CN107191169A - 用于低产低效老油井的重复压裂方法 - Google Patents
用于低产低效老油井的重复压裂方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于低产低效老油井的重复压裂方法，其涉及重复压裂增产技术领域，该方法包括：根据储层微观特征、生产动态分析和测试获取的现场参数进行数值模拟得到储层剩余油分布特征；建立单井或井网开发条件下的地应力场预测模型以得到重复压裂前地应力场状态；基于储层剩余油分布特征得到重构的储层；根据重复压裂前地应力场状态得到重构的地应力场；对储层的人工裂缝穿透度进行优化以促使裂缝之间产生应力干扰，改变裂缝扩展方向与复杂度得到重构的地下渗流场；在重构的储层、重构的地应力场和重构的地下渗流场下建立人工复杂缝网渗流通道以形成缝控基质单元；向储层进行大规模注水以提高缝控基质单元中流体向裂缝渗流驱动压差。
Description
技术领域
本发明涉及油气田开发中的重复压裂增产技术领域，特别涉及一种用于低产低效老油井的重复压裂方法。
背景技术
重复压裂作为已开发油气田稳产和开发效益提高的重要措施，近几年得到了极大关注。以往重复压裂技术改造以老裂缝充填完善为主，辅助部分裂缝转向技术，进而形成了常规重复压裂和转向重复压裂技术。常规重复压裂技术主要是指重新撑开原有裂缝，解决初期压裂改造规模不够等问题；而转向重复压裂技术主要是为了封堵原有裂缝，压开新缝。
已开发油气田老井低产低效的原因一般可分为三类：一是注水开发不均衡，表现为开发中后期高含水，受储层非均质和裂缝影响，油井受效不均衡等；二是注水开发无效，体现为储层及流体物性条件差，投产即持续低产，难以建立有效驱替压力系统；三是水平井衰竭式开发，主要特征为初期产量相对较低、递减快，注水开发无法实现有效驱替。针对前两类老井，常规重复压裂工艺适应性变差：第一类中的许多老井已经过多轮次重复压裂，压后含水上升快、有效期短、单井增油量越来越低；第二类中的老井初次重复压裂就会出现单井产量低、含水稳定、有效期短的特征；而针对第三类水平井的重复压裂技术目前尚处于探索阶段。因此，急需一种有效的压裂方法以适对目前处于低产低效的已开发油气田老井。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种用于低产低效老油井的重复压裂方法，其能够有效的对低产低效的老井进行重复压裂，进而提高油田的最终采收率。
本发明实施例的具体技术方案是：
一种用于低产低效老油井的重复压裂方法，其包括以下步骤：
根据储层微观特征、生产动态分析和测试获取的现场参数进行数值模拟研究得到储层剩余油分布特征；
建立单井或井网开发条件下的地应力场预测模型以得到重复压裂前地应力场状态；
基于所述储层剩余油分布特征对储层进行优化重构得到重构的储层；
根据所述重复压裂前地应力场状态通过压裂技术对地应力场进行重构得到重构的地应力场；
对储层的人工裂缝穿透度进行优化以促使裂缝之间产生应力干扰，改变裂缝扩展方向与复杂度从而实现对地下渗流场的重构得到重构的地下渗流场；
在重构的储层、重构的地应力场和重构的地下渗流场的协同效应下建立人工复杂缝网渗流通道以形成缝控基质单元；
向储层进行大规模注水以提高所述缝控基质单元中流体向裂缝渗流驱动压差。
在一种优选的实施方式中，在所述根据储层微观特征、生产动态分析和测试获取的现场参数进行数值模拟研究得到储层剩余油分布特征的步骤中，其具体为，通过室内模拟实验描述储层微观特征，并开展生产动态分析和测试获取现场参数，在此基础上进行数值模拟研究，描述得到储层剩余油分布特征，同时部署加密检查井取心分析，以确定储层剩余油分布特征的准确性。
在一种优选的实施方式中，在所述基于所述储层剩余油分布特征对储层进行优化重构得到重构的储层的步骤中，其具体为：针对不同的储层剩余油分布特征，通过优化改造井型、井筒条件和/或射孔方式得到重构的储层。
在一种优选的实施方式中，在所述建立单井或井网开发条件下的地应力场预测模型以得到重复压裂前地应力场状态的步骤中，根据储层原始力学性质和应力参数、开发引起的地应力场重新分布相结合建立单井或井网开发条件下的地应力场预测模型以计算得到重复压裂前地应力场状态。
