CN107387053A - 一种大通道主裂缝与复杂缝网协同压裂的方法 - Google Patents
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Abstract
一种大通道主裂缝与复杂缝网协同压裂的方法,是应用在油气田开发领域的“乡村路网+高速公路”模式新型压裂技术,本发明将通道压裂技术和转向压裂技术有机的结合为一体,并提出了实施的办法,适用于中高渗透砂岩、页岩、致密砂岩、煤岩等各类常规和非常规储层,可实现直井和水平井更大范围内的体积改造,增强储层流体流动能力,延长增产有效期,提高油气采收率,同时可以更大幅度的降低施工费用,对于油气资源的开发具有积极的指导作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种大通道主裂缝与复杂缝网协同压裂的方法,属于油气田开发研究的技术领域。
背景技术
随着中老油田开发难度的增加,以及页岩气藏、煤层气藏、致密砂岩油气藏等非常规储层勘探开发进程的加快,通道压裂技术,例如中国专利ZL201310279118.8与转向压裂技术,作为两种新兴的压裂技术逐渐在施工现场得到推广和应用。
通道压裂技术采用特殊的纤维压裂液和独特的泵注程序,采用脉冲加砂的方法,在地层内形成不连续的支撑剂团,从而实现无限导流能力的支撑裂缝,为地层油气水提供大的流通通道。该技术形成的裂缝可以形象的比喻为“高速公路”,具有快速、高产的特点。该技术的优点是油气井产量高,适合于高渗透率的储层。缺点是不适合低渗透率的页岩、致密砂岩、煤岩等非常规储层,该技术只能开采裂缝附近的油气资源,远离裂缝的油气资源难于采出,而且有效期短,油气井产量下降快。
转向压裂是针对低渗透储层开发的一项技术,在压裂过程中,当形成了具有一定长度的裂缝后,往裂缝内泵注一定量的暂堵剂,暂堵剂在裂缝深处膨胀,阻止裂缝继续延伸,导致裂缝转向,形成了不同于大通道主裂缝的次生裂缝,经过多次泵注暂堵剂,在地层内实现多次裂缝转向,最终形成复杂的裂缝形态。该技术形成的裂缝可以比喻为“乡村路网”,四通八达,把偏远地方连接起来。该技术的优点是可以在地层形成复杂裂缝网络,有利于页岩、致密砂岩、煤岩等储层的压裂增产,可以把远离井筒的油气资源开采出来。缺点是复杂裂缝网络缝宽小,支撑剂充填不充分,导流能力低,虽然可以通过裂缝网络把地层深部的油气资源开采出来,但由于缺乏一条大通道,大量的油气汇集到井筒附近后,导致油气在井筒附近渗流阻力增大,流动不畅通,严重影响了压裂后油气井的产量,而且该技术主要用于水平井,在直井的应用效果并不理想。
通道压裂技术和转向压裂技术在国内外均处于试验与发展阶段,各自单独施工时都表现出了较好的增产效果,但也存在难于克服的困难。本发明创造性地将这两种增产技术有机结合为一体,形成了一种新的压裂技术,该技术能够发挥通道压裂和转向压裂的优势,并能克服两者的不足,更大幅度的增大改造体积,增强储层流体渗流能力,提高油气采收率,降低施工费用,成为一项新的革命性的增产技术。目前,无论国内或国外都还未提出转向压裂技术与通道压裂相结合的研究思想,即本发明所述的“乡村路网+高速公路”模式的压裂技术。两种技术的融合,并不是简单的拼凑在一起,而是创新性的有机结合,需要解决两者之间的诸多冲突的问题,主要技术难点有:
