CN105275442B - 一种老井重复改造体积压裂工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种老井重复改造体积压裂工艺，其特征在于，主要包括以下步骤：对具有挖掘潜力的待重复压裂井进行初次的压裂分析、压前评估和选井决策，确定具有挖掘潜力的待重复压裂井；筛选压裂纤维和颗粒暂堵剂：根据储层温度、压力、产水率及矿化度、压裂液类型筛选出储存重复改造的压裂纤维和暂堵剂；对筛选出的压裂纤维和颗粒暂堵剂进行动静态性能评价，确定出最终需要的压裂纤维和颗粒暂堵剂；确定施工参数；压裂施工：完成对储层施工的改造；获得较大的储层改造体积，并使近井地带主裂缝保持较高的导流能力。能够获得较大的储层改造体积，并使近井地带主裂缝保持较高的导流能力。
Description
技术领域
本发明涉及石油压裂领域，尤其是一种老井重复改造体积压裂工艺。
背景技术
低渗透油气藏在我国油气资源中占有较大比例，但该类油气藏具有低孔、低渗的特点，自然产能较低，稳产条件差，大部分井投产前都要经过加砂压裂。但受地质、工程等多种因素影响，部分井初次压裂后低产，甚至达不到工业油气流，即使达到经济开采价值，经过长期的生产活动，裂缝导流能力逐渐降低直至失效，严重影响油气田的正常开发，对这类井，为了恢复产能，获得经济的开采效益，必须进行重复压裂。
伴随水力压裂技术的发展，国外早在1960年就开始了重复压裂技术研究，目前已形成了一系列较为成熟的核心技术，取得了显著的经济效益。国内起步较晚，直到1990年才开始重复压裂技术攻关，但发展较为迅速，大庆、胜利、长庆、大港、吉林等油田都进行了大量的重复压裂作业，并从理论和实践上做了一定探索，形成了包括重启老裂缝、延伸老裂缝、清洗裂缝壁面、缝内转向等重复压裂技术系列。
我国大部分已投产低渗透老油气井，初次压裂多采用常规压裂技术，即使用小排量、小液量造窄长缝，而非目前低渗透油气藏普遍采取的大排量、大液量的体积压裂技术。大量现场实践表明，体积压裂技术对提高低渗透油气开发效果具有显著作用，因而，能否在老井重复改造过程中实现体积压裂，这是对老井重复改造技术的新尝试。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明针对大部分低渗透油气井初次压裂多采用小排量、小液量的常规压裂技术问题，提供了一种能够获得较大的储层改造体积，并使近井地带主裂缝保持较高的导流能力的利用组合暂堵剂实现老井的缝端暂堵混合水体积压裂工艺。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：一种老井重复改造体积压裂工艺，主要包括以下步骤主要包括以下步骤：
步骤一：对具有挖掘潜力的待重复压裂井进行初次的压裂分析、压前评估和选井决策，确定具有挖掘潜力的待重复压裂井；
步骤二：筛选压裂纤维和颗粒暂堵剂：根据储层温度、压力、产水率及矿化度、压裂液类型筛选出储存重复改造的压裂纤维和暂堵剂；
步骤三：对步骤二筛选出的压裂纤维和颗粒暂堵剂进行动静态性能评价，确定出最终需要的压裂纤维和颗粒暂堵剂；
步骤四：确定施工参数；
步骤五：压裂施工：
Ⅰ.对步骤一确定的具有挖掘潜力的待重复压裂井中先注入前置液重启老裂缝，然后在冻胶携砂阶段注入浓度为15-30‰的压裂纤维或颗粒暂堵剂或压裂纤维和颗粒暂堵剂对压裂井中的老裂缝进行暂堵；
Ⅱ.向步骤Ⅰ中封堵的老裂缝中注入滑溜水前置液，在注入前置液的过程中迫使老裂缝转向产生新裂缝；
Ⅲ.向步骤Ⅱ中形成新裂缝的压裂井中注入砂比为5-10%的携砂液，并伴注浓度为6-20‰压裂纤维对新裂缝缝端进行暂堵，提高缝内净压力，扩大改造体积；