在一种优选的实施方式中，在所述基于所述储层剩余油分布特征对储层进行优化重构得到重构的储层的步骤中包括：对于注水开发不均衡的储层，通过转向压裂技术改善重复压裂区块的侧向驱替效果，或通过侧向水平井实现水驱波及范围之间的剩余油富集区储层全沟通；若纵向上水驱波及范围主要分布在物性相对较好的层段，剩余油相对富集于物性较差的层段，则需对水淹程度高的层段老孔进行封堵，再通过对未改造或未充分改造层段进行再次补孔压裂。
在一种优选的实施方式中，在所述基于所述储层剩余油分布特征对储层进行优化重构得到重构的储层的步骤中还包括：对于注水开发无效的储层，则采用老井侧钻或水平井多段压裂的方式。
在一种优选的实施方式中，在所述基于所述储层剩余油分布特征对储层进行优化重构得到重构的储层的步骤中还包括：对于水平井衰竭式开发的储层，则通过下入膨胀管封堵原射孔段，或重新下入管柱以重新射孔从而重构井筒。
在一种优选的实施方式中，在所述根据所述重复压裂前地应力场状态通过压裂技术对地应力场进行重构得到重构的地应力场的步骤中，其具体为：根据所述重复压裂前地应力场状态通过转向压裂技术和/或水平井交错布缝和/或多口井同步压裂技术措施重构地应力场得到重构的地应力场。
在一种优选的实施方式中，在所述在重构的储层、重构的地应力场和重构的地下渗流场的协同效应下建立人工复杂缝网渗流通道以形成缝控基质单元的步骤中，其具体为：基于重构的储层、重构的地应力场和重构的地下渗流场的协同效应下，建立人工复杂缝网渗流通道以形成缝控基质单元，实现缝控基质单元中的流体向裂缝渗流距离最短，所需驱动压差最小。
在一种优选的实施方式中，在所述向储层进行大规模注水以提高所述缝控基质单元中流体向裂缝渗流驱动压差的步骤中，其具体为：通过向储层进行大规模注水，以补充地层能量，从而提高基质中的流体向裂缝渗流驱动压差，当在对油井压裂时利用地层水与压裂液之间的矿化度差实现渗析平衡，促使缝控基质单元中的流体与压裂液发生置换，从而在压裂时提高压裂液的驱动效果。
本发明的技术方案具有以下显著有益效果：
本申请中的用于低产低效老油井的重复压裂方法基于储层剩余油分布特征对储层进行优化重构得到重构的储层，以为体积压裂创造条件，然后再根据所述重复压裂前地应力场状态通过压裂技术对地应力场进行重构得到重构的地应力场，如此可以将储层内部打碎，形成裂缝网络，改变缝控基质单元向裂缝渗流的模式，从而可以在日后的开发中提高注入压裂液的驱动效果，最终实现提高采收率的目的，本申请中的方法对低产低效的老油井的效果明显，具有指导意义。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
图1为本发明中用于低产低效老油井的重复压裂方法的流程示意图一。
图2为本发明中用于低产低效老油井的重复压裂方法中的示意图二。
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
为了能够有效的对低产低效的老井进行重复压裂，以提高油田的最终采收率，在本申请中提出了一种用于低产低效老油井的重复压裂方法，图1为本发明中用于低产低效老油井的重复压裂方法的流程示意图，如图1所示，该用于低产低效老油井的重复压裂方法可以包括以下步骤：
S100：根据储层微观特征、生产动态分析和测试获取的现场参数进行数值模拟研究得到储层剩余油分布特征。
在本步骤中，通过室内模拟实验描述储层微观特征，并开展生产动态分析和测试获取现场参数，在此基础上进行数值模拟研究，描述得到储层剩余油分布特征，同时部署加密检查井取心分析，以确定储层剩余油分布特征的准确性。
S200：建立单井或井网开发条件下的地应力场预测模型以得到重复压裂前地应力场状态。
由于诱导应力一般主要由于油气井生产和注水等作业导致的地层孔隙压力和温度变化而产生的，当诱导应力与原始的地应力场相叠加时，会促使地应力场发生一定程度的反转。因此，在本步骤中，根据储层原始力学性质和应力参数、开发引起的地应力场重新分布相结合建立单井或井网开发条件下的地应力场预测模型，以研究计算得到重复压裂前地应力场状态。
