CN105986802B - 井下压裂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种井下压裂的方法，该方法包括：由油管将井下混砂器下入到压裂层段，以形成油管通道；采用油管通道向压裂层段注入支撑剂，并采用油套环空通道向压裂层段注入滑溜水；周期性地控制通过油管通道向压裂层段注入高砂比携砂液的排量以及通过油套环空通道向压裂层段注入滑溜水的排量，以使压裂层段的裂缝中在一个周期的第一预设时间内形成支撑剂架桥，在一个周期的第二预设时间内解除支撑剂架桥，其中一个周期为第一预设时间与第二预设时间之和。实现了通过周期性地控制裂缝中的砂浓度来有效控制缝内压力，提高了裂缝的复杂度，增大了油气层与裂缝的接触面积，进而在不会对地层造成污染的情况下实现了增产。
Description
技术领域
本发明实施例涉及采油工程技术领域，尤其涉及一种井下压裂的方法。
背景技术
井下压裂工艺是利用地面高压泵组，将高粘度液体以大排量注入井中，在井底附近憋起高压。当压力超过地应力及岩石的抗张强度后，在地层中形成裂缝。继续将带有支撑剂的压裂液注入裂缝，使裂缝向前延伸，并在裂缝中填充支撑剂。形成的裂缝扩大了油气流动通道，改善了地层渗透性。
为了在井下压裂过程中达到增产的目的，通常需要形成复杂裂缝，而形成复杂裂缝的关键是提高缝内压力。目前提高缝内压力的方法为在压裂液中加入暂堵剂的方法。压裂液中加入暂堵剂的方法，对缝内压力增加幅度有限，且暂堵剂残留容易对地层造成污染。
发明内容
本发明实施例提供一种井下压裂的方法，实现了通过周期性地控制裂缝中的砂浓度来有效控制缝内压力，提高了裂缝的复杂度，增大了油气层与裂缝的接触面积，进而在不会对地层造成污染的情况下实现了增产。
本发明实施例提供一种井下压裂的方法，包括：
由油管将井下混砂器下入到压裂层段，以形成油管通道；
采用所述油管通道向所述压裂层段注入支撑剂，并采用油套环空通道向所述压裂层段注入滑溜水；
周期性地控制通过所述油管通道向所述压裂层段注入高砂比携砂液的排量以及通过所述油套环空通道向所述压裂层段注入滑溜水的排量，以使所述压裂层段的裂缝中在一个周期的第一预设时间内形成支撑剂架桥，在所述一个周期的第二预设时间内解除所述支撑剂架桥，其中所述一个周期为所述第一预设时间与所述第二预设时间之和。
进一步地，如上所述的井下压裂的方法，所述周期性地控制通过所述油管通道向所述压裂层段注入高砂比携砂液的排量以及通过所述油套环空通道向所述压裂层段注入滑溜水的排量，以使所述压裂层段的裂缝中在一个周期的第一预设时间内形成支撑剂架桥，在所述一个周期的第二预设时间内解除所述支撑剂架桥，具体包括：
在所述一个周期内的第一预设时间内，控制通过所述油管通道中的高砂比携砂液的排量等于第一高砂比携砂液的排量阈值，所述通过油套环空通道中的滑溜水的排量等于第一滑溜水的排量阈值，以使所述压裂层段裂缝中的砂浓度等于第一砂浓度阈值或所述压裂层段中的缝内压力等于第一压力阈值，形成支撑剂架桥；
在所述一个周期内的第二预设时间内，控制通过所述油管通道中的高砂比携砂液的排量以及通过所述油套环空通道中的滑溜水排量逐级增加，以使所述压裂层段的裂缝中的砂浓度等于第二砂浓度阈值或所述压裂层段中的缝内压力等于第二压力阈值，解除所述支撑剂架桥。
进一步地，如上所述的井下压裂的方法，所述第一滑溜水的排量阈值为零。
进一步地，如上所述的井下压裂的方法，所述采用油管通道向所述压裂层段注入支撑剂，并采用油套环空通道向所述压裂层段注入滑溜水之前，还包括：
采用所述油管通道和所述油套环空通道向所述压裂层段注入前置液。
进一步地，如上所述的井下压裂的方法，所述前置液的比例占注入总液量的20％。
进一步地，如上所述的井下压裂的方法，所述采用所述油管通道向所述压裂层段注入支撑剂，并采用油套环空通道向所述压裂层段注入滑溜水，具体包括：
采用所述油管通道以0.6-2m3/min的排量向所述压裂层段注入支撑剂，采用所述油套环空通道以5-6m3/min的排量向所述压裂层段注入滑溜水。
进一步地，如上所述的井下压裂的方法，所述第一砂浓度阈值为1200kg/m3。
进一步地，如上所述的井下压裂的方法，所述由油管将井下混砂器下入到压裂层段，以形成油管通道之前，还包括：
对套管进行射孔、固井及完井处理。