Ⅳ.在步骤Ⅲ实施工程中，每层交替注入的液量为500-1000m3，砂量为30-60m3，排量为6-10m3/min，砂比为8-15%的滑溜水基液和滑溜水携砂液；在携砂最后阶段，改用冻胶压裂液携砂，适当提高砂比至8-25%，并伴注压裂纤维防支撑剂回流，从而保证主裂缝的导流能力大于30；最后注顶替液完成对储层施工的改造；
步骤六：步骤五中的压裂井的储层改造施工完成后，关井30min，放喷。
所述的步骤一种的压裂分析是分析气井初次压裂低产及低效原因，如果分析结果显示，是由于地质原因导致低产，则无需重复改造；如果分析结果显示，是由于工程原因，则进行下一步评估分析；
所述步骤一中的压前评估对气井地层压力和单井剩余可采储量进行压前评估，将地层压力和单井剩余可采储量评估结果与地层压力实测、含气饱和度测井结果分别对比，对比的匹配率若不足90%，则校正压前评估，校正后达到90%匹配率后评估的压力系数应不低于0.7或单井采出程度不大于30%，若二者有一项不符合则不进行重复改造；
所述步骤一中的选井决策根据气井中管柱的受力情况，确定老井管柱能否顺利起出和更换，无法起出和更换不改造，若能够起出和更换则对起出更换费用进行核算并与更换后气井预计产出比较，预计产出高进行下一步改造，反之不改造。
所述步骤三中的压裂纤维和暂堵剂的性能评价，主要包括可降解压裂纤维和暂堵剂的分散性、配伍性、悬砂性、可降解性、岩心伤害性，在评价中主要通过动态暂堵实验选出二者组合配比、加入方式、注入量、加入比例、加入时机的工艺参数来确定降解压裂纤维和暂堵剂的分散性、配伍性、悬砂性、可降解性、岩心伤害性，进而确定出最终需要的压裂纤维和颗粒暂堵剂。
所述步骤四中的施工参数是根据地质或数值模拟效果结合经济性确定出老井改造最近裂缝几何尺寸或储层改造集体，进而确定每层的施工液量为500-1000m3、砂量为30-60m3、施工排量为6-10m3/min和砂比8-15%，施工排量的上限由裂缝规模确定、施工排量下限由地层最大吸液量确定，砂比和压裂液用量由裂缝延伸模拟确定，加砂程序采用逐渐增加的方式。
步骤五中的浓度为6-20‰压裂纤维与支撑剂重量比为0.5-2%。
步骤五中的Ⅱ中的前置液按照以下方法注入到压裂井中：向前置液中加入压裂纤维或暂堵剂，观察施工压力是否是30-80MPa之间，当施工压力大于30-80MPa，降低排量，降低压裂纤维的加入量，当施工压力小于30-80MPa，增加排量，加大压裂纤维的加入量，使施工压力位于30-80MPa之间。
还包括步骤七，结合施工曲线、微地震监测、重复改造的效果对压裂情况进行评价。
通过以上技术方案，本发明具有以下优点：能够获得较大的储层改造体积，并使近井地带主裂缝保持较高的导流能力；
1、多项压裂技术的集成创新；
2、在老井重复改造方面技术先进性及优势明显；
3、技术使用效果显著，成功率高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的描述。
实施例1
一种老井重复改造体积压裂工艺，其特征在于，主要包括以下步骤：
步骤一：对具有挖掘潜力的待重复压裂井进行初次的压裂分析、压前评估和选井决策，确定具有挖掘潜力的待重复压裂井；
步骤二：筛选压裂纤维和颗粒暂堵剂：根据储层温度、压力、产水率及矿化度、压裂液类型筛选出储存重复改造的压裂纤维和暂堵剂；
步骤三：对步骤二筛选出的压裂纤维和颗粒暂堵剂进行动静态性能评价，确定出最终需要的压裂纤维和颗粒暂堵剂；
步骤四：确定施工参数；
步骤五：压裂施工：
Ⅰ.对步骤一确定的具有挖掘潜力的待重复压裂井中先注入前置液重启老裂缝，然后在冻胶携砂阶段注入浓度为15-30‰的压裂纤维或颗粒暂堵剂或压裂纤维和颗粒暂堵剂对压裂井中的老裂缝进行暂堵；
Ⅱ.向步骤Ⅰ中封堵的老裂缝中注入滑溜水前置液，在注入前置液的过程中迫使老裂缝转向产生新裂缝；
Ⅲ.向步骤Ⅱ中形成新裂缝的压裂井中注入砂比为5-10%的携砂液，并伴注浓度为6-20‰压裂纤维对新裂缝缝端进行暂堵，提高缝内净压力，扩大改造体积；
