[發明專利]一種深層油氣藏定向壓裂方法及應用

在審

• 申請號: 202011040126.3
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN114427424A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 蔣廷學;路保平;吳春方;王寶峰;劉建坤;李奎為;吳峙穎;劉世華
• 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;E21B43/27;E21B33/13
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 周媛

本發明公開了一種深層油氣藏定向壓裂方法及應用。所述方法包括：通過多次暫堵轉向，利用已形成裂縫的誘導應力場及相互疊加原理，改變應力方向，再通過控制轉向角，使得裂縫朝著所需方向延伸，提高裂縫復雜性，擴大裂縫的改造體積。本發明的方法通過控制應力轉變去和轉向角，使得裂縫朝著平行于最大主應力方向延伸，多次暫堵轉向后，形成復雜裂縫，有效提高了產量。對于深層油氣藏形成復雜縫提供了一個簡單易行，不需復雜工具和材料的方法。

技術領域

本發明涉及頁巖、砂巖和碳酸鹽巖油氣藏壓裂改造技術領域，進一步地說，是涉及一種深層油氣藏定向壓裂方法及應用。

背景技術

目前，隨著勘探開發進程的不斷加深，不管是頁巖、砂巖還是碳酸鹽巖，都面臨著埋深更大，應力更大，溫度更高的儲層改造挑戰，在壓裂過程中都面臨著一系列技術難題：(1)隨著埋深的增加，施工過程中井筒摩阻和施工壓力增加，使得施工排量低，無法進行大排量體積壓裂作業；(2)隨著埋深的增加，儲層巖石楊氏模量增加，溫度的增加導致塑性特征增強，使得裂縫起裂壓力大，造縫寬度窄，加砂困難，且砂液比難以提高；(3)構造應力增加，兩向水平應力差增加，裂縫的復雜性及改造體積相對受限；(4)裂縫的導流能力在高閉合應力及塑性嵌入的雙重影響，會快速降低甚至降低到零，使有限的裂縫改造體積也快速降低。因此，深層油氣藏的壓后產量低且遞減快，一般很難有經濟開發效益。

因此，需在原有常規壓裂基礎上，增大裂縫改造體積和導流能力，并使裂縫朝著需要的方向延伸。尤其是碳酸鹽巖油氣藏，有時需要水力裂縫向某個特定方向延伸，以溝通高含油氣的縫洞體；對砂巖油氣藏而言，如水力裂縫的自然延伸方向向砂體變薄或含油氣變差的方向延伸，也需要改變水力裂縫的延伸方向，以最大限度地增加壓后油氣產量；對頁巖而言，除了水力裂縫的自然延伸方向外，還需要別的延伸方向的水力裂縫，以增加裂縫的改造體積。因此，不管是砂巖、碳酸鹽巖，還是頁巖，都需要裂縫延伸方向的定向設計技術。

中國專利CN105041287A公開了一種提高低滲致密砂巖油氣井產能的纖維暫堵轉向壓裂方法，其中提出了通過加入纖維進行暫堵轉向的壓裂方法，采用清潔壓裂液作為工作流體，在攜砂液階段加注纖維暫堵劑進行裂縫端部封堵，待裂縫成功轉向壓裂階段施工，并實時監測施工壓力，根據施工壓力變化判斷裂縫是否發生率轉向裂縫。若壓力快速上漲，且上漲壓力大于最大水平主應力與最小水平主應力的應力差，則判斷原裂縫實現了封堵，產生了新的轉向裂縫，可以進行下一步施工，否則繼續混合注入纖維和支撐劑，進行再次封堵。本專利只是提出了一種纖維暫堵劑，對于如何應用誘導應力，如何進行多次暫堵轉向，如何控制應力轉向區和轉向角使裂縫進行定向延伸沒有涉及。

中國專利CN107100607A公開了一種暫堵轉向壓裂方法。通過向地層中泵注高強度水溶性(油溶性)暫堵劑，封堵以往裂縫，迫使流體轉向，壓開新裂縫，使裂縫形態復雜化，主要通過先注入短纖維網，再注入大顆粒暫堵劑及粉末狀暫堵劑。該專利相較其他專利也是采用不同粒徑的暫堵劑進行裂縫轉向，沒有涉及如何利用誘導應力、應力轉向區和轉向角等使裂縫進行定向延伸。

中國專利CN109458168A公開了一種提高砂巖儲層氣井產能的復合暫堵轉向壓裂方法。提供了一種不同于纖維暫堵劑和化學暫堵劑不同的復合暫堵劑，主要有泡沫暫堵劑和纖維暫堵劑組成，其中纖維暫堵劑用量為泡沫暫堵劑質量分數的3‰，該暫堵方法要求最大水平主應力與最小水平主應力的應力差為6～10MPa，儲層微裂縫發育，巖石脆性系數為0.33～0.42，且儲隔層應力差大于6MPa。該專利依然只提到了采用暫堵劑進行暫堵轉向，依然沒有涉及如何利用誘導應力、應力轉向區和轉向角等使裂縫進行定向延伸。