CN100999990A

CN100999990A - 低渗透油层垂直缝定向射孔压裂方法

Info

Publication number: CN100999990A
Application number: CN 200610138390
Authority: CN
Inventors: 王岩楼; 张传绪; 柴立新; 赵艳波; 尹喜永; 于永波
Original assignee: Daqing Oilfield Co Ltd
Current assignee: Daqing Oilfield Co Ltd
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2007-07-18

Abstract

本发明涉及一种低渗透油层垂直缝定向射孔压裂方法。低渗透油层垂直缝定向射孔压裂方法包括下列步骤：(1)确定射孔方位角；(2)确定射孔相位；(3)确定压裂施工排量；(4)确定孔眼位置。该方法可以在一个层段内一次压裂产生两条裂缝，提高地层的渗流能力，增加泄油面积，提高产能。

Description

低渗透油层垂直缝定向射孔压裂方法

技术领域：

本发明涉及油田采油领域井下岩石压裂方法，属于一种低渗透油层垂直缝定向射孔压裂方法。

背景技术：

低渗透油田由于储层物性差、渗透率低，自然产能较低，必须经过油层压裂改造，按常规压裂方式，增油效果差，开发成本高，效益差。压裂增产的原因是人工裂缝穿过伤害区，沟通了新的产油区，地层流体的渗流方式由径向流变为直线流。如能在单个油层中压开多条裂缝，可大幅度减小地层的渗流阻力，增加更多新的产油区，提高油层的动用程度，提高油井产量，提高采收率。

发明内容：

为了解决背景技术中的不足，本发明的目的是提供一种低渗透油层垂直缝定向射孔压裂方法，该方法可以在一个层段内一次压裂产生两条裂缝，提高地层的渗流能力，增加泄油面积，提高产能。

本发明采用的技术方案是：该扶杨油层低渗透油层垂直缝定向射孔压裂方法是在一个层段内一次压裂产生两条裂缝，包括下列步骤：

(1)、确定射孔方位角：

根据XMAC测井解释结果确定水平最大、最小地应力的大小及方向，射孔方向应与最小地应力方向夹角α为10°～60°，建立“定向射孔水力裂缝转向曲度和延伸路径模型”，模拟出不同射孔方位角条件下裂缝的延伸路径，改变射孔方位角可以产生不同的裂缝形态；

(2)、确定射孔相位：

采用以水平最大地应力方向、水平最小地应力方向为对称轴，射孔相位为2α和(180-2α)；

(3)、确定压裂施工排量：

根据摩阻随流量的变化规律曲线图板，在确定炮眼摩阻压力后，从单孔摩阻与排量曲线图板上确定满足条件下的最小单孔施工排量，在炮眼全部吸液的情况下，计算所需的最大施工排量；

(4)、确定孔眼位置：

两条裂缝射孔孔眼垂向位置应错开。

本发明的有益效果是：本发明采用定向射孔、限流法压裂技术，在一个层段内一次压裂产生两条“S”型裂缝。一方面由于在同一油层造了两条缝，可以提高地层的渗流能力，增加泄油面积，提高产能；另一方面对于与水井处在水平最大主应力方向的油井，可以避免由于直线裂缝的沟通使油井见水时间过快的问题；对于与水井处在水平最小主应力方向的油井，司以避免由于直线裂缝的方向影响使油井注水受效难的问题。

附图说明：

图1不同射孔直径炮眼的摩阻与流量的变化规律曲线；

图2G155-80井PI7层定向射孔压裂裂缝延伸路径模拟；

图3两条裂缝射孔位置示意图；

图4G155-80井PI7裂缝地面微地震监测震点分布图；

图5各向异性分析成果图。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步说明：该低渗透油层垂直缝定向射孔压裂方法包括下列步骤：

(1)、确定射孔方位角：

射孔方向的确定是在水平最大、最小地应力的大小及方向的基础上确定的，水平最大、最小地应力的大小及方向可根据XMAC测井解释结果来确定。射孔方向与水平最小地应力方向的夹角越小，裂缝在最小地应力方向上延伸距离越大，随着夹角增加裂缝在最小地应力方向上延伸距离首先很快减小，以后慢慢趋于稳定。因此，在定向射孔水力压裂中，保证定向射孔尽量靠近最小地应力方向十分关键。同时，考虑定向射孔工艺的系统误差是±10°，因此，射孔方向应定在靠近最小地应力方向并与最小地应力方向夹角大于10°。在以上原则基础上，应用“定向射孔水力裂缝转向曲度和延伸路径软件”，输入水平最大地应力、水平最小地应力、射孔方位角、射孔长度、射孔密度、射孔直径、井眼直径、压裂油层中深数据，可以模拟出不同射孔方位角条件下裂缝的延伸路径，改变射孔方位角可以产生不同的裂缝形态，可根据实际需要选择合适的射孔方位角。