Ⅳ.在步骤Ⅲ实施工程中，每层交替注入的液量为500-1000m3，砂量为30-60m3，排量为6-10m3/min，砂比为8-15%的滑溜水基液和滑溜水携砂液；在携砂最后阶段，改用冻胶压裂液携砂，适当提高砂比至8-25%，并伴注压裂纤维防支撑剂回流，从而保证主裂缝的导流能力大于30；最后注顶替液完成对储层施工的改造；
本施工工艺主要增加裂缝净压力，启动天然裂缝，增加储层改造体积；获得较大的储层改造体积，并使近井地带主裂缝保持较高的导流能力；利用组合暂堵剂实现老井的缝端暂堵混合水体积压裂工艺，提高低渗透油气藏重复改造效果；
步骤六：步骤五中的压裂井的储层改造施工完成后，关井30min，放喷。
实施例2
一种老井重复改造体积压裂工艺，主要包括以下步骤：
步骤一：对具有挖掘潜力的待重复压裂井进行初次的压裂分析、压前评估和选井决策，确定具有挖掘潜力的待重复压裂井；
压裂分析：是分析气井初次压裂低产及低效原因，如果分析结果显示，是由于地质原因导致低产，则无需重复改造；如果分析结果显示，是由于工程原因，则进行下一步评估分析；
压前评估：对气井地层压力和单井剩余可采储量进行压前评估，将地层压力和单井剩余可采储量评估结果与地层压力实测、含气饱和度测井结果分别对比，对比的匹配率若不足90%，则校正压前评估，校正后达到90%匹配率后评估的压力系数应不低于0.7或单井采出程度不大于30%，若二者有一项不符合则不进行重复改造；
选井决策：根据气井中管柱的受力情况，确定老井管柱能否顺利起出和更换，无法起出和更换不改造，若能够起出和更换则对起出更换费用进行核算并与更换后气井预计产出比较，预计产出高进行下一步改造，反之不改造；
步骤二：筛选压裂纤维和颗粒暂堵剂：根据储层温度、压力、产水率及矿化度、压裂液类型筛选出储存重复改造的压裂纤维和暂堵剂；所述的压裂纤维和颗粒暂堵剂用于封堵初始老裂缝；颗粒暂堵剂选用聚丙烯腈、聚丙烯球、蜡球中的一种，其直径为3-5cm；
步骤三：对步骤二筛选出的压裂纤维和颗粒暂堵剂进行动静态性能评价，确定出最终需要的压裂纤维和颗粒暂堵剂；动静态性能评价主要包括可降解压裂纤维和暂堵剂的分散性、配伍性、悬砂性、可降解性、岩心伤害性，在评价中主要通过动态暂堵实验选出二者组合配比、加入方式、注入量、加入比例、加入时机的工艺参数来确定降解压裂纤维和暂堵剂的分散性、配伍性、悬砂性、可降解性、岩心伤害性，进而确定出最终需要的压裂纤维和颗粒暂堵剂；
步骤四：确定施工参数；施工参数是根据地质或数值模拟效果结合经济性确定出老井改造最近裂缝几何尺寸或储层改造集体，进而确定每层施工液量为500-1000m3、砂量为30-60m3、施工排量为6-10m3/min和砂比8-15%，施工排量的上限由裂缝规模确定、施工排量下限由地层最大吸液量确定，砂比和压裂液用量由裂缝延伸模拟确定，加砂程序采用逐渐增加的方式；
步骤五：步骤五：压裂施工：
Ⅰ.对步骤一确定的具有挖掘潜力的待重复压裂井中先注入前置液重启老裂缝，然后在冻胶携砂阶段注入浓度为15-30‰的压裂纤维或颗粒暂堵剂或压裂纤维和颗粒暂堵剂对压裂井中的老裂缝进行暂堵；
Ⅱ.向步骤Ⅰ中封堵的老裂缝中注入滑溜水前置液，在注入前置液的过程中迫使老裂缝转向产生新裂缝；向前置液中加入压裂纤维或暂堵剂，观察施工压力是否是30-80MPa之间，当施工压力大于30-80MPa，降低排量，降低压裂纤维的加入量，当施工压力小于30-80MPa，增加排量，加大压裂纤维的加入量，使施工压力位于30-80MPa之间。
Ⅲ.向步骤Ⅱ中形成新裂缝的压裂井中注入砂比为5-10%的携砂液，并伴注浓度为6-20‰压裂纤维对新裂缝缝端进行暂堵，提高缝内净压力，扩大改造体积；浓度为6-20‰压裂纤维与支撑剂重量比为0.5-2%；
