[發明專利]一種超聲波輔助生熱劑激勵相變壓裂液稠油層增產的工藝方法

在審

• 申請號: 202110795464.6
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113530515A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 王富華;孫澤壯;時賢;張衛東
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B43/24;E21B43/267;C09K8/68;C09K8/90
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本發明涉及一種超聲波輔助生熱劑激勵相變壓裂液稠油層增產的工藝方法，包括以下步驟：首先確定壓裂位置進行射孔；再配制相變壓裂液和生熱劑以備用；隨后注入前置壓裂液，將油氣儲層壓開形成水力裂縫；再注入含第一生熱劑的相變壓裂液填充水力裂縫；待相變壓裂液注入完畢后，向稠油油藏注入第二生熱劑在壓開的水力裂縫中混合反應，釋放熱量；接著下入大功率超聲波系統工作；隨后將頂替液注入水力裂縫中，防止相變壓裂液回流井筒；待頂替液注完后，關閉超聲波供電電源，并上提大功率超聲波系統；燜井一段時間，令相變壓裂液完全相變；開井，泄壓，完成壓裂液返排。本方法加快了生熱劑的反應速率，同時利用超聲波產生大量微裂縫，提高油氣產能。

技術領域

本發明屬于稠油油藏壓裂技術領域，尤其涉及一種超聲波輔助生熱劑激勵相變壓裂液稠油層增產的工藝方法。

背景技術

稠油油藏具有低滲透油藏的物性差、儲層非均質性嚴重等特性，又具有稠油的高黏度、流動性差等特點，且稠油中的膠質與瀝青質含量高，輕質餾分少，容易堵塞，而且稠油的黏度對溫度非常敏感，溫度降低，黏度急劇升高。在水力壓裂過程中，壓裂液的溫度較低導致稠油油藏溫度降低，稠油黏度升高，稠油流動性變差，開采難度加大。

針對稠油油藏的特點，前人提出利用自生熱壓裂液來提高儲層溫度，自生熱壓裂液是在常規水基壓裂液的基礎上，添加一定量的亞硝酸鈉、氯化銨、鹽酸以及緩蝕劑。亞硝酸鈉和氨化銨是生熱劑，當它們在催化劑鹽酸存在的條件下混合時，會發生化學放熱反應，釋放出大量熱量，從而使壓裂液溫度升高。

超聲波振動是一種頻率高于20kHz的振動，在油氣儲層傳播的過程中，由于物質的聲吸收特性，超聲能量射入物質后，部分超聲能量將轉化為熱能，并使物質溫度升高。并且功率超聲在液體介質中會產生空化作用，局部壓力增高，同時伴有強烈的沖擊波和微射流，可對儲層進行快速、大量的造縫，進而為裂縫的擴展提供良好的形成條件。

自支撐相變壓裂技術，即：向儲層注入由相變流體和非相變流體組成的相變壓裂液體系，在地層溫度的刺激下，相變流體發生相變，由液體變為固體的相變壓裂液顆粒從而支撐水力裂縫，而非相變流體占據的空間在其返排后則成為油氣高速流動的通道；然而相變壓裂液的相變條件主要受壓力、溫度等控制，而僅僅依靠儲層內的溫度條件很難使相變壓裂液達到很好的相變效果，因此采用超聲波來激勵相變壓裂液有效控制相變過程，達到防堵、增產的效果。

以上技術雖然有很多益處，但是還存在以下問題：(1)稠油壓裂增產時在近井地帶易產生冷損傷，注入低溫壓裂液可能降低稠油黏度，引發近井處發生污染。(2)傳統相變壓裂液的相變條件難以精確控制，相變條件苛刻且主要受到地溫條件控制。(3)相變壓裂液體系中生熱劑的反應效率較低，且生熱劑的濃度難以確定。

發明內容

本發明的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種超聲波輔助生熱劑激勵相變壓裂液稠油層增產的工藝方法，該工藝方法有利于稠油油藏裂縫復雜縫網的構建，大幅度降低稠油黏度，增大稠油油藏導流能力，還可以有效控制相變壓裂液的相變條件，達到防堵、增產的目的。

使用所述的利用超聲波激勵相變壓裂液增產的工藝方法，包括以下步驟：

(1)綜合利用測井、地球化學、和地球物理等資料，計算油氣儲層油氣含量，確定壓裂位置。

(2)采用鉆頭鉆取垂直井段上部井眼，下入表層套管，注入水泥漿進行固井，隨后用大尺寸鉆頭鉆取垂直井段下部井眼，鉆穿蓋層后打開油氣儲層，下入隔溫技術套管，注水泥漿進行固井，并在壓裂部位頂部設置環空封隔器，然后繼續向下鉆進，至鉆頭位于油氣儲層底部上部1-3m處停止，下入隔溫油管，并注入水泥漿固井，同時在井底下封隔器。

(3)在稠油產層下部，下入井下斜向器和造斜導向器，鉆取下部水平井眼，并結合地質導向和隨鉆資料，確定水平段的傾角和鉆進距離。

(4)鉆完水平段后進行壓裂設備安裝工作，將壓裂管柱推送到預定范圍內的水平井中，利用射孔槍對稠油產層進行定向射孔，獲得合理分布的大尺寸射孔孔眼；