CN107605449B - 一种用于非均质储层的投球暂堵分层压裂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于非均质储层的投球暂堵分层压裂方法,其包括:将待压裂层段按照裂缝启裂先后顺序依次编号到m,m为整数且≥2;确定是否压裂1号层段,并确定目的层段、是否下入封隔器或桥塞及其坐封位置、每段所投暂堵球数量、投球方式及所需施工排量;如1号层段需进行压裂,先对其进行压裂,再向该层段投暂堵球以封堵射孔孔眼,使得压裂液不再进入该层段,井筒内压力随之升高,并压开2号层段,再对其进行压裂作业;如1号层段不需进行压裂,则向该层段投入暂堵球,以封堵1号层段的射孔孔眼,后续压裂液不再进入该层段,井筒内压力随之升高,并压开2号层段,再对其进行压裂作业,依次类推,完成m层段的压裂作业。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于非均质储层的投球暂堵分层压裂方法,属于油气田勘探开发技术领域,具体属于探井、开发井、注水井等井型分层改造技术领域。
背景技术
压裂技术是油气田开发过程中很重要的一项进攻性增产技术,尤其对于自然产能低、储层非均质性强、物性较差的难动用储层。分层改造是针对同一口井的不同层段提出的“一层一策”方法的一种技术,其包含工具分层、液体性能转向分层等方法,投球暂堵分层压裂技术便是其中的一种。
投球暂堵分层压裂是一种经济、易行的方法,但目前主要基于经验,没有有效的系统方法指导现场施工,封堵成功率低,达不到提高剖面动用程度和单井产量的目的,对于该工艺的推广造成了一定的阻碍,是亟需解决的技术问题。
发明内容
为了提高投球暂堵分层压裂成功率,为现场提供一种可操作的方法,解决目前该工艺存在的缺点和不足,本发明致力于提供一种用于非均质储层的投球暂堵分层压裂方法。
为了达到上述目的,本发明提供了一种用于非均质储层的投球暂堵分层压裂方法,其包括以下步骤:
a、将待压裂层段按照裂缝启裂先后顺序依次编号到m,其中,m为整数且m≥2;
b、根据地质油藏及前期生产、测试数据资料确定是否压裂1号层段,并确定目的层段(指需要进行封堵的层段)、是否下入封隔器或桥塞及其坐封位置、每段所投暂堵球数量、投球方式及所需施工排量;
c、如1号层段需要进行压裂,则先对该层段进行压裂,然后再向1号层段投暂堵球以封堵射孔孔眼,使得压裂液不再进入该层段,此时井筒内压力随之升高,并压开2号层段,再对其进行压裂作业,依次类推,完成所有m层段的压裂作业施工;
如1号层段不需要进行压裂,则直接向1号层段投入暂堵球,以封堵1号层段的射孔孔眼,从而后续压裂液不再进入该层段,此时井筒内压力随之升高,并压开2号层段,再对其进行压裂作业,依次类推,完成所有m层段的压裂作业施工。
根据本发明具体实施方案,在所述的方法中,优选地,步骤a具体包括以下步骤:
首先,根据如下式(1)计算得到非均质储层不同层段的破裂压力值Pf;
Pf=[ν/(1-ν)](σz-Ps)+Ps 式(1);
式(1)中,Ps为非均质储层各层段孔隙压力,σz为上覆岩层压力,ν为岩石泊松比;
再对比不同层段的破裂压力值大小,并按照各层段破裂压力值从小到大的顺序将其依次从1编号至m。
根据本发明具体实施方案,在所述的方法中,步骤b中所述地质油藏及前期生产、测试数据资料均为本领域技术人员可以常规获得的。
根据本发明具体实施方案,在所述的方法中,优选地,步骤b所述确定是否压裂1号层段包括以下步骤:
通过与邻井进行对比,并对目的层生产动态进行分析,如果1号层段相比邻井同层具有采出程度低、产量及累积产量明显较少、压力保持程度好、试井解释存在正表皮,则判断1号层段需要进行压裂作业;