(一)如何让大通道主裂缝(高速公路)和复杂缝网(乡村公路)有机的结合起来,确保复杂缝网的每一条裂缝都能与大通道主裂缝相连通?如果复杂缝网中的裂缝不能和大通道主裂缝连通,则这条裂缝就不能发挥任何积极作用。
解决的方法:转向压裂时会形成微裂缝、小裂缝、中裂缝和大裂缝,这些不同尺度的裂缝构成了复杂裂缝网络。只有确保这些不同尺度的裂缝均有支撑剂所支撑,而不会闭合,后期进行高大通道主裂缝压裂时,高大通道主裂缝就能与复杂缝裂缝内的所有裂缝保持连通,每一条裂缝均能发挥作用。因此,转向压裂时,在前置液中加入至少三种不同粒径的支撑剂,支撑剂粒径的构成呈阶梯状分布。首先加入小粒径(100目)支撑剂,确保微裂缝能被支撑;其次加入80目支撑剂,确保小裂缝能被支撑;最后加入粒径稍微大些的支撑剂(40-70目),确保中、大裂缝也能被支撑,三种支撑剂的总砂比为1%~10%。如果施工条件允许,也可以加入支撑剂历经数量,粒径构成更加精细的阶梯状分布,由此解决了复杂裂缝那个网络与大通道主裂缝连通的问题。这是本发明的重要创新。
(二)对于一定地质条件和一定复杂程度的缝网,需要匹配多大导流能力的大通道主裂缝?大通道主裂缝导流能力太小,会抑制地层油气的产量,大通道主裂缝过大,则浪费导流能力,增加了额外的成本;
解决的方法:1)根据储层的孔隙度、渗透率、有效果厚度等地质条件,再结合转向压裂的规模(砂量、液量,排量、暂堵次数、暂堵剂用量等参数),用油藏数值模拟的方法计算出该储层的最大产量QRmax;
2)根据多年研究的结果,为了确保大通道的导流能力任何时刻都能满足复杂缝网的产能需要,考虑大通道导流能力的衰减,提出了一个确定大通道导流能力的计算公式。得到:
QC=A·QRmax·e-bt公式(I)
QC:高大通道主裂缝的最小流通液量,方/天;
A:产能系数,一般取1-2;
QRmax:储层的最大产量,方/天;
b:时间系数产能系统,一般取0-1;
t:时间,天;
根据公式(I),再由达西公式,可以算出大通道压裂需要的导流能力,结合支撑剂导流能力的实验结果,可以得到大大通道主裂缝压裂的规模:液量、砂量、排量、纤维量、脉冲级数等关键参数,该计算方法为本专利所提出。
(三)施工时,一般的过程是先形成复杂缝网,再形成大通道主裂缝。如何确保压裂大通道主裂缝时,复杂缝网不受影响?复杂缝网的导流能力和渗透率不受到大通道主裂缝压裂时胍尔胶压裂液的污染伤害?
解决的方法:
(1)在复杂缝网压裂施工后期,泵注一定量的水溶性暂堵剂,起到暂时封堵复杂缝网的作用,防止胍胶压裂液进入复杂缝网,起到保护复杂缝网的作用。水溶性暂堵剂2-3小时后自动降解。水溶性暂堵剂的用量Qd:
Qd=Lf·n公式(II)
Qd:暂堵剂用量,kg
Lf:大大通道主裂缝长度,m;
n:用量系数,kg/m;
公式(II)可以计算得到需要的水溶性暂堵剂用量,由本专利所提出。
(2)大通道主裂缝压裂,在胍胶压裂液中添加微胶囊破胶剂,确保胍胶压裂液能够完全破胶,即使少量胍胶进入复杂缝网内,由于破胶彻底,也不会对复杂缝网造成大的伤害。
(四)施工过程中,压裂大通道主裂缝和复杂缝网所用的压裂液、支撑剂均不一样,施工过程中不能停泵,如何在施工过程中把两者连贯起来,形成一体化作业?同时要确保两种支撑剂不能混合?