S300：基于所述储层剩余油分布特征对储层进行优化重构得到重构的储层。
在本步骤中，针对不同的储层剩余油分布特征，通过优化改造井型、井筒条件和/或射孔方式得到重构的储层，该步骤的目的是为体积压裂创造条件。图2为本发明中用于低产低效老油井的重复压裂方法中的示意图二，本步骤可以包括以下选择：
S301：对于注水开发不均衡的储层，通过转向压裂技术改善重复压裂区块的侧向驱替效果，或通过侧向水平井实现水驱波及范围之间的剩余油富集区储层全沟通；若纵向上水驱波及范围主要分布在物性相对较好的层段，剩余油相对富集于物性较差的层段，则需对水淹程度高的层段老孔进行封堵，再通过对未改造或未充分改造层段进行再次补孔压裂。
S302：对于注水开发无效的储层，则采用老井侧钻或水平井多段压裂的方式以补充地层能量，进而为以后实现有效驱替做准备。
S303：对于水平井衰竭式开发的储层，则通过下入膨胀管封堵原射孔段，或重新下入管柱，重新射孔以达到重构井筒，从而实现对未动用层段的彻底改造。
S400：根据所述重复压裂前地应力场状态通过压裂技术对地应力场进行重构得到重构的地应力场。
在本步骤中，根据重复压裂前地应力场状态通过转向压裂技术和/或水平井交错布缝和/或多口井同步压裂技术等措施重构地应力场，得到重构的地应力场。
S500：对储层的人工裂缝穿透度进行优化以促使裂缝之间产生应力干扰，改变裂缝扩展方向与复杂度从而实现对地下渗流场的重构得到重构的地下渗流场。
在本步骤中，对储层的人工裂缝穿透度进行优化以促使裂缝之间产生应力干扰，改变裂缝扩展方向与复杂度，这样有利于增加重复压裂对未泄油区的沟通，实现对地下渗流场的重构得到重构的地下渗流场，。
S600：在重构的储层、重构的地应力场和重构的地下渗流场的协同效应下建立人工复杂缝网渗流通道以形成缝控基质单元。
在本步骤中，基于重构的储层、重构的地应力场和重构的地下渗流场的协同效应下，建立人工复杂缝网渗流通道以形成缝控基质单元，实现缝控基质单元中的流体向裂缝渗流距离最短，所需驱动压差最小。
S700：向储层进行大规模注水以提高所述缝控基质单元中流体向裂缝渗流驱动压差。
在本步骤中，通过向储层进行大规模注水，以补充地层能量，从而提高基质中的流体向裂缝渗流驱动压差。结合闷井渗析，利用地层水与压裂液之间的矿化度差实现渗析平衡，促使缝控基质单元中的流体与压裂液发生置换，从而在对油井压裂时可以提高压裂液的驱动效果。
由于原始地层水与注入压裂液的矿化度存在差异，地层水矿化度高，注入压裂液等液体的矿化度低，缝控基质单元中粘土等微观成分在孔喉形成半透膜，根据渗析理论，水分子通过半透膜向浓度高的一侧流动，因此注入的压裂液不断向缝控基质单元孔隙中扩散，直到实现渗析平衡，这个过程导致压裂液进入孔隙，在缝控基质单元孔隙体积一定的情况下，缝控基质单元中的原油将随之被置换出孔隙，并延裂缝渗流采出，如此可以提高驱动效果，最终实现提高采收率的目的。例如，在压裂过程中注入液体主要为压裂液，针对低渗、特低渗储层压裂液的矿化度较低，其数量级在10-102左右，地层水的总矿化度数量级在104-105左右，通过模拟计算实现渗析平衡的压差可达到20Mpa左右，其非常有利于促使缝控基质单元中的流体与压裂液发生置换。
本申请中的用于低产低效老油井的重复压裂方法基于储层剩余油分布特征对储层进行优化重构得到重构的储层，以为体积压裂创造条件，然后再根据所述重复压裂前地应力场状态通过压裂技术对地应力场进行重构得到重构的地应力场，如此可以将储层内部打碎，形成裂缝网络，改变缝控基质单元向裂缝渗流的模式，从而可以在日后的开发中提高注入压裂液的驱动效果，最终实现提高采收率的目的。本申请中的方法对低产低效的老油井的效果明显，具有指导意义，特别适用于注水开发不均衡、无效的老井以及衰竭式开发的水平井。
多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于低产低效老油井的重复压裂方法，其特征在于，其包括以下步骤：
根据储层微观特征、生产动态分析和测试获取的现场参数进行数值模拟研究得到储层剩余油分布特征；
