CN103244094A - 一种碳酸盐岩多段塞注入式压裂方法 - Google Patents

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陶长州
孙虎
张冕
袁冬蕊
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周荣萍
刘欢
杨燕
宋孝丹
郭艳萍
高红平
刘小会
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Abstract

本发明涉及油田压裂施工技术，是一种碳酸盐岩多段塞注入式压裂方法。其特征是：这种碳酸盐岩多段塞注入式压裂方法按照确定压裂液用量和压裂规模、确定支撑剂段塞和隔离液的加入量、前置液阶段加小粒径支撑剂、主压裂阶段加低密高强度支撑剂和提高砂比，改用楔形方式加砂这五个步骤进行。一种碳酸盐岩多段塞注入式压裂方法，针对碳酸盐储层加砂困难的情况，采用多段塞的方式注入，实现碳酸盐储层的压裂施工。

Description

一种碳酸盐岩多段塞注入式压裂方法
技术领域
本发明涉及油田压裂施工技术，是一种碳酸盐岩多段塞注入式压裂方法。
背景技术
碳酸盐岩储层方解石含量高，天然裂缝、缝洞发育、非均质性特别强、基质渗透率和有效孔隙度低。酸化后容易在裂缝面形成均匀刻蚀，以及闭合压力高酸压后的导流能力有限。
碳酸盐岩的杨氏模量、抗张强度、断裂韧性等均较沉积岩高，造成压裂裂缝在破裂、扩展、延伸过程中的压力均高。在井筒附近易于形成复杂的多裂缝系统。多裂缝系统竞相延伸，降低了有效缝宽、裂缝加砂困难，使得静压力升高，施工压力高，施工难度大，个别井甚至在现有压裂设备条件下无法压开裂缝。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳酸盐岩多段塞注入式压裂方法，针对碳酸盐储层加砂困难的情况，采用多段塞的方式注入，实现碳酸盐储层的压裂施工。
本发明的技术方案是一种碳酸盐岩多段塞注入式压裂方法，其特征是：这种碳酸盐岩多段塞注入式压裂方法按照如下的步骤进行：
步骤1，确定压裂液用量和压裂规模；根据测井和地震物理资料，结合钻井、完井以及邻井的相关资料进行比对分析，确定储层在裂缝延伸方向上及发育情况，然后确定压裂液用量和压裂规模；
步骤2，确定支撑剂段塞和隔离液的加入量；进行小型测试压裂，对摩阻、近井地带的多裂缝效应和压裂液的综合滤失、渗透性充分了解，确定支撑剂段塞和隔离液的加入量；
步骤3，前置液阶段加小粒径支撑剂；在压裂施工的前置液阶段，前置液加小粒径支撑剂采用1到2次段塞注入方式，小粒径支撑剂段塞目数要求为40/70目，且每个段塞间都需泵注1.5倍油管容积的交联液作为隔离液；
步骤4，主压裂阶段加低密高强度支撑剂；在压裂施工的主压裂阶段，交联液携带支撑剂以多段塞方式注入，支撑剂采用30/50目的低密高强度支撑剂；多段塞方式是多个段塞分次注入，且每个段塞间都需泵注1.5倍油管容积的交联液作为隔离液，每个段塞的加砂量拟定为1至4方，且后续每个段塞比前一个段塞的砂比提升3%，平均砂比控制在10%至20%，最高砂比不超过30%；
步骤5，提高砂比，改用楔形方式加砂；多段塞注入持续施工，直至施工压力稳定，然后提高砂比，并改用楔形方式加砂，直至完成压裂施工改造。
所述的步骤3中，小粒径支撑剂是粒径小于20/40目、30/50目中砂的细砂，通常采用40/70目规格的。
所述的步骤4中，30/50目低密高强度支撑剂要求支撑剂体积密度≤1.65g/cm3，视密度≤3g/cm3，闭合压力69MPa，下破碎率≤5.0%。
所述的步骤3与步骤4之间，应加入1.5倍油管容积的交联液作为隔离液。
本发明的特点是改变以往楔形方式加砂施工压力过高，水力压裂施工难度大的现状，采用交联液携带支撑剂以多段塞方式注入，以打磨炮眼和裂缝，降低裂缝弯曲磨阻，减少滤失，降低施工压力，形成人工主裂缝并不断延伸。最终，使支撑剂顺利进入地层后有效的填充裂缝，从而在确保泵注安全的前提下提高了压裂的成功性。
附图说明
下面将结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是一种碳酸盐岩多段塞注入式压裂方法的压裂施工模拟图。
图2是克鲁克油田48 井压裂施工曲线图。
具体实施方式
实施例1
假设该井井口至射孔段为3000m，压裂管柱采用27/8寸外加厚油管，内径62.0mm，则油管内容积为9m3。压裂施工采用油管注入40/70目支撑剂视密度1.8，30/50目支撑剂视密度1.65。
按照一种碳酸盐岩多段塞注入式压裂方法对该井进行压裂施工，其具体步骤如下：
步骤1，确定压裂液用量和压裂规模；根据测井和地震物理资料，结合钻井、完井以及邻井的相关资料进行比对分析，确定储层在裂缝延伸方向上及发育情况，然后确定压裂液用量和压裂规模。
步骤2，确定支撑剂段塞和隔离液的加入量；进行小型测试压裂，对摩阻、近井地带的多裂缝效应和压裂液的综合滤失、渗透性充分了解，确定支撑剂段塞和隔离液的加入量。
步骤3，前置液阶段加小粒径支撑剂；在压裂施工的前置液阶段，前置液加小粒径支撑剂采用1到3次段塞注入方式，小粒径支撑剂段塞目数要求为40/70目。
小粒径支撑剂是粒径小于20/40目（0.425-0.85mm）、30/50目（0.3-0.6mm）中砂的细砂，这里采用40/70目（0.212-0.425mm）规格的。
步骤4，主压裂阶段加低密高强度支撑剂；在压裂施工的主压裂阶段，交联液携带支撑剂以多段塞方式注入，支撑剂采用30/50目的低密高强度支撑剂；多段塞方式是多个段塞分次注入，且每个段塞间都需泵注1.5倍油管容积的交联液作为隔离液，每个段塞的加砂量拟定为1至4方，且后续每个段塞比前一个段塞的砂比提升3%，平均砂比控制在10%至20%，最高砂比不超过30%。
30/50目低密高强度支撑剂要求支撑剂体积密度≤1.65g/cm3，视密度≤3g/cm3，闭合压力69MPa，下破碎率≤5.0%。
步骤5，提高砂比，改用楔形方式加砂；多段塞注入持续施工，直至施工压力稳定，然后提高砂比，并改用楔形方式加砂，直至完成压裂施工改造。
如图1所示，因为前期地层破裂阶段与常规压裂方法无区别，故该阶段未显示。为表述清楚，如图1中将施工曲线分为A-L共12个阶段。
前置液阶段地层破裂后A段以排量2m3/min（整个施工中排量基本不变）注入1.5倍油管容积的胍胶液13.5m3，压力在63.8左右，使裂缝向前延伸；B段注入交联液13.5m3，加入40/70目支撑剂段塞0.75m3，砂浓度100， B段结束时由于孔眼得到打磨，填堵近井多裂缝，降低滤失，裂缝进一步延伸，压力出现5.8MPa小幅下降，C段注入（施工中隔离液量均为1.5倍油管容积的交联液）；D段加入40/70目支撑剂段塞1.2m3，砂浓度170，泵压在58MPa微小浮动；E段再加隔离液泵压仍然先降后涨（降到54MPa再涨到56MPa）；F段加入40/70目支撑剂段塞1.8m3，砂浓度240；B段、D段和F段进行3次段塞，前置液阶段结束。
G段注隔离液结束时油管压力降到46MPa，与A段比降低了17MPa，由此可见前置液阶段段塞效果良好。
H段至L段为主压裂阶段，由H段改用30/50目低密度高强度的支撑剂；I、J段与前面阶段施工方法相同不过多描述。
主压裂阶段中，K段与J段相比压力已无明显降低，压力平稳，说明压力已不再延伸，由此便可进入L段常规楔形方式加砂，直至压裂施工结束。
实施例2
以乌兹别克斯坦克鲁克油田48井施工泵注过程为例，其步骤与实施例1的步骤基本相同。
如图2所示，克鲁克油田48 井压裂施工曲线图反应了该压裂方法在现场的实施情况。在压裂阶段前两个支撑剂段塞注入后，施工压力快速增长，在20 min 内由26 MPa 上升到66MPa，随后又泵注了3个支撑剂段塞，施工压力逐渐趋于平缓，无明显浮动，然后常规加砂方式连续加入支撑剂，在支撑剂浓度大幅提升的情况下，施工压力基本保持平稳，甚至有小幅度下降。
   本实施例没有详细叙述的部件或步骤属本行业的公知部件或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (4)