解决的方法:
(1)准备压裂液大罐若干个,按施工照要求摆放好。装滑溜水的命名为A区(复杂缝网压裂用),胍胶压裂液的为B区(大大通道主裂缝压裂用)。要求:A区大罐彼此串联,B区大罐彼此串联。A区和B区之间用三通连接,可随时转换阀门。
(2)准备支撑剂运输车若干台,一部分装小粒径支撑剂,另一部分装大粒径支撑剂。
(3)按照事先的施工方案,完成复杂缝网的施工,即使用A区的压裂液和小粒径撑剂,施工完成后,迅速转换阀门,即B区压裂液与井筒连通。
(4)按照设计方案,开始大通道主裂缝的施工,使用B区的压裂液和大粒径支撑剂,为了保证复杂缝网不受胍胶压裂液的污染伤害,需要降低压裂压裂液的滤失,因此,在大通道主裂缝刚开始施工时,在压裂液中添加适量的降滤失剂,减少胍胶压裂液进入复杂缝网的数量。同时要求,适当提高压裂液的粘度,形成规则裂缝,大通道主裂缝尽可能穿过复杂缝网的次生裂缝,尽量不受复杂缝网次生裂缝的影响而转向,保证了两种支撑剂不混合。
(5)完成大大通道主裂缝施工后,按照要求进行顶替,施工结束。
以上是本发明所要解决的关键技术问题,本发明创造性的提出了解决这些问题的方法,并进行了实践。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种大通道主裂缝与复杂缝网协同压裂的方法。
本发明还提供上述压裂方法的应用。
本发明的技术方案如下:
一种大通道主裂缝与复杂缝网协同压裂的方法,包括步骤如下:
(1)形成复杂缝网的裂缝:
配制转向压裂用前置液,在高于储层破裂压力的泵注压力作用下,泵入地层:压裂形成复杂缝网的裂缝;
在所述前置液中加入支撑剂形成混合前置液,将其泵入所述复杂缝网的裂缝,砂比为2%~10%,所述砂比为支撑剂总体积与压裂液体积的比值;
(2)支撑所述复杂缝网的裂缝:
配制混砂液,将支撑剂和压裂液在混砂车中均匀混合,泵入地层,以支撑步骤(1)形成的裂缝;所述压裂液粘度为0~150mPa·s;所述混砂液中砂比为5%~30%;
(3)预测步骤(1)所形成的裂缝走向和裂缝分布形态,并设计所述裂缝转向位置,计算所需要的暂堵剂用量;上述预测分布形态、设计转向位置、计算暂堵剂用量均可有本领域技术人员利用综合岩石力学参数、破裂压力分析、施工曲线分析以及地震监测图像获知,通过在混砂车上投放预定量的暂堵剂,通过控制施工排量,保证暂堵剂在规定的时间内达到预定位置,暂堵剂在地层温度、压力作用下,开始快速膨胀,封堵原裂缝,实施裂缝暂堵;所述的裂缝转向位置,是指在该位置,原裂缝将会被封堵,从原裂缝的侧面衍生出新裂缝,所述新裂缝属于复杂缝网的一部分。新裂缝与原裂缝具有一定角度。一般地,一次施工会进行多次暂堵转向,也即会有多个裂缝转向位置;
(4)重复步骤(1),在原裂缝周围形成二次裂缝:
改变原裂缝起裂方位,在原裂缝周围产生二级次生新裂缝属于复杂缝网的一部分;由于暂堵剂的膨胀封堵作用,后续压裂液不能向天然裂缝或先期人工裂缝流动,导致井底压力升高至储层破裂压力,进而形成二次破裂;
(5)重复步骤(3)~(4),在原裂缝周围形成多级次生裂缝;一般可以进行3-5级,就可以满足增产的要求,过多的级数会增加成本。多级次的生裂缝形成了复杂的裂缝网络系统,实现层间转向或层内转向,使储层达到长、宽、高三维方向的全面改造,从而实现了“乡村路网”;
(6)配制通道压裂用基液和纤维混砂液,所述基液粘度20~100mPa·s,纤维混砂液粘度50~200mPa·s;
