頁巖氣裂縫復雜性指數的方法。該方法通過深層頁巖氣井壓裂設計時，對壓裂液選取及注入方式、支撐劑的選取、簇射孔數量等工藝方法的優(yōu)化設計和控制，使得人工主裂縫在延伸過程中盡可能多的開啟并溝通地層中的天然裂縫；使單條裂縫延伸的更長，擴展的更寬，最終達到最大限度的提高頁巖氣井壓裂裂縫復雜性的目的。該方法主要針對埋深大于3500m，人工主裂縫改造范圍內分布含有碳酸鹽礦物充填的天然裂縫，且壓裂主裂縫與天然裂縫之間存在一定夾角的深層頁巖氣藏。本發(fā)明方法設計合理、工藝簡單、便于操作、壓裂施工成功率高，能有效的增加深層頁巖氣分段壓裂裂縫體積，明顯提高壓裂施工效果，從而獲得更大的經濟效益。該發(fā)明提頁巖儲層可壓性的分析方法，但是并沒有涉及不同粒徑支撐劑在多尺度裂縫中的分級充填，同樣存在一定的技術局限性。

發(fā)明內容