如果1号层段相比邻井具有较高的采出程度、压力保持程度较差、且产液剖面显示1号层段为主力产层,则1号层段不需要进行压裂作业。其中,本领域技术人员可以常规判断1号层段的采出程度、产量及累积产量、压力保持程度及1号层段是否为主力产层;并且本领域技术人员也可以常规判断1号层段相比邻井同层采出程度的高低、产量及累积产量的减少、压力保持程度的好坏,即此处所述的采出程度的“高低”、压力保持程度的“好坏”及产量及累积产量的“减少”均为本领域技术人员可以根据现场作业需要及本领域公知技术手段或常识进行常规判断的。
根据本发明具体实施方案,在所述的方法中,优选地,步骤b中根据每次施工层段总孔眼数来确定是否下入封隔器或桥塞及其坐封位置。
根据本发明具体实施方案,在所述的方法中,优选地,步骤b中,当所述每次施工层段总孔眼数不多于100个时,则不需要下入封隔器或桥塞;
当所述每次施工层段总孔眼数多于100个时,则需要下入封隔器或桥塞以实现两封隔器或桥塞之间的总孔眼数不多于100个。此外,每次施工层段总孔眼数不多于100个可以提高暂堵球封堵效率。
根据本发明具体实施方案,在所述的方法中,优选地,所述投球方式为间歇式投球,每两个暂堵球投掷的时间差为2-4s。该方法中采用间歇式投球可以避免同一时间有多个球同时封堵同一孔眼,进一步可以提高暂堵球封堵效率。
根据本发明具体实施方案,在所述的方法中,优选地,单次投球数量为欲暂堵层段射孔孔眼个数的1.1-1.3倍。
根据本发明具体实施方案,在所述的方法中,优选地,单个暂堵球坐封及维持坐封所需排量控制在40-60L/min,单次作业所需地面施工排量为孔眼数与单个暂堵球所需排量的乘积。并且整个施工过程中需保持排量基本稳定,避免因为排量的大幅波动而造成暂堵球脱落。
根据本发明具体实施方案,在所述的方法中,步骤c具体包括以下步骤:
如果1号层段具有压裂的需求和条件,则首先向1号层段注入前置液、携砂液、顶替液,达到设计要求后,再向1号层段投暂堵球封堵射孔孔眼,使得压裂液不再进入该层段,此时井筒内压力随之升高,并压开2号层段,再对其进行压裂作业,依次类推,完成所有m层段的压裂作业施工;
反之,如果1号层段不具备压裂的需求和条件,则直接向1号层段投入设计数量的暂堵球,封堵1号层段的射孔孔眼,从而后续压裂液不再进入该层段,井筒内压力随之升高,并压开2号层段,再对其进行压裂作业,依次类推,完成所有m层段的压裂作业施工。
根据本发明具体实施方案,在所述的方法中,优选地,该方法还包括:
对第n层进行压裂改造之前,需要根据第n层储层段渗透率、压力、有效厚度、温度、流体粘度、供液半径,通过产量模拟以及不同裂缝参数下的产量对比,确定最优的裂缝参数;并根据优化的裂缝参数,通过压裂模拟,确定满足要求的压裂液、支撑剂类型及用量;
同时,根据油井管柱抗压强度、井口类型、压裂设备能力,确定包括施工限压、压裂设备台数在内的施工参数,其中,n≤m,n为整数。其中,根据第n层储层段渗透率等一系列参数确定最优的裂缝参数,并根据优化的裂缝参数确定满足要求的压裂液、支撑剂类型及用量均为本领域常规技术手段。
根据本发明具体实施方案,在所述的方法中,优选地,相邻两级压裂层段的破裂压裂差值在5MPa以上。
本发明所提供的用于非均质储层的投球暂堵分层压裂方法通过优化暂堵球封堵射孔孔眼数、投球方式、投球数量及施工排量,提高了暂堵球坐封成功率,实现了非均质储层投球分层压裂并提高储层纵向动用程度的目的。同时,该方法还解决了现场依靠经验施工,投球成功率低,没有有效方法可循的难题,使操作简单、成本低廉的投球暂堵分层压裂方法也具有较高的可操作性和成功率,对提高单井产量和实现此类工艺的推广都具有一定的意义;
此外,该方法还充分利用了投球暂堵分层改造所具有的简单、易操作、低成本的优势,针对性地提出了提高暂堵球坐封成功率的关键点,阐明了可用来直接指导现场实施的方法,可用来解决由于储层非均质及射孔段数多、射孔段间跨度大等导致的部分层段无法得到改造的问题,从而可以实现提高储层动用程度(尤其是储层纵向上的动用程度)、最大程度实现油气井单井高产的目的。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的用于非均质储层的投球暂堵分层压裂方法工艺流程图;