所述纤维混砂液的砂比为5%~90%,纤维比例1%-20%;所述纤维混砂液由支撑剂和压裂液按一定比例配制而成;
(7)基液的泵注形成一条通道压裂的大通道主裂缝,在泵注完基液后,向所述大通道主裂缝泵注清水或滑溜水压裂液,清水压裂液或滑溜水压裂液从大通道主裂缝进入复杂裂缝的各级次生裂缝;向原压裂层泵注较高粘度的基液,在地层形成一条通道压裂的大通道主裂缝,为了确保大通道主裂缝能够与复杂缝网的各级次生裂缝沟通,实现大通道主裂缝与复杂缝网的每一条裂缝都能完全沟通,从而增加缝网的流动效率,延长增产有效期,更大幅度地提高储层增产改造效果;
(8)支撑剂段塞注入:向大通道主裂缝中交替循环泵入有支撑剂的所述纤维混砂液和无支撑剂的所述基液,实现非均匀脉冲加砂,一条大通道主裂缝的脉冲级数为5-100级;在支撑剂段塞注入时,以恒定比例向有支撑剂的混砂液中加入纤维,形成纤维混砂液;
所述非均匀脉冲加砂:通道压裂的脉冲加砂往往是等时间、均匀脉冲,采用非均匀脉冲式加砂,即每一次脉冲的时间是不相等的,脉冲的间距也不是均匀的,有利于实现大大通道主裂缝与复杂缝网的有效沟通;
所述的脉冲时间为0~4min,泵入速度为0~15m3/min;
所述纤维的加入量为每立方米的支撑剂总体积中加入纤维的质量为5~30kg;
脉模拟冲的级数,脉冲的级数决定了大通道主裂缝的导流能力,需要根据室内实验、地层渗透率、地层压力、预计产量、复杂缝网的规模来优化大通道主裂缝的导流能力,根据背景技术中所述公式(I)可以计算得到大通道主裂缝导流能力,从而实现大大通道主裂缝与复杂缝网匹配工作,完成支撑剂段塞泵注后,需要泵注一定量的暂堵剂,封堵所形成的第一条通道压裂大通道主裂缝;
(9)顶替液注入:向地下压裂缝中注入顶替液;按照现有技术向地下压裂缝中注入顶替液;
(10)重复步骤(7)~(9)n次,形成1~n条大通道主裂缝,最大限度地提高储层流体流动能力,提高油气采收率,实现良好的增产效果。
根据本发明优选的,所述步骤(1)中转向压裂用前置液为清水压裂液、滑溜水或者活线性胶压裂;所述支撑剂的粒径为40/70目或80/100目。
根据本发明优选的,所述步骤(2)中所述混砂液中压裂液位清水压裂液、滑溜水压裂液、线性胶压裂液或者胍胶压裂液。
根据本发明优选的,所述步骤(3)中,所述的暂堵剂包括化学颗粒类暂堵剂、聚合物冻胶类暂堵剂、纤维类暂堵剂和可降解暂堵材料。
根据本发明优选的,所述步骤(5)中,确定在原裂缝周围形成多级次生裂缝的方法:
1)页岩:进行4-5级次生裂缝压裂;页岩渗透率极低,属于纳达西级;
2)致密砂岩:进行2-3级次生裂缝压裂;致密砂岩低于1毫达西;
3)煤岩:进行2-3级次生裂缝压裂;
4)中高渗透率砂岩:进行1级次生裂缝压裂。
本发明的优势在于:
发明是应用在油气田开发领域的“乡村路网+高速公路”模式新型压裂技术,本发明将通道压裂技术和转向压裂技术有机的结合为一体,并提出了实施的办法,适用于中高渗透砂岩、页岩、致密砂岩、煤岩等各类常规和非常规储层,可实现直井和水平井更大范围内的体积改造,增强储层流体流动能力,延长增产有效期,提高油气采收率,同时可以更大幅度的降低施工费用,对于油气资源的开发具有积极的指导作用。
(1)本发明所述“乡村路网+高速公路”模式新型压裂技术,是一项三维立体、实现全方位改造的压裂增产技术,可实现层间或层内的转向,在主缝周围形成多级次生裂缝,形成复杂的裂缝网络系统,实现储层长、宽、高三维方向的全面改造。
