CN106351634B - 套管水平井多段重复压裂方法 - Google Patents

Abstract

提出了一种套管水平井多段重复压裂方法，该方法用于对包含多个段的水平井进行重复压裂，该方法包括：根据每一段的破胶要求，确定与每一段相对应的暂堵胶塞；向所述水平井中下可拖动封堵管柱；采用与每一段相对应的暂堵胶塞，对每一段中先前压裂施工后留下的老射孔孔眼依次进行封堵；对封堵后的水平井第一段进行重新定向射孔，并实施重复压裂施工；依次对水平井第二段至第M段中的每一段进行以下操作：下射孔桥塞联作管柱、坐封桥塞、重新定向射孔起出联作管柱、以及实施重复压裂施工，其中所述第一段是最远离井口的一段，所述第M段是最靠近井口的一段；以及实施压后钻除全部桥塞，完成钻除全部桥塞后暂堵胶塞破胶水化并返排出。

Description

套管水平井多段重复压裂方法

技术领域

本发明涉及油气藏水力压裂技术领域，更具体地涉及一种套管水平井多段重复压裂方法。

背景技术

重复压裂是指对那些己经采取过一次或一次以上压裂措施的井层再次实施压裂改造。根据国内外的重复压裂实践，重复压裂经历了层内压出新裂缝、继续延伸原有裂缝、转向重复压裂技术三种压裂方式的发展和实践；近年来，转向重复压裂技术得到了进一步的发展和广泛应用。

转向重复压裂技术是利用特殊的高强度裂缝暂堵材料，将初次压裂产生的人工裂缝完全封堵，暂堵材料泵入井内后有选择性地进入并封堵原来压裂产生的人工裂，同时在井筒周围能够有效地封堵射孔孔眼；然后采用定向射孔技术在不同于原有裂缝的方位重新定向射孔，实施重复压裂使裂缝改向，形成新的人工裂缝，使初次压裂没有波及到的泄油(气)面积得到有效改造，从而提高重复压裂的增产效果。

目前用于转向重复压裂技术中使用的暂堵材料主要有堵塞球、蜡球及水溶性暂堵剂等。堵塞球、蜡球封堵方式由于其自身的缺陷，推广应用得到一定的限制；由于暂堵剂具有较好的水溶性(油溶性)、突破压力较高、残渣含量低、弹性好等优点，近年内与堵塞球及蜡球相比，在现场应用较多。

目前套管水平井重复压裂面临的问题之一是工具问题，采用常规的双封单卡拖动管柱方式，施工风险大，主要表现在：工具及管柱易失效、施工排量受限、施工结束后有砂卡风险、砂卡后处理难度大，大大降低了压裂施工的效率。

随着非常规油气藏的开发力度正在逐步加大，针对诸如页岩等储层的大型压裂施工需求越来越大。针对这类大型压裂施工中的水平井重复压裂，现有技术主要采用油管作为压裂管柱进行压裂施工，由于受油管管柱容积的限制，压裂施工中存在沿程摩阻高、施工压力高，施工压力窗口小、压裂施工排量受限、压裂加砂量受限等问题，进而造成压裂施工规模难以提高、压裂改造体积大大受限，无法满足页岩等非常规储层的大型压裂的要求，最终导致压裂改造效果受到很大程度影响。

此外，随着水平井技术的发展，水平井段长度越来越长，水平井分段压裂的段数也越来越多；对多段水平井进行重复压裂，意味着压裂施工将持续很长的时间，少则五六天，多则二三十天，因此要求多段水平井重复压裂施工工艺简单且能便于实施，能有效降低施工难度及风险，提高施工效率；而现有的多段水平井重复压裂施工工艺难以满足这样的需求。

发明内容

本发明的目的就是提出一种套管水平井的多段重复压裂方法，解决了目前水平井多段重复压裂中面临的拖动管柱风险大、工具易失效、施工排量及加砂量受限、施工规模难以提高、压裂改造体积受限、压裂增产改造效果受限等问题，为套管水平井重复分段压裂提出了新的思路，使之适应于诸如页岩等储层的大型压裂施工的需要。