图2为本发明实施例提供的用于非均质储层的投球暂堵分层压裂方法中待压裂层段与各层段压裂及暂堵顺序示意图;
图3为本发明实施例井实际施工曲线图;
图4为本发明对比例井实际施工曲线图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征和有益技术效果有更加清楚的理解,现结合以下具体实施例及附图对本发明的技术方案进行详细说明,但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例
本实施例以一个具体的油气井为例对本发明提供的非均质储层投球暂堵分层压裂方法(流程图及示意图如图1-2所示)进行阐述说明,其中,该油气井测井解释结果及射孔层位数据见表1所示。
表1
根据表1中的结果,并依据破裂压力计算方法,即式(1),计算得到A、B、C射孔段破裂压力值分别为62MPa、48MPa及54MPa。因此,压裂启裂的顺序分别为B、C、A,对应的层段编号分别为1、2、3。
根据该井生产情况,其累积产油4490吨,邻井平均累积产油都在十万吨以上,且该井底压力为11.3MPa,相对于邻井平均井底压力6-7MPa明显较高,物质基础和地层能量保持较好,因此1号层段存在通过压裂作业提高产量的需求。
其中,这3个射孔段射孔厚度为48m,孔眼数为96个,满足投球暂堵要求,三段间可以通过投球暂堵方式实现分层压裂,无需通过封隔器或桥塞与其余射孔段间实现封隔。
按照确定的压裂顺序,其中,各段射孔孔眼数分别为60、20和16,三层压裂只需两次投球暂堵即可实现,两次投球个数分别为72个和24个。为了避免暂堵球之间的相互干扰而降低封堵效率,采用间歇式投球的方式,相邻两个小球间间隔为2-4秒。
根据暂堵球坐封要求,单孔所需流量为40-60L/min,96个孔需保持施工排量控制在4-6m3/min。且整个施工过程中需保持排量基本稳定,避免因为排量的大幅波动而造成暂堵球脱落。
图3为本实施例所述井的实际施工曲线,图3中,1为降阻酸、2为稠化酸、3为稠化酸、4为降阻酸、5为稠化酸、6为稠化酸、7为降阻酸、8为降阻酸、9为顶替液;从图3中可以看出,时间为12:38和12:50左右时,其具有明显的投球暂堵显示,此时施工压力分别从45MPa和42MPa升高到最高58MPa和62.6MPa,然后压力下降,符合压开新层的压力响应。且整个过程中排量保持稳定性较好,基本符合设计要求,这表明本实施例所提供的方法实现了暂堵球有效暂堵并压开新层、所有三个层段都实现压裂改造的目的。
对比例
为了与常规投球分层压裂方法进行对比,本对比例提供了使用常规方法进行作业的实例。对比井测井解释结果及射孔层位见表2所示。
表2
由表2可知,对比井共有两个射孔段,通过一次投球暂堵可以实现两个层段的分层压裂。由于没有考虑射孔孔眼数对封堵成功率的影响,该对比井采用常规射孔方式射孔,射孔密度为每米16孔,欲封堵孔眼数为160个。
图4为对比井实际施工曲线,图4中,1为降阻酸、2为稠化酸、3为降阻酸、4为稠化酸、5为稠化酸、6为降阻酸、7为闭合酸、8为顶替液;从图4中可以看出,该井在14:19开始投球,采用集中投球方式,投球数为190个;
14:22左右暂堵球运行到射孔孔眼位置处,但整个施工过程中压力持续下降,没有暂堵球成功坐封后的压力升高显示。且按照单孔流量40-60L/min的要求,施工排量应该控制在6.5m3/min以上,实际施工排量只有4m3/min。
通过对比可知,有效控制投球暂堵的孔眼数以及优选投球方式、施工排量都对暂堵球坐封成功率至关重要。