1.一种碳酸盐岩多段塞注入式压裂方法，其特征是：这种碳酸盐岩多段塞注入式压裂方法按照如下的步骤进行：
步骤1，确定压裂液用量和压裂规模；根据测井和地震物理资料，结合钻井、完井以及邻井的相关资料进行比对分析，确定储层在裂缝延伸方向上及发育情况，然后确定压裂液用量和压裂规模；
步骤2，确定支撑剂段塞和隔离液的加入量；进行小型测试压裂，对摩阻、近井地带的多裂缝效应和压裂液的综合滤失、渗透性充分了解，确定支撑剂段塞和隔离液的加入量；
步骤3，前置液阶段加小粒径支撑剂；在压裂施工的前置液阶段，前置液加小粒径支撑剂采用1到3次段塞注入方式，小粒径支撑剂段塞目数要求为40/70目，且每个段塞间都需泵注1.5倍油管容积的交联液作为隔离液；
步骤4，主压裂阶段加低密高强度支撑剂；在压裂施工的主压裂阶段，交联液携带支撑剂以多段塞方式注入，支撑剂采用30/50目的低密高强度支撑剂；多段塞方式是多个段塞分次注入，且每个段塞间都需泵注1.5倍油管容积的交联液作为隔离液，每个段塞的加砂量拟定为1至4方，且后续每个段塞比前一个段塞的砂比提升3%，平均砂比控制在10%至20%，最高砂比不超过30%；
步骤5，提高砂比，改用楔形方式加砂；多段塞注入持续施工，直至施工压力稳定，然后提高砂比，并改用楔形方式加砂，直至完成压裂施工改造。
2.根据权利要求1中所述的一种碳酸盐岩多段塞注入式压裂方法，其特征是：所述的步骤3中，小粒径支撑剂是粒径小于20/40目、30/50目中砂的细砂，通常采用40/70目规格的。
3.根据权利要求1中所述的一种碳酸盐岩多段塞注入式压裂方法，其特征是：所述的步骤4中，30/50目低密高强度支撑剂要求支撑剂体积密度≤1.65g/cm3，视密度≤3g/cm3，闭合压力69MPa，下破碎率≤5.0%。
4.根据权利要求1中所述的一种碳酸盐岩多段塞注入式压裂方法，其特征是：所述的步骤3与步骤4之间，应加入1.5倍油管容积的交联液作为隔离液。
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