根据本发明一方面，提出了一种套管水平井多段重复压裂方法，该方法用于对包含多个段的水平井进行重复压裂，该方法包括：根据每一段的破胶要求，确定与每一段相对应的暂堵胶塞；向所述水平井中下可拖动封堵管柱；采用与每一段相对应的暂堵胶塞，对每一段中先前压裂施工后留下的老射孔孔眼依次进行封堵；对封堵后的水平井第一段进行重新定向射孔，并实施重复压裂施工；依次对水平井第二段至第M段中的每一段进行以下操作：下射孔桥塞联作管柱、坐封桥塞、重新定向射孔起出联作管柱、以及实施重复压裂施工，其中所述第一段是最远离井口的一段，所述第M段是最靠近井口的一段；以及实施压后钻除全部桥塞，完成钻除全部桥塞后暂堵胶塞破胶水化并返排出；其中，确定与每一段相对应的暂堵胶塞包括：确定与每一段相对应的暂堵胶塞，以使得在完成钻除全部桥塞后，每一段中的暂堵胶塞均实现破胶水化并返排出。

本发明各方面解决了套管水平井多段重复压裂中排量受限、压裂规模受限的问题，大大减小了施工中的管路摩阻，降低井口压力，提高加砂规模与施工效率，保证了诸如页岩气等大型压裂的施工效果，并解决了目前水平井重复压裂中面临的拖动管柱风险大，工具及管柱易失效等诸多问题；钻塞结束后，所有被封堵的先前孔眼的胶塞将均彻底破胶水化并从孔眼中返排出，保证了重复压裂后原有先前裂缝的产能不会受到影响；水平井重复压裂就像该井的第一次压裂施工一样，可按部就班的对每一段进行射孔、下桥塞、压裂施工，简化了施工工艺且便于实施，缩短了压裂施工时间，降低了施工难度和风险，提高了施工效率，确保了套管水平井重复压裂施工的成功，且施工工艺成本相对较低，有助于降本增效，确保更佳的经济效益。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明实施例的一种套管水平井多段重复压裂方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明实施例的一种套管水平井多段重复压裂方法的流程图，该方法用于对包含多个段的水平井进行重复压裂，该方法包括：

步骤101，根据每一段的破胶要求，确定与每一段相对应的暂堵胶塞；

步骤102，向所述水平井中下可拖动封堵管柱；

步骤103，采用与每一段相对应的暂堵胶塞，对每一段中先前压裂施工后留下的老射孔孔眼依次进行封堵；

步骤104，对封堵后的水平井第一段进行重新定向射孔，并实施重复压裂施工；

步骤105，依次对水平井第二段至第M段中的每一段进行以下操作：下射孔桥塞联作管柱、坐封桥塞、重新定向射孔起出联作管柱、以及实施重复压裂施工，其中所述第一段是最远离井口的一段，所述第M段是最靠近井口的一段；以及

步骤106，实施压后钻除全部桥塞，完成钻除全部桥塞后暂堵胶塞破胶水化并返排出；

其中，确定与每一段相对应的暂堵胶塞包括：确定与每一段相对应的暂堵胶塞，以使得在完成钻除全部桥塞后，每一段中的暂堵胶塞均实现破胶水化并返排出。

本发明实施例的总体思路不同于现有技术中的针对某一具体层段的重复压裂，而是采用了多段水平井同时进行重复压裂的方法。具体来说，本发明实施例采用了与现有技术中的“双封单卡拖动管柱”不同的工具，即采用了可拖动封堵管柱，在重复压裂之前，下可拖动封堵管柱，并利用暂堵胶塞对多段水平井中的所有先前射孔的老孔眼进行封堵，使得后续的水平井重复压裂就像该井的第一次压裂施工一样，可对每一段进行正常的压裂施工。这种方式成功解决了现有的水平井多段重复压裂中排量受限、压裂规模受限的问题，大大减小了施工中的管路摩阻，降低井口压力，提高加砂规模与施工效率，尤其适用于页岩气等大型压裂，提高其施工效果。

并且，本实施例解决了目前水平井重复压裂中面临的拖动管柱风险大，工具及管柱易失效等诸多问题，简化了施工工艺且便于实施，缩短了压裂施工时间，降低了施工难度和风险，提高了施工效率，确保了套管水平井重复压裂施工的成功，且施工工艺成本相对较低，有助于降本增效，确保更佳的经济效益。