(2)本发明所述“乡村路网+高速公路”模式新型压裂技术改变了传统的支撑剂堆积式铺置方式,实现了不连续的“点式”支撑剂铺置,增产效果是传统压裂技术的10--100倍;
(3)本发明所述“乡村路网+高速公路”模式新型压裂技术将转向压裂技术与通道压裂技术有机的结合为一体,解决了两种技术之间的冲突问题,可实现更大范围内的体积改造,增强储层流体流动能力,延长增产有效期,提高油气采收率,对于油气资源的开发具有积极的作用;
(4)本发明所述与普通的体积压裂技术相比,“乡村路网+高速公路”模式新型压裂技术采用了暂堵转向压裂工艺,通过投放功能性暂堵剂的方法迫使裂缝在适当的位置处发生多次转向,并且转向后形成的裂缝能够与大通道主裂缝相沟通,该技术不仅提高了施工的可靠性与成功率,而且适用的储层不再局限于脆性储层或天然裂缝发育的储层,适用于砂岩、页岩、致密砂岩等各类常规和非常规储层;
(5)本发明所述“乡村路网+高速公路”模式新型压裂技术适用于各类井型,可实现直井、斜井、分支井和水平井等各种复杂井型的压裂增产改造,施工工艺简单,不需要对传统压裂的施工设备、压裂液、支撑剂进行大调整,施工过程安全可靠;
(6)本发明所述“乡村路网+高速公路”模式新型压裂技术采用非均匀脉冲加砂的方式,减少了压裂液和支撑剂的用量。在实现同样增产效果的前提下,成本费用远低于常规压裂作业,是一项低成本、具有广泛应用前景的新技术。
附图说明
图1为垂直井筒中本发明所述的复杂缝网分布示意图;
图2为垂直井筒中本发明所述的大通道主裂缝、复杂缝网分布示意图;
图3为水平井筒中本发明所形成的复杂缝网分布示意图;
图4:在水平井筒中本发明所述复杂缝网与3条大通道主裂缝的示意图;
在图1-4中:1——垂直井筒;2——转向压裂原裂缝;3——转向压裂产生的多级次生裂缝;4——大通道主裂缝;5——大通道主裂缝中的支撑剂团;11——水平井筒。
具体实施方式
下面结合实施实例对本发明的技术方案做进一步说明,但本发明所保护范围不限于此。
实施例1、
“乡村路网+高速公路”模式压裂技术在垂直井筒中的应用,即一种大通道主裂缝与复杂缝网协同压裂的方法,包括步骤如下:
(1)形成复杂缝网的裂缝:
配制转向压裂用前置液,在高于储层破裂压力的泵注压力作用下,泵入地层:压裂形成复杂缝网的裂缝;如附图1中的转向压裂原裂缝所示;
所述步骤(1)中转向压裂用前置液为清水压裂液、滑溜水或者活线性胶压裂;所述支撑剂的粒径为80/100目;
在所述前置液中加入支撑剂形成混合前置液,将其泵入所述复杂缝网的裂缝,砂比为4%,所述砂比为支撑剂总体积与压裂液体积的比值;
(2)支撑所述复杂缝网的裂缝:
配制混砂液,将支撑剂和压裂液在混砂车中均匀混合,泵入地层,以支撑步骤(1)形成的裂缝;所述压裂液粘度为60mPa·s;所述混砂液中砂比为15%;
(3)预测步骤(1)所形成的裂缝走向和裂缝分布形态,并设计所述裂缝转向位置,计算所需要的暂堵剂用量;所述的裂缝转向位置,设计在原裂缝约30m、60m、90m时发生转向,也即暂堵剂到达的预定位置;