Ⅳ.在步骤Ⅲ实施工程中，每层交替注入的液量为500-1000m3，砂量为30-60m3，排量为6-10m3/min，砂比为8-15%的滑溜水基液和滑溜水携砂液；在携砂最后阶段，改用冻胶压裂液携砂，适当提高砂比至8-25%，并伴注压裂纤维防支撑剂回流，从而保证主裂缝的导流能力大于30；最后注顶替液完成对储层施工的改造；
本施工工艺主要增加裂缝净压力，启动天然裂缝，增加储层改造体积；获得较大的储层改造体积，并使近井地带主裂缝保持较高的导流能力；利用组合暂堵剂实现老井的缝端暂堵混合水体积压裂工艺，提高低渗透油气藏重复改造效果；
步骤六：步骤五中的压裂井的储层改造施工完成后，关井30min，放喷。
步骤七：结合施工曲线、微地震监测、重复改造的效果对压裂情况进行评价。
该实施例中的步骤一中对具有挖掘潜力的待重复压裂井进行初次的压裂分析、压前评估、选井决策和步骤四中的地质或数值模拟效果的技术内容来自公开号为CN104727798A的中国专利；步骤三中的纤维动态注入暂堵实验的技术出自公开号为CN104535715A的中国专利。
实施例3
（1）初次压裂失效分析、压前评估及选井选层技术研究，确定具有挖潜潜力的待重复压裂井；
（2）压裂液及支撑剂优选，包括滑溜水体系及冻胶体系优选、陶粒优选；
（3）根据储层温度、压力、产水率及矿化度、压裂液类型等条件，筛选出适合储层重复改造的可降解压裂纤维和暂堵剂，开展可降解纤维和暂堵剂动静态性能评价，主要包括纤维与暂堵剂分散性、配伍性、悬砂性、可降解性、岩心伤害性等，并通过动态暂堵实验优选二者组合配比、加入方式、注入量、加入比例、加入时机等工艺参数优化设计，并根据实验结果通过相似准则将室内实验结果放到到现场实际；
（4）在上述纤维分散性、配伍性、悬砂性、可降解性、岩心伤害性等研究的基础上，通过纤维动态注入暂堵实验优选携砂液注入阶段纤维伴注用量、加入方式、加入比例、加入时机等工艺参数设计，用以防支撑剂回流，并实现封端暂堵，增加裂缝净压力，启动天然裂缝，增加储层改造体积；
（5）施工参数优化：根据地质或数值模拟结果，结合经济性研究确定老井改造最近裂缝几何尺寸或储层改造集体，进而确定施工液量、砂量、施工排量和砂比，施工排量的上限有裂缝规模确定、施工排量下限有地层最大吸液量确定，砂比和压裂液用量由裂缝延伸模拟确定，加砂程序采用逐渐增加的方式；
（6）重复压裂施工：在井筒完整性检测或试压合格的基础上，开始压裂施工，首先根据井容注顶替液，随后注前置液，根据压裂设计通过采用“大液量、大砂量、高排量、低砂比”及滑溜水与冻胶交替注入，获得较大的储层改造体积，并使近井地带主裂缝保持较高的导流能力，同时，为了提高返排率前置液伴注液氮，前置液中加入根据步骤（3）研究成果加入纤维或暂堵剂，观察施工压力变化情况，前置液加入完成后，开始注携砂液，液量、砂量、排量、砂比等施工参数根据步骤（5）结果进行，并根据步骤（4）研究成果伴注适量纤维，注携砂液完成后开始顶替，之后压裂施工结束，放喷。
（7）结合施工曲线、微地震监测、重复改造的效果对压裂情况进行评价。
上述实施例中的支撑剂选择依据行业标准SY/T6302-1997《压裂支撑剂充填层短期导流能力推荐评价方法》。所述的压裂液评价依据行业标准SY-T5107-2005《水基压裂液性能评价方法》，所用压裂液推荐清洁压裂液、泡沫压裂液等低伤害体系。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种老井重复改造体积压裂工艺，其特征在于，主要包括以下步骤：
步骤一：对具有挖掘潜力的待重复压裂井进行初次的压裂分析、压前评估和选井决策，确定具有挖掘潜力的待重复压裂井；
步骤二：筛选可降解压裂纤维和颗粒暂堵剂：根据储层温度、压力、产水率及矿化度、压裂液类型筛选出储层重复改造的可降解压裂纤维和颗粒暂堵剂；
步骤三：对步骤二筛选出的可降解压裂纤维和颗粒暂堵剂进行动静态性能评价，确定出最终需要的可降解压裂纤维和颗粒暂堵剂；
步骤四：确定施工参数；
步骤五：压裂施工：