此外，本实施例采用了不同于现有技术的暂堵胶塞设计方案，通过根据每一段的破胶时间，确定与每一段相对应的暂堵胶塞，使得压裂结束并成功钻塞后，每段的胶塞均实现彻底破胶水化并返排出，保证了重复压裂后原有先前裂缝的产能不会受到影响，实现了新先前裂缝的产能合采。

为便于理解本实施例，现详细描述本实施例的一些具体示例。本领域技术人员应理解，这些示例仅为了便于理解，而非意在以任何方式限制本发明。

确定暂堵胶塞

本实施例根据每一段的破胶要求，确定与每一段相对应的暂堵胶塞，以使得在压裂施工和压后钻塞完成后，每一段中的暂堵胶塞均实现破胶水化并返排出。其中破胶要求例如可包括对破胶时间的要求和对破胶后粘度的要求等。

在一个示例中，可按照如下方式确定每一段的破胶时间。假设目标水平井要完成M段的重复压裂，分段压裂若按1天进行m段施工，则完成M段压裂需要M/m天的时间，那么意味着靠近井底前几段的暂堵胶塞要经受更长时间的高压差考验。所以可以在即将实施重复压裂前，首先计算好每段的破胶时间，例如第1段(最靠近井底的一段)的破胶时间＝M/m天+钻完所有M-1个桥塞的时间，第N段(N＝1,2,3…..,M)的破胶时间＝M/m天－(N－1)×0.5天+钻完所有M-1个桥塞的时间，其中M为要完成重复压裂的总段数，N＝1,2,3…..,M，m为每天能完成分段压裂施工的段数。

对破胶后粘度的要求可为：使得每一段的暂堵胶塞在破胶后的粘度均能确保实现返排出。

可根据破胶要求(例如所计算的破胶时间和需要的破胶后粘度)，选择针对每一段的暂堵胶塞，使得整个M段的重复压裂结束并成功钻塞后，每段的胶塞均实现彻底破胶水化并返排出，优选地，实现同时彻底破胶水化并返排出。

根据一个示例，可选用具备以下特性的暂堵胶塞：承压差能力好、耐温性能好、成胶时间可调、可以自动破胶、破胶时间可控等，以达到每段所用的胶塞在所有井段的压裂施工结束并完成钻塞后，能实现全部破胶，优选地，实现同步破胶。

此外，确定暂堵胶塞时还可考虑施工中的其他因素，例如包括：封堵后的抗压能力能够达到重复压裂的井底施工条件(如：假设某一段井底压力为70MPa，孔隙压力为30MPa，那么暂堵胶塞的耐压差应得到40MPa以上)。

根据本实施例提出的以上选择暂堵胶塞的原则，本领域技术人员应能够根据实际需要，选择与每一段相对应的暂堵胶塞。

在一个示例中，待所有暂堵胶塞成胶封堵住所有先前的老射孔孔眼后，可对封堵效果进行试压，试压合格后，可进行后续操作。

封堵

可向所述水平井中下可拖动封堵管柱，并在下可拖动封堵管柱之后，采用与每一段段相对应的暂堵胶塞，依次对每一段段中先前压裂施工后留下的老射孔孔眼进行封堵

可拖动封堵管柱可以是管串形式，例如可以是连续油管加封隔器、或者油管加封隔器等构成的管串形式的可拖动封堵管柱。

重复压裂施工和压后钻塞

经过上述操作之后，所有先前射孔孔眼已经全部封堵，水平井就犹如一个不存在先前射孔孔眼的“新井”，因此可以像在该井中第一次进行压裂施工一样，对其进行重复压裂，该重复压裂的过程可以完全按照常规的第一次压裂的方式，通过射孔、下桥塞、压裂等步骤来完成，在重复压裂完成之后，可进行压后钻塞。