上述预测分布形态、设计转向位置、计算暂堵剂用量均可有本领域技术人员利用综合岩石力学参数、破裂压力分析、施工曲线分析以及地震监测图像获知,通过在混砂车上投放预定量的暂堵剂,通过控制施工排量,保证暂堵剂在规定的时间内达到预定位置,暂堵剂在地层温度、压力作用下,开始快速膨胀,封堵原裂缝,实施裂缝暂堵;所述的裂缝转向位置,是指在该位置,原裂缝将会被封堵,从原裂缝的侧面衍生出新裂缝,所述新裂缝属于复杂缝网的一部分。新裂缝与原裂缝具有一定角度。一般地,一次施工会进行多次暂堵转向,也即会有多个裂缝转向位置;
(4)重复步骤(1),在原裂缝周围形成二次裂缝:
改变原裂缝起裂方位,在原裂缝周围产生二级次生新裂缝属于复杂缝网的一部分;由于暂堵剂的膨胀封堵作用,后续压裂液不能向天然裂缝或先期人工裂缝流动,导致井底压力升高至储层破裂压力,进而形成二次破裂;
(5)重复步骤(3)~(4),在原裂缝周围形成多级次生裂缝;一般可以进行3-5级,就可以满足增产的要求,过多的级数会增加成本。多级次的生裂缝形成了复杂的裂缝网络系统,实现层间转向或层内转向,使储层达到长、宽、高三维方向的全面改造,从而实现了“乡村路网”;如附图1所示;
(6)配制通道压裂用基液和纤维混砂液,所述基液粘度50mPa·s,纤维混砂液粘度150mPa·s;
所述纤维混砂液的砂比为5%~90%,纤维比例1%-20%;所述纤维混砂液由支撑剂和压裂液按一定比例配制而成;所述的纤维混砂液由支撑剂和压裂液按一定比例配制而成,砂比从5%逐步提高到40%;
(7)基液的泵注形成一条通道压裂的大通道主裂缝,在泵注完基液后,向所述大通道主裂缝泵注清水或滑溜水压裂液,清水压裂液或滑溜水压裂液从大通道主裂缝进入复杂裂缝的各级次生裂缝;向原压裂层泵注较高粘度的基液,在地层形成一条通道压裂的大通道主裂缝,为了确保大通道主裂缝能够与复杂缝网的各级次生裂缝沟通,实现大通道主裂缝与复杂缝网的每一条裂缝都能完全沟通,从而增加缝网的流动效率,延长增产有效期,更大幅度地提高储层增产改造效果;如附图2大通道主裂缝所示;
(8)支撑剂段塞注入:向大通道主裂缝中交替循环泵入有支撑剂的所述纤维混砂液和无支撑剂的所述基液,实现非均匀脉冲加砂,一条大通道主裂缝的脉冲级数为5-100级;在支撑剂段塞注入时,以恒定比例向有支撑剂的混砂液中加入纤维,形成纤维混砂液;所述非均匀脉冲加砂:通道压裂的脉冲加砂往往是等时间、均匀脉冲,采用非均匀脉冲式加砂,即每一次脉冲的时间是不相等的,脉冲的间距也不是均匀的,有利于实现大大通道主裂缝与复杂缝网的有效沟通;
所述的脉冲时间为0~4min,泵入速度为0~15m3/min;
所述纤维的加入量为每立方米的支撑剂总体积中加入纤维的质量为5~30kg;
脉模拟冲的级数,脉冲的级数决定了大通道主裂缝的导流能力,需要根据室内实验、地层渗透率、地层压力、预计产量、复杂缝网的规模来优化大通道主裂缝的导流能力,根据背景技术中所述公式(I)可以计算得到大通道主裂缝导流能力,从而实现大大通道主裂缝与复杂缝网匹配工作,完成支撑剂段塞泵注后,需要泵注一定量的暂堵剂,封堵所形成的第一条通道压裂大通道主裂缝;
在本实施例中,所述的脉冲时间为2min,泵入速度为5m3/min;所述纤维的加入量为每立方米的支撑剂总体积中加入纤维的质量为15kg;脉冲级数为25级;
(9)顶替液注入:向地下压裂缝中注入顶替液;按照现有技术向地下压裂缝中注入顶替液;
(10)重复步骤(7)~(9)n次,形成1~n条大通道主裂缝,最大限度地提高储层流体流动能力,提高油气采收率,实现良好的增产效果。