最后应说明的是:以上实施例仅用来说明本发明的技术方案,而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所给出的技术方案进行修改,或者对其中部分或全部技术特征进行同等替换,但这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种用于非均质储层的投球暂堵分层压裂方法,其包括以下步骤:
a、将待压裂层段按照裂缝启裂先后顺序依次编号到m,其中,m为整数且m≥2;步骤a具体包括以下步骤:
首先,根据如下式(1)计算得到非均质储层不同层段的破裂压力值Pf;
Pf=[ν/(1-ν)](σz-Ps)+ Ps 式(1);
式(1)中,Ps为非均质储层各层段孔隙压力,σz为上覆岩层压力,ν为岩石泊松比;
再对比不同层段的破裂压力值大小,并按照各层段破裂压力值从小到大的顺序将其依次从1编号至m;
b、根据地质油藏及前期生产、测试数据资料确定是否压裂1号层段,并确定需要进行封堵的层段、是否下入封隔器或桥塞及其坐封位置、每段所投暂堵球数量、投球方式及所需施工排量;
步骤b中,根据m个层段的总孔眼数来确定是否下入封隔器或桥塞及其坐封位置;
当所述m个层段的总孔眼数不多于100个时,则不需要下入封隔器或桥塞;
当所述m个层段的总孔眼数多于100个时,则需要下入封隔器或桥塞以实现两封隔器或桥塞之间的总孔眼数不多于100个;
c、如1号层段需要进行压裂,则先对该层段进行压裂,再向1号层段投暂堵球以封堵射孔孔眼,使得压裂液不再进入该层段,此时井筒内压力随之升高,并压开2号层段,再对其进行压裂作业,依次类推,完成所有m层段的压裂作业施工;
如1号层段不需要进行压裂,则直接向1号层段投入暂堵球,以封堵1号层段的射孔孔眼,从而后续压裂液不再进入该层段,此时井筒内压力随之升高,并压开2号层段,再对其进行压裂作业,依次类推,完成所有m层段的压裂作业施工;
所述投球方式为间歇式投球,每两个暂堵球投掷的时间差为2-4s;
单个暂堵球坐封及维持坐封所需排量控制在40-60L/min,单次作业所需地面施工排量为m个层段的总孔眼数与单个暂堵球所需排量的乘积。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤b所述确定是否压裂1号层段包括以下步骤:
通过与邻井进行对比,并对目的层生产动态进行分析,如果1号层段相比邻井同层具有采出程度低、产量及累积产量明显较少、压力保持程度好、试井解释存在正表皮,则判断1号层段需要进行压裂作业;
如果1号层段相比邻井具有较高的采出程度、压力保持程度较差、且产液剖面显示1号层段为主力产层,则1号层段不需要进行压裂作业。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,单次投球数量为欲暂堵层段射孔孔眼个数的1.1-1.3倍。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,该方法还包括:
对第n层进行压裂改造之前,需要根据第n层储层段渗透率、压力、有效厚度、温度、流体粘度、供液半径,通过产量模拟以及不同裂缝参数下的产量对比,确定最优的裂缝参数;并根据优化的裂缝参数,通过压裂模拟,确定满足要求的压裂液、支撑剂类型及用量;
同时,根据油井管柱抗压强度、井口类型、压裂设备能力,确定包括施工限压、压裂设备台数在内的施工参数,其中,n≤m,n为整数。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,相邻两级压裂层段的破裂压力差值在5MPa以上。
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- 2017-08-03 CN CN201710656200.6A patent/CN107605449B/zh active Active
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