为便于理解，以下给出一种压裂施工和压后钻塞过程的示例。

下射孔管柱，并采用定向射孔技术对水平井的第一段进行重新定向射孔，然后对第一段进行重复压裂施工；下射孔桥塞联作管柱对第二段进行重新射孔，射孔校深后坐封桥塞，验封合格后提至预射孔位置，点火对第二段进行射孔(即重新定向射孔)，起出联作管柱，然后对第二段实施重复压裂作业；第三段至最后一段的施工过程同第二段，如此循环，完成多段水平井所有层段的压裂施工。

可以采用例如连续油管结合井下动力钻具方式，钻扫井内所有桥塞，钻塞结束后，每一段封堵先前暂堵孔眼的胶塞将均彻底破胶水化并从孔眼中返排出，不影响原有先前裂缝的产能，实现新老裂缝的产能合采。

本发明实施例可取得的有益技术效果包括：

(1)封堵所有先前射孔后，水平井重复压裂就像该井的第一次压裂施工一样，可如第一压裂施工一样对每一段进行射孔、下桥塞、压裂等，这成功解决了水平井多段重复压裂中排量受限、压裂规模受限的问题，大大减小了施工中的管路摩阻，降低井口压力，提高加砂规模与施工效率，保证了诸如页岩气等大型压裂的施工效果，并解决了目前水平井重复压裂中面临的拖动管柱风险大，工具易失效等诸多问题；

(2)钻塞结束后，所有被封堵的先前孔眼的胶塞将均彻底破胶水化并从孔眼中返排出，保证了重复压裂后原有先前裂缝的产能不会受到影响；

(3)本实施例简化了施工工艺且便于实施，缩短了压裂施工时间，降低了施工难度和风险，提高了施工效率，确保了套管水平井重复压裂施工的成功，且施工工艺成本相对较低，有助于降本增效，确保更佳的经济效益。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (7)

1.一种套管水平井多段重复压裂方法，其特征在于，包括：

根据每一段的破胶要求，确定与每一段相对应的暂堵胶塞；

向所述水平井中下可拖动封堵管柱；

采用与每一段相对应的暂堵胶塞，对每一段中先前压裂施工后留下的老射孔孔眼依次进行封堵；

对封堵后的水平井第一段进行重新定向射孔，并实施重复压裂施工；

依次对水平井第二段至第M段中的每一段进行以下操作：下射孔桥塞联作管柱、坐封桥塞、重新定向射孔起出联作管柱、以及实施重复压裂施工，其中所述第一段是最远离井口的一段，所述第M段是最靠近井口的一段；以及

实施压后钻除全部桥塞，完成钻除全部桥塞后暂堵胶塞破胶水化并返排出；

其中，确定与每一段相对应的暂堵胶塞包括：确定与每一段相对应的暂堵胶塞，以使得在完成钻除全部桥塞后，每一段中的暂堵胶塞均实现破胶水化并返排出。

2.根据权利要求1所述的套管水平井重复压裂方法，进一步包括，通过以下公式计算每一段的破胶时间：

第N段的破胶时间＝M/m天－(N－1)×0.5天+钻完所有M-1个桥塞的时间，

其中M为要完成重复压裂的总段数，N＝1,2,3…,..,M，m为每天能完成分段压裂施工的段数。

3.根据权利要求1所述的套管水平井重复压裂方法，其中，确定与每一段相对应的暂堵胶塞包括：

确定与每一段相对应的暂堵胶塞，以使得在上述压裂施工和压后钻塞完成后，每一段中的暂堵胶塞实现同步破胶水化并返排出。

4.根据权利要求1所述的套管水平井重复压裂方法，其中，确定与每一段相对应的暂堵胶塞包括：

确定与每一段相对应的暂堵胶塞，以使得封堵后的抗压能力能够达到重复压裂的井底施工条件。

5.根据权利要求1所述的套管水平井重复压裂方法，其中，所述破胶要求包括对破胶时间的要求和对破胶后粘度的要求。

6.根据权利要求5所述的套管水平井重复压裂方法，其中所述可拖动封堵管柱为连续油管加封隔器或油管加封隔器构成的管串形式的可拖动封堵管柱。

7.根据权利要求1所述的套管水平井重复压裂方法，进一步包括，对每一段中先前压裂施工后留下的所有先前射孔孔眼进行封堵后，对封堵效果进行试压，试压合格后，进行后续操作。