所述步骤(2)中所述混砂液中压裂液位清水压裂液、滑溜水压裂液、线性胶压裂液或者胍胶压裂液。
所述步骤(3)中,所述的暂堵剂包括化学颗粒类暂堵剂、聚合物冻胶类暂堵剂、纤维类暂堵剂和可降解暂堵材料。
所述步骤(5)中,确定在原裂缝周围形成多级次生裂缝的方法:
1)页岩:进行4-5级次生裂缝压裂;页岩渗透率极低,属于纳达西级;
2)致密砂岩:进行2-3级次生裂缝压裂;致密砂岩低于1毫达西;
3)煤岩:进行2-3级次生裂缝压裂;
4)中高渗透率砂岩:进行1级次生裂缝压裂。
实施例2、
如实施例1所述一种大通道主裂缝与复杂缝网协同压裂的方法,其区别在于,将该方法应用于“乡村路网+高速公路”模式压裂技术在水平井井筒中,不同之处在于,
所述步骤(1)中的施工井为水平井,如附图3所示;
所述步骤(10),重复步骤(7)~(9)3次,形成3条大通道主裂缝,最大限度地提高储层流体流动能力,提高油气采收率,如附图4所示。
应用例1、
如实施例1、2所述一种大通道主裂缝与复杂缝网协同压裂的方法,对所述大通道主裂缝导流能力优化设计:
有一致密砂岩气藏直井,储层渗透率0.001mdc,地层温度110℃,采用本发明所述“乡村路网+高速公路”进行压裂改造,通过数值模拟技术得知,形成复杂缝网后气井日产气量为18万方/天,为了降低流动阻力,需要对大通道主裂缝进行优化设计:
1)综合分析地质参数和气藏参数,根据数值模拟的结果,可知日产气量为18万方/天,因此大通道主裂缝至少要提供日产气量为18万方/天的流通能力,才不会影响气井的产量;
2)基于气藏参数,应用压裂模拟软件,计算得知,大通道主裂缝导流能力为30dc·cm时,最高产量为17万方/天;大通道主裂缝导流能力为38dc·cm时,最高产量为20万方/天,因此,计算得,最佳的大通道主裂缝导流能力为32.7dc·cm;
3)考虑大通道主裂缝导流能力会随着时间的推移逐渐下降,为了确保后期的产量,适当的增加大通道主裂缝的导流能力,因此最终的大通道主裂缝导流能力为40dc·cm;
4)为了确保复杂缝网的每一条裂缝都能与大通道主裂缝相沟通,在完成大通道主裂缝压裂施工后,需要再泵注一定量的滑溜水压裂液。经计算,设计20m3滑溜水压裂液,在高压作用下,滑溜水压裂液从大通道主裂缝进入复杂裂缝的各级次生裂缝,实现大通道主裂缝与复杂缝网的每一条裂缝都能完全沟通。
应用例2、
如实施例1、2所述一种大通道主裂缝与复杂缝网协同压裂的方法,实现复杂缝网与大通道主裂缝压裂过程一体化作业:
有一致密砂岩气藏直井,储层渗透率0.005mdc,储层厚度18.5m,地层破裂压力65MPa,采用“乡村路网+高速公路”新技术进行压裂改造,经优化设计,复杂缝网压裂部分用滑溜水压裂液2000m3,加40-70目支撑剂136m3;大通道主裂缝用胍胶压裂液300m3,加20-40目支撑剂50m3。为了确保施工顺利进行,并保证复杂缝网的导流能力不受到大通道主裂缝压裂时胍胶压裂液的污染伤害,需要对方案进行优化设计:
1)准备压裂液大罐诺干个,按施工照要求摆放好。装滑溜水的命名为A区,胍胶压裂液的为B区。要求:A区大罐彼此串联,B区大罐彼此串联。A区和B区之间用三通连接,可随时转换阀门;
2)准备支撑剂运输车若干台,一部分装40-70目支撑剂136m3,另一部分装20-40目支撑剂50m3;
3)按照事先的施工方案,完成复杂缝网的施工,即使用A区的压裂液和40-70目支撑剂,施工完成后,迅速转换阀门,即B区压裂液与井筒连通;