本发明实施例提供一种井下压裂的方法，通过由油管将井下混砂器下入到压裂层段，以形成油管通道；采用油管通道向压裂层段注入支撑剂，并采用油套环空通道向压裂层段注入滑溜水；周期性地控制通过油管通道向压裂层段注入高砂比携砂液的排量以及通过油套环空通道向压裂层段注入滑溜水的排量，以使压裂层段的裂缝中在一个周期的第一预设时间内形成支撑剂架桥，在一个周期的第二预设时间内解除支撑剂架桥，其中所述一个周期为所述第一预设时间与所述第二预设时间之和。实现了通过周期性地控制裂缝中的砂浓度来有效控制缝内压力，提高了裂缝的复杂度，增大了油气层与裂缝的接触面积，进而在不会对地层造成污染的情况下实现了增产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明井下压裂的方法实施例一的流程图；
图2为本发明井下压裂的方法实施例二的第一流程图；
图3为本发明井下压裂的方法实施例二的第二流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明井下压裂的方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例中的井下压裂的方法可用于水平井的压裂中也可用于垂直井的压裂中，对此本实施例不做限定。该方法包括：
步骤101，由油管将井下混砂器下入到压裂层段，以形成油管通道。
具体地，本实施例中，通过油管将井下混砂器下入到压裂层段，井下混砂器套设在油管上，并在井下混砂器上射孔，以形成油管通道，将压裂过程中从油管通道注入到压裂层段的液体通过油套环空进入到水泥层，进而进入到地层，在地层中形成裂缝，沟通油气层。
步骤102，采用油管通道向压裂层段注入支撑剂，并采用油套环空通道向压裂层段注入滑溜水。
具体地，采用两路通道同时向压裂层段注入液体，其中采用油管通道向压裂层段小排量地注入支撑剂，采用油套环空通道大排量地向压裂层段注入滑溜水。通过时间限定及排量限定控制采用油管通道向压裂层段注入支撑剂的量以及通过油套环空通道向压裂层段注入滑溜水的量。
步骤103，周期性地控制通过油管通道向压裂层段注入高砂比携砂液的排量以及通过油套环空通道向压裂层段注入滑溜水的排量，以使压裂层段的裂缝中在一个周期的第一预设时间内形成支撑剂架桥，在一个周期的第二预设时间内解除支撑剂架桥,其中一个周期为第一预设时间与第二预设时间之和。
本实施例中，在采用油管通道向压裂层段注入支撑剂，并采用油套环空通道向压裂层段注入滑溜水后，周期性地控制通过油管通道向压裂层段注入高砂比携砂液的排量以及通过油套环空通道向压裂层段注入滑溜水的排量，以使压裂层段的裂缝中在一个周期的第一预设时间内由于裂缝中的砂浓度逐渐增加，在裂缝中形成支撑剂架桥，并在一个周期的第二预设时间内由于裂缝中的砂浓度逐渐减小，解除在裂缝中形成的支撑剂架桥。
第一预设时间和第二预设时间可通过测量裂缝内的压力、裂缝中的砂浓度进行预先设定。
本实施例中，以裂缝中形成支撑剂架桥并解除裂缝中形成的支撑剂架桥所用的时间为一个周期。即一个周期为第一预设时间与第二预设时间之和。
通过周期性地控制通过油管通道向压裂层段注入高砂比携砂液的排量以及通过油套环空通道向压裂层段注入滑溜水的排量，可实现压裂层段裂缝中形成支撑剂架桥及解除支撑剂架桥的反复。在一个周期的第一预设时间内，由于压裂层段内的砂浓度逐渐增加，使裂缝中的压力逐渐增加，形成支撑剂架桥，进而沟通了更多天然裂缝，在一个周期的第二预设时间内，由于压裂层段内的砂浓度逐渐减小，形成支撑剂架桥逐渐解除，减小了裂缝内的压力，为下一周期的第一预设时间内形成支撑剂架桥开通通路，使天然裂缝向前延伸。
所以，本实施例中，由油管将井下混砂器下入到压裂层段，以形成油管通道；采用油管通道向压裂层段注入支撑剂，并采用油套环空通道向压裂层段注入滑溜水；周期性地控制通过油管通道向压裂层段注入高砂比携砂液的排量以及通过油套环空通道向压裂层段注入滑溜水的排量，以使压裂层段的裂缝中在一个周期的第一预设时间内形成支撑剂架桥，在一个周期的第二预设时间内解除支撑剂架桥，其中一个周期为第一预设时间与第二预设时间之和。实现了通过周期性地控制裂缝中的砂浓度来有效控制缝内压力，提高了裂缝的复杂度，增大了油气层与裂缝的接触面积，进而在不会对地层造成污染的情况下实现了增产。
