[發明專利]一種利用溫敏型泡沫壓裂液進行重復壓裂的方法及應用

在審

• 申請號: 202010594779.X
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN113847005A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 蔣廷學;肖博;魏娟明;賈文峰;王海濤;卞曉冰;李雙明;衛然;蘇瑗;左羅;仲冠宇
• 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;E21B43/267
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 馬營營

本發明公開了一種利用溫敏型泡沫壓裂液進行重復壓裂的方法及應用，包括：采用常規泡沫壓裂液造縫施工，然后采用溫敏型泡沫壓裂液/溫敏型壓裂液與滑溜水壓裂液以交替模式注入。其中，采用常規低黏度滑溜水壓裂液與溫敏型泡沫壓裂液/溫敏型壓裂液交替注入模式，一方面可避免不同尺度裂縫轉向效應的過早發生，同時充分利用溫敏性壓裂液的暫堵作用，確保產生轉向新裂縫后，由低黏度的滑溜水壓裂液繼續溝通與延伸小微尺度的裂縫系統。本發明設計合理、方法明晰、簡便高效、可一次性獲得重復壓裂施工參數及工藝流程設計。優化結果可有效指導重復壓裂施工、極大增加改造體積、明顯改善施工效果，從而獲得最大的經濟效益。

技術領域

本發明屬于石油開采領域，尤其涉及油氣井重復壓裂的新技術，特別地，涉及一種利用溫敏型泡沫壓裂液進行重復壓裂的方法。

背景技術

目前，重復壓裂技術無論在直井還是水平井，無論是頁巖還是砂巖，都面臨著迫切的技術需求。尤其是國外，將重復壓裂技術作為降本增效的主體技術。換言之，通過重復壓裂擴大第一次裂縫波及區域(通過延伸原有的老裂縫或產生新的主裂縫或新的支裂縫來實現)，可以達到少鉆井而同時提高產量的目標。而且，重復壓裂不僅局限于二次同井同層壓裂，也可以是三次及以上的重復壓裂。

以往的重復壓裂技術，僅簡單地增加壓裂液及支撐劑的規模，特別是水平井的重復壓裂，如采用單封雙卡壓裂管柱，施工排量較第一次壓裂還有相當幅度的降低。而由于第一次壓裂后長期生產造成的地層壓力虧空效應，給重復壓裂造成如下不利影響：1)地層綜合濾失系數大幅度增加，導致重復壓裂的造縫效率低，甚至在排量降低的情況下造縫不充分或無法形成有效的裂縫；2)地應力差異系數進一步降低，主裂縫延伸過程中可能出現一次或多次轉向，導致主裂縫長度可能難以達到預期目標，甚至因主裂縫的多次轉向而產生早期的砂堵現象。原因在于，地層壓力在最大水平主應力方向降低得多，在最小水平主應力方向降低得少，導致兩個水平主應力的差異性降低。

此外，第一次壓裂裂縫的存在，也產生誘導的地應力，且在最小水平主應力方向增加的多，在最大水平主應力方向增加得少。即使第一次壓裂的裂縫部分閉合或完全閉合，因各種儲層都存在一定的塑性特征，致使誘導應力難以完全消失，即存在所謂的殘余應力。雖然與長期生產不同，第一次壓裂裂縫同樣導致兩向水平主應力降低效應。二者的疊加，導致重復壓裂時的地應力趨于各向同性特征。但在縫高的控制上卻趨于有利。由于儲層的地應力隨生產進行逐漸降低，而隔層應力沒有變化，或變化極小，因此，與第一次壓裂相比，縱向應力差有一定幅度的降低，這對縫高控制是極其有利的。因此，需要研究提出一種新的重復壓裂技術，以解決上述局限性。

中國專利CN106845043A公開了一種頁巖氣水平井重復壓裂工藝流程及設計方法，其包括重復壓裂選區定井、重復壓裂工程設計、重復壓裂現場實施及重復壓裂監測與壓后評估。本發明所提供的頁巖氣水平井重復壓裂工藝流程及設計方法可以保證施工后合理準確的評估分析，同時還可以成功改善頁巖氣藏壓裂增產改造效果，提高氣井產能和采收率。此發明的壓裂液類型為滑溜水和膠液，重復壓裂工程設計主要進行暫堵劑的用量設計，未對壓裂工藝進行詳細說明。

文獻《頁巖氣井重復壓裂補孔優化技術研究》通過耦合縫間應力干擾理論、質量守恒定律和流動壓力連續性原理，建立了頁巖氣藏重復壓裂補孔優化數值模型，預測了最大誘導水平應力時簇間距范圍，結合地層水平主應力反轉條件，優化了射孔參數，形成了一套頁巖氣井重復壓裂補孔設計方法，對涪陵頁巖氣井重復壓裂補孔設計具有一定指導和參考作用。本文主要從機理上研究了重復壓裂補孔優化技術，并沒有涉及具體的工藝方法。

文獻《美國頁巖油氣井重復壓裂提高采收率技術進展及啟示》研究指出頁巖油氣井的重復壓裂面臨技術適應性、經濟性、不確定性等方面的挑戰，目前發展趨勢是建立適合作業區的選井標準、可膨脹襯管技術、精確的產量預測模型、新型材料的壓裂液和支撐劑，指出頁巖油氣開發需要持續技術創新，重復壓裂作為重要的創新方向，雖尚不成熟，但發展前景良好，隨時關注并適時開展相關研究，將會助力我國頁巖油氣開發。本文對美國重復壓裂技術進行概述，并沒有涉及具體的工藝方法。

發明內容