Ⅰ . 对步骤一确定的具有挖掘潜力的待重复压裂井中先注入前置液重启老裂缝，然后在冻胶携砂阶段注入浓度为15-30‰的可降解压裂纤维或颗粒暂堵剂或可降解压裂纤维和颗粒暂堵剂对压裂井中的老裂缝进行暂堵；
Ⅱ . 向步骤Ⅰ中封堵的老裂缝中注入滑溜水前置液，在注入前置液的过程中迫使老裂缝转向产生新裂缝；
Ⅲ . 向步骤Ⅱ中形成新裂缝的压裂井中注入砂比为8-15%的携砂液，并伴注浓度为6-20‰可降解压裂纤维对新裂缝缝端进行暂堵，提高缝内净压力，扩大改造体积；
Ⅳ . 在步骤Ⅲ实施工程中，每层交替注入滑溜水基液和滑溜水携砂液总体注入液量为500-1000m3，排量为6-10m3/min；其中，滑溜水携砂液中的砂量为30-60m3，砂比为8-15%；在携砂最后阶段，改用冻胶压裂液携砂，适当提高砂比至8-25%，并伴注可降解压裂纤维防支撑剂回流，从而保证主裂缝的导流能力大于30；最后注顶替液完成对储层施工的改造；
步骤六：步骤五中的压裂井的储层改造施工完成后，关井30min，放喷。
2.根据权利要求1 所述的一种老井重复改造体积压裂工艺，其特征在于，所述的步骤一中的压裂分析是分析待重复压裂井初次压裂低产及低效原因，如果分析结果显示，是由于地质原因导致低产，则无需重复改造；如果分析结果显示，是由于工程原因，则进行下一步评估分析；
所述步骤一中的压前评估对待重复压裂井地层压力和单井剩余可采储量进行压前评估，将地层压力和单井剩余可采储量评估结果与地层压力实测、含气饱和度测井结果分别对比，对比的匹配率若不足90%，则校正压前评估，校正后达到90% 匹配率后评估的压力系数应不低于0.7 或单井采出程度不大于30%，若二者有一项不符合则不进行重复改造；
所述步骤一中的选井决策根据待重复压裂井中管柱的受力情况，确定老井管柱能否顺利起出和更换，无法起出和更换不改造，若能够起出和更换则对起出更换费用进行核算并与更换后待重复压裂井预计产出比较，预计产出高进行下一步改造，反之不改造。
3.根据权利要求1 所述的一种老井重复改造体积压裂工艺，其特征在于，所述步骤三中的可降解压裂纤维和颗粒暂堵剂的性能评价，主要包括可降解压裂纤维和颗粒暂堵剂的分散性、配伍性、悬砂性、可降解性、岩心伤害性，在评价中主要通过动态暂堵实验选出二者组合配比、加入方式、注入量、加入比例、加入时机的工艺参数来确定可降解压裂纤维和颗粒暂堵剂的分散性、配伍性、悬砂性、可降解性、岩心伤害性，进而确定出最终需要的可降解压裂纤维和颗粒暂堵剂。
4.根据权利要求1 所述的一种老井重复改造体积压裂工艺，其特征在于，所述步骤四中的施工参数是根据地质或数值模拟效果结合经济性确定出老井改造最近裂缝几何尺寸，进而确定每层的施工液量为500-1000m3、砂量为30-60m3、施工排量为6-10m3/min 和砂比8-15%，施工排量的上限由裂缝规模确定、施工排量下限由地层最大吸液量确定，砂比和压裂液用量由裂缝延伸模拟确定，加砂程序采用逐渐增加的方式。
5.根据权利要求1 所述的一种老井重复改造体积压裂工艺，其特征在于，步骤五中的浓度为6-20‰可降解压裂纤维与支撑剂重量比为0.5-2%。
6.根据权利要求1 所述的一种老井重复改造体积压裂工艺，其特征在于，步骤五中的Ⅱ中的前置液按照以下方法注入到压裂井中：向前置液中加入可降解压裂纤维或颗粒暂堵剂，观察施工压力是否是30-80MPa 之间，当施工压力大于80MPa，降低排量，降低可降解压裂纤维的加入量，当施工压力小于30MPa，增加排量，加大可降解压裂纤维的加入量，使施工压力位于30-80MPa 之间。
7.根据权利要求1 所述的一种老井重复改造体积压裂工艺，其特征在于，还包括步骤七，结合施工曲线、微地震监测、重复改造的效果对压裂情况进行评价。
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