图2为本发明井下压裂的方法实施例二的流程图，如图2所示，本实施例中的井下压裂的方法可用于水平井的压裂中也可用于垂直井的压裂中，对此本实施例不做限定该方法包括：
步骤201，对套管进行射孔、固井及完井处理。
本实施例中，在对井下进行压裂之前，首先进行准备工作，对套管进行射孔，以及进行固井及完井处理。
步骤202，由油管将井下混砂器下入到压裂层段，以形成油管通道。
本实施例中，通过油管将井下混砂器下入到压裂层段，井下混砂器套设在油管上，并在井下混砂器上射孔，以形成油管通道，将压裂过程中从油管通道注入到压裂层段的的液体通过油套环空进入到水泥层，进而进入到地层，在地层中形成裂缝，沟通油气层。
步骤203，采用油管通道和油套环空通道向压裂层段注入前置液。
本实施例中，采用油管通道和油套环空通道两个通道向压裂层段注入液体。首先采用油管通道和油套环空通道向压裂层段注入前置液。
本实施例中，前置液可以为水、氯化钾溶液、酸液等。在压裂过程中，首先向压裂层段注入前置液能提高注液效率及减少地层损害。
进一步地，本实施例中的前置液的比例占注入总液量的20％。注入总液量为在压裂过程中所需的总的液体量。
步骤204，采用油管通道向压裂层段注入支撑剂，并采用油套环空通道向压裂层段注入滑溜水。
本实施例中，在采用油管通道和油套环空通道向压裂层段注入前置液后，采用油管通道向压裂层段小排量地注入支撑剂，采用油套环空通道大排量地向压裂层段注入滑溜水。通过时间限定及排量限定控制通过油管通道向压裂层段注入支撑剂的量以及通过油套环空通道向压裂层段注入滑溜水的量。
优选地，本实施例中，采用油管通道以0.6-2m3/min的排量向压裂层段注入支撑剂，采用油套环空通道以5-6m3/min的排量向压裂层段注入滑溜水。
步骤205，周期性地控制通过油管通道向压裂层段注入高砂比携砂液的排量以及通过油套环空通道向压裂层段注入滑溜水的排量，以使压裂层段的裂缝中在一个周期的第一预设时间内形成支撑剂架桥，在一个周期的第二预设时间内解除支撑剂架桥，其中一个周期为第一预设时间与第二预设时间之和。
进一步地，本实施例中，步骤205可分为以下三个步骤执行，如图3所示。
步骤205a，在一个周期内的第一预设时间内，控制通过油管通道中的高砂比携砂液的排量等于第一高砂比携砂液的排量阈值，通过油套环空通道中的滑溜水的排量等于第一滑溜水的排量阈值，以使压裂层段裂缝中的砂浓度等于第一砂浓度阈值或压裂层段中的缝内压力等于第一压力阈值，形成支撑剂架桥。
其中，第一高砂比携砂液的排量阈值、第一滑溜水的排量阈值、第一压力阈值及第一砂浓度阈值通过经验或参数计算进行设定。
为了形成支撑剂架桥，第一高砂比携砂液的排量阈值大于第一滑溜水的排量阈值。
优选地，本实施例中，为了在一个周期内的第一预设时间内在压裂层段的裂缝中形成支撑剂架桥，将第一滑溜水的排量阈值设置为零，即在第一预设时间内油套环空通道中停止向压裂层段中注入滑溜水，只通过油管通道以等于第一高砂比携砂液的排量阈值的排量向压裂层段注入高砂比携砂液，在高砂比携砂液进入到地层中后，由于油套环空通道中停止注入了滑溜水，使压裂层段的裂缝中的砂浓度逐渐增加，当压裂层段的裂缝中的砂浓度等于第一砂浓度阈值时，或者通过对压裂层段中的缝内压力进行测量，压裂层段中的缝内压力等于第一压力阈值时，形成了支撑剂架桥。
优选地，本实施例中的第一砂浓度阈值为1200kg/m3。
步骤205b，在一个周期内的第二预设时间内，控制通过油管通道中的高砂比携砂液的排量以及通过油套环空通道中的滑溜水排量逐级增加，以使压裂层段的裂缝中的砂浓度等于第二砂浓度阈值或压裂层段中的缝内压力等于第二压力阈值，解除支撑剂架桥。
在第二预设时间内，控制通过油管通道中的高砂比携砂液的排量以及通过油套环空通道中的滑溜水排量逐级增加，即油管通道中的高砂比携砂液的排量及油套环空通道中的滑溜水的排量呈阶梯状地增加，油套环空通道中的滑溜水排量逐级增加的幅度要大于油管通道中高砂比携砂液的排量逐级增加幅度，使压裂层段裂缝中的砂浓度减小，缝内压力减小，当裂缝中的砂浓度等于第二砂浓度阈值，或者通过对压裂层段中的缝内压力进行测量，压裂层段中的缝内压力等于第二压力阈值，解除支撑剂架桥。
其中，第二压力阈值及第二砂浓度阈值通过经验或参数计算进行设定。
步骤205c，判断是否达到预设压裂总时间，若是，则结束，若否，则执行步骤205a。