4)按照设计方案,开始大通道主裂缝的施工,使用B区的压裂液和20-40目支撑剂,为了保证复杂缝网不受胍胶压裂液的污染伤害,需要降低压裂压裂液的滤失,因此,在大通道主裂缝刚开始施工时,在压裂液中添加适量的降滤失剂,减少胍胶压裂液进入复杂缝网的数量。同时要求,适当提高压裂液的粘度,形成规则裂缝,大通道主裂缝尽可能穿过复杂缝网的次生裂缝,尽量不受复杂缝网次生裂缝的影响而转向;
5)完成大通道主裂缝施工后,按照要求进行顶替,施工结束。
Claims (5)
1.一种大通道主裂缝与复杂缝网协同压裂的方法,其特征在于,该方法包括步骤如下:
(1)形成复杂缝网的裂缝:
配制转向压裂用前置液,泵入地层:压裂形成复杂缝网的裂缝;
在所述前置液中加入支撑剂形成混合前置液,将其泵入所述复杂缝网的裂缝,砂比为2%~10%;
(2)支撑所述复杂缝网的裂缝:
配制混砂液,将支撑剂和压裂液在混砂车中均匀混合,泵入地层,以支撑步骤(1)形成的裂缝;所述压裂液粘度为0~150mPa·s;所述混砂液中砂比为5%~30%;
(3)预测步骤(1)所形成的裂缝走向和裂缝分布形态,并设计所述裂缝转向位置,计算所需要的暂堵剂用量;
(4)重复步骤(1),在原裂缝周围形成二次裂缝:
改变原裂缝起裂方位,在原裂缝周围产生二级次生新裂缝属于复杂缝网的一部分;
(5)重复步骤(3)~(4),在原裂缝周围形成多级次生裂缝;
(6)配制通道压裂用基液和纤维混砂液,所述基液粘度20~100mPa·s,纤维混砂液粘度50~200mPa·s;
所述纤维混砂液的砂比为5%~90%,纤维比例1%-20%;
(7)基液的泵注形成一条通道压裂的大通道主裂缝,在泵注完基液后,向所述大通道主裂缝泵注清水或滑溜水压裂液,清水压裂液或滑溜水压裂液从大通道主裂缝进入复杂裂缝的各级次生裂缝;
(8)支撑剂段塞注入:向大通道主裂缝中交替循环泵入有支撑剂的所述纤维混砂液和无支撑剂的所述基液,实现非均匀脉冲加砂,一条大通道主裂缝的脉冲级数为5-100级;在支撑剂段塞注入时,以恒定比例向有支撑剂的混砂液中加入纤维,形成纤维混砂液;
(9)顶替液注入:向地下压裂缝中注入顶替液;
(10)重复步骤(7)~(9)n次,形成1~n条大通道主裂缝。
2.如权利要求1所述的一种大通道主裂缝与复杂缝网协同压裂的方法,其特征在于,所述步骤(1)中转向压裂用前置液为清水压裂液、滑溜水或者活线性胶压裂;所述支撑剂的粒径为40/70目或80/100目。
3.如权利要求1所述的一种大通道主裂缝与复杂缝网协同压裂的方法,其特征在于,所述步骤(2)中所述混砂液中压裂液位清水压裂液、滑溜水压裂液、线性胶压裂液或者胍胶压裂液。
4.如权利要求1所述的一种大通道主裂缝与复杂缝网协同压裂的方法,其特征在于,所述步骤(3)中,所述的暂堵剂包括化学颗粒类暂堵剂、聚合物冻胶类暂堵剂、纤维类暂堵剂和可降解暂堵材料。
5.如权利要求1所述的一种大通道主裂缝与复杂缝网协同压裂的方法,其特征在于,所述步骤(5)中,确定在原裂缝周围形成多级次生裂缝的方法:
1)页岩:进行4-5级次生裂缝压裂;
2)致密砂岩:进行2-3级次生裂缝压裂;
3)煤岩:进行2-3级次生裂缝压裂;
4)中高渗透率砂岩:进行1级次生裂缝压裂。
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