建立单井或井网开发条件下的地应力场预测模型以得到重复压裂前地应力场状态；
基于所述储层剩余油分布特征对储层进行优化重构得到重构的储层；
根据所述重复压裂前地应力场状态通过压裂技术对地应力场进行重构得到重构的地应力场；
对储层的人工裂缝穿透度进行优化以促使裂缝之间产生应力干扰，改变裂缝扩展方向与复杂度从而实现对地下渗流场的重构得到重构的地下渗流场；
在重构的储层、重构的地应力场和重构的地下渗流场的协同效应下建立人工复杂缝网渗流通道以形成缝控基质单元；
向储层进行大规模注水以提高所述缝控基质单元中流体向裂缝渗流驱动压差。
2.根据权利要求1所述的用于低产低效老油井的重复压裂方法，其特征在于，在所述根据储层微观特征、生产动态分析和测试获取的现场参数进行数值模拟研究得到储层剩余油分布特征的步骤中，其具体为，通过室内模拟实验描述储层微观特征，并开展生产动态分析和测试获取现场参数，在此基础上进行数值模拟研究，描述得到储层剩余油分布特征，同时部署加密检查井取心分析，以确定储层剩余油分布特征的准确性。
3.根据权利要求1所述的用于低产低效老油井的重复压裂方法，其特征在于，在所述基于所述储层剩余油分布特征对储层进行优化重构得到重构的储层的步骤中，其具体为：针对不同的储层剩余油分布特征，通过优化改造井型、井筒条件和/或射孔方式得到重构的储层。
4.根据权利要求1所述的用于低产低效老油井的重复压裂方法，其特征在于，在所述建立单井或井网开发条件下的地应力场预测模型以得到重复压裂前地应力场状态的步骤中，根据储层原始力学性质和应力参数、开发引起的地应力场重新分布相结合建立单井或井网开发条件下的地应力场预测模型以计算得到重复压裂前地应力场状态。
5.根据权利要求1所述的用于低产低效老油井的重复压裂方法，其特征在于，在所述基于所述储层剩余油分布特征对储层进行优化重构得到重构的储层的步骤中包括：对于注水开发不均衡的储层，通过转向压裂技术改善重复压裂区块的侧向驱替效果，或通过侧向水平井实现水驱波及范围之间的剩余油富集区储层全沟通；若纵向上水驱波及范围主要分布在物性相对较好的层段，剩余油相对富集于物性较差的层段，则需对水淹程度高的层段老孔进行封堵，再通过对未改造或未充分改造层段进行再次补孔压裂。
6.根据权利要求5所述的用于低产低效老油井的重复压裂方法，其特征在于，在所述基于所述储层剩余油分布特征对储层进行优化重构得到重构的储层的步骤中还包括：对于注水开发无效的储层，则采用老井侧钻或水平井多段压裂的方式。
7.根据权利要求5所述的用于低产低效老油井的重复压裂方法，其特征在于，在所述基于所述储层剩余油分布特征对储层进行优化重构得到重构的储层的步骤中还包括：对于水平井衰竭式开发的储层，则通过下入膨胀管封堵原射孔段，或重新下入管柱以重新射孔从而重构井筒。
8.根据权利要求1所述的用于低产低效老油井的重复压裂方法，其特征在于，在所述根据所述重复压裂前地应力场状态通过压裂技术对地应力场进行重构得到重构的地应力场的步骤中，其具体为：根据所述重复压裂前地应力场状态通过转向压裂技术和/或水平井交错布缝和/或多口井同步压裂技术措施重构地应力场得到重构的地应力场。
9.根据权利要求1所述的用于低产低效老油井的重复压裂方法，其特征在于，在所述在重构的储层、重构的地应力场和重构的地下渗流场的协同效应下建立人工复杂缝网渗流通道以形成缝控基质单元的步骤中，其具体为：基于重构的储层、重构的地应力场和重构的地下渗流场的协同效应下，建立人工复杂缝网渗流通道以形成缝控基质单元，实现缝控基质单元中的流体向裂缝渗流距离最短，所需驱动压差最小。
10.根据权利要求1所述的用于低产低效老油井的重复压裂方法，其特征在于，在所述向储层进行大规模注水以提高所述缝控基质单元中流体向裂缝渗流驱动压差的步骤中，其具体为：通过向储层进行大规模注水，以补充地层能量，从而提高基质中的流体向裂缝渗流驱动压差，当在对油井压裂时利用地层水与压裂液之间的矿化度差实现渗析平衡，促使缝控基质单元中的流体与压裂液发生置换，从而在压裂时提高压裂液的驱动效果。
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