本实施例中，若达到了预设压裂总时间，则结束压裂，形成了最终的复杂裂缝，若未达到预设压裂总时间，则继续执行步骤205a，周期性控制通过油管通道向压裂层段注入高砂比携砂液的排量以及通过油套环空通道向压裂层段注入滑溜水的排量，实现压裂层段裂缝中形成支撑剂架桥及解除支撑剂架桥的反复。
本实施例中，通过周期性控制通过油管通道向压裂层段注入高砂比携砂液的排量以及通过油套环空通道向压裂层段注入滑溜水的排量，一个周期内的第一预设时间内，控制通过油管通道中的高砂比携砂液的排量等于第一高砂比携砂液的排量阈值，通过油套环空通道中的滑溜水的排量等于第一滑溜水的排量阈值，以使压裂层段裂缝中的砂浓度等于第一砂浓度阈值或压裂层段中的缝内压力等于第一压力阈值，形成支撑剂架桥；在第二预设时间内，控制通过油管通道中的高砂比携砂液的排量以及通过油套环空通道中的滑溜水排量逐级增加，以使压裂层段的裂缝中的砂浓度等于第二砂浓度阈值或压裂层段中的缝内压力等于第二压力阈值，解除支撑剂架桥。实现了通过周期性地控制裂缝中的砂浓度来有效控制缝内压力，提高了裂缝的复杂度，增大了油气层与裂缝的接触面积，进而在不会对地层造成污染的情况下实现了增产。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种井下压裂的方法，其特征在于，包括：
由油管将井下混砂器下入到压裂层段，以形成油管通道；
采用所述油管通道向所述压裂层段注入支撑剂，并采用油套环空通道向所述压裂层段注入滑溜水；
周期性地控制通过所述油管通道向所述压裂层段注入高砂比携砂液的排量以及通过所述油套环空通道向所述压裂层段注入滑溜水的排量，以使所述压裂层段的裂缝中在一个周期的第一预设时间内形成支撑剂架桥，在所述一个周期的第二预设时间内解除所述支撑剂架桥，其中所述一个周期为所述第一预设时间与所述第二预设时间之和；
所述周期性地控制通过所述油管通道向所述压裂层段注入高砂比携砂液的排量以及通过所述油套环空通道向所述压裂层段注入滑溜水的排量，以使所述压裂层段的裂缝中在一个周期的第一预设时间内形成支撑剂架桥，在所述一个周期的第二预设时间内解除所述支撑剂架桥，具体包括：
在所述一个周期内的第一预设时间内，控制通过所述油管通道中的高砂比携砂液的排量等于第一高砂比携砂液的排量阈值，所述通过油套环空通道中的滑溜水的排量等于第一滑溜水的排量阈值，以使所述压裂层段裂缝中的砂浓度等于第一砂浓度阈值或所述压裂层段中的缝内压力等于第一压力阈值，形成支撑剂架桥；
在所述一个周期内的第二预设时间内，控制通过所述油管通道中的高砂比携砂液的排量以及通过所述油套环空通道中的滑溜水排量逐级增加，以使所述压裂层段的裂缝中的砂浓度等于第二砂浓度阈值或所述压裂层段中的缝内压力等于第二压力阈值，解除所述支撑剂架桥。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一滑溜水的排量阈值为零。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用油管通道向所述压裂层段注入支撑剂，并采用油套环空通道向所述压裂层段注入滑溜水之前，还包括：
采用所述油管通道和所述油套环空通道向所述压裂层段注入前置液。
4.根据权利要去3所述的方法，其特征在于，还包括：
所述前置液的比例占注入总液量的20％。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述采用所述油管通道向所述压裂层段注入支撑剂，并采用油套环空通道向所述压裂层段注入滑溜水，具体包括：
采用所述油管通道以0.6-2m3/min的排量向所述压裂层段注入支撑剂，采用所述油套环空通道以5-6m3/min的排量向所述压裂层段注入滑溜水。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一砂浓度阈值为1200kg/m3。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述由油管将井下混砂器下入到压裂层段，以形成油管通道之前，还包括：
对套管进行射孔、固井及完井处理。
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