(2)、确定射孔相位：

为降低两条裂缝的破裂压力差值，提高同时压开两条裂缝的可靠性角度出发，采用以水平最大地应力方向、水平最小地应力方向为对称轴，设计射孔方向。另外，相位角也不宜过小，过小的相位角会导致两相间固井水泥环的阻隔性变差，压裂施工时造成窜槽，导致无法压开两组裂缝。假设射孔方位角为α，则射孔相位为2α，(180-2α)。

(3)、确定压裂施工排量、射孔弹型和射孔孔眼数：

测定不同流体流过不同射孔直径炮眼时的摩阻随流量的变化规律，将其绘制成曲线图板，在确定炮眼摩阻压力后，从单孔摩阻与排量曲线图板上确定满足条件下的最小单孔施工排量。由于两条裂缝射孔方向与水平最小地应力方向夹角相同，可认为两条裂缝的破裂压力也相同，单孔摩阻只要大于破裂压力与延伸压力的差值，就可以保证两条裂缝都起裂。在满足地面设备能达到的最大排量的前提下，应尽量选择较大的射孔弹型和较多的射孔孔眼数，以利于压裂施工的顺利进行，这样根据曲线就可以确定射孔弹型和射孔孔眼数。

(4)、确定孔眼位置：

射孔孔眼位置的确定主要需考虑以下三个方面：①两条裂缝射孔孔眼垂向位置应错开，避免对水泥环的集中破坏。②如上下隔层较小，应在远离隔层部位射孔，尽量提高隔层的厚度，防止压裂时窜层。③尽量在低应力部位射孔，控制裂缝的垂向延伸。

实施例1、G155-80井PI7层砂岩厚度1.3m，有效厚度0.6m。

1、确定射孔方位角：

根据该区块XMAC测井解释结果，水平最大主应力方向为NE80°，水平最大主应力31MPa，水平最小主应力28MPa。运行“定向射孔水力裂缝转向曲度和延伸路径软件”，输入水平最大地应力31MPa、水平最小地应力28MPa、射孔方位角(10.0、20.0、30.0或40.0)度、射孔长度0.65米、射孔密度16.0孔/米、射孔直径12.00毫米、井眼直径0.13970米、压裂油层中深1820米，可以得到不同射孔方位角条件下的裂缝形态，根据射孔方向应定在靠近最小地应力方向并与最小地应力方向夹角大于10°的原则，定向射孔方向设计与水平最小主应力方向夹角为20°时，形成的两条裂缝有较大的张开度，可以达到较大的转向距离，缝长在120米时转向距离可以达到36.43米，因此确定射孔方位角选择与水平最小主应力夹角20°，见图2。

2、确定射孔相位：

水平最大主应力方向为NE80°，则水平最小主应力方向为NE350°。根据确定的射孔方位角与水平最小主应力夹角20°，采用以水平最大地应力方向、水平最小地应力方向为对称轴设计射孔方向，即在NE10°、NE190°、NE150°、NE330°四个方向射孔，相位角为40°和140°。

3、确定压裂施工排量、射孔弹型和射孔孔眼数：

根据该区块以往压裂井统计，该区块破裂压力与延伸压力差值在12MPa，根据摩阻与流量的变化规律曲线，选择YD-89弹(孔径8.8mm)单孔排量0.45m³/min以上可以满足要求，根据对称性原则，可在每个方向射2个孔，4个方向共8个孔，即总施工排量在3.6m³/min以上，考虑油管的摩阻和预留一定的富裕量及压裂车组施工能力，压裂施工排量4.5m³/min。

4、确定孔眼位置：

为了避免压裂时对水泥环的集中破坏，两条裂缝射孔孔眼垂向位置应错开，见示意图3

现场实施结果：

G155-80井PI7层采用定向射孔按上述方案射孔后，采用4.5m³/min排量限流法压裂，在压裂时采用地面微地震法进行了裂缝形态监测。从监测的裂缝结果看，明显形成了两条缝并与与软件模拟结果吻合较好，见图4。该井压后初期平均日产油2.2t/d，产油强度3.7t/d.m是普通压裂井产油强度的1.4倍，一年累计产油504t，比普通压裂井多产油160t。

Claims

1、一种低渗透油层垂直缝定向射孔压裂方法，其特征在于在一个层段内一次压裂产生两条裂缝：包括下列步骤，

(1)、确定射孔方位角：

(2)、确定射孔相位：

(3)、确定压裂施工排量：

(4)、确定孔眼位置：

两条裂缝射孔孔眼垂向位置应错开。

2、根据权利要求1所述的低渗透油层垂直缝定向射孔压裂方法，其特征在于：射孔方向应与最小地应力方向夹角α为20°。