CN108252702A - 一种缝中造缝的油气储层体积改造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油气田开发技术领域，提出一种主裂缝上再次开出多个小裂缝的方法。如果在径向主裂缝上再次在轴向压出多个分支裂缝，这样对油气储层实现体积改造，大幅提高致密油气产量。该发明的主要贡献是对任何低渗透有储层都可造成立体的裂缝网，实现体积改造。该发明的思路为在原来的主裂缝上再次压出多个分支裂缝(原来的主裂缝与之成夹角的分支裂缝)，且主裂缝中起裂的分支裂缝的位置、甚至大小长短都人为的控制，从而实现在需要的地方压出分支裂缝。

Description

一种缝中造缝的油气储层体积改造方法

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，提出一种缝中造缝的油气储层体积改造方法。

背景技术

压裂是油气田开发最重要的一个环节，早期的压裂主要以直井压裂为主，随着水平钻井技术的发展，水平井分段压裂成为了目前压裂施工工艺中较常用的一种。水平井分段压裂主要有机械分压、拖动压裂、泵送快钻桥塞压裂及可溶桥塞压裂。这些压裂方式可以在水平井射孔段产生一条主裂缝，从而在水平井中产生若干条压裂裂缝，大幅提高低渗透油气储层的生产产量。然而，这种在水平井上产生若干条单一压裂裂缝方法仅对储层实现了平面切割，对更低渗的储层，如致密油气储层，需对储层实现立体改造才能提高单井产量、实现油气井的高效开采。

目前，各大院校科研单位主要的研究方向是将压裂的主裂缝不断的伸长及延长。随着泵送快钻复合桥塞的研发，打破了原有的井筒压裂规则，将井筒中的油管等管柱统统起出，变为全井筒压裂的方式。这种全井筒压裂在起初压裂效果有了明显的提高，但随着后期开发，很多井都变为了低效井，而原有的携砂压裂液对地层液造成了一定的伤害。20世纪末，美国页岩气压裂开始大量使用滑溜水压裂。滑溜水压裂主要针对低渗特低渗储层，目的是沟通天然裂缝，使储层形成复杂缝网结构，实现储层的体积改造。滑溜水压裂主要用于非常规页岩气，致密油气开发中。

大排量的滑溜水压裂是目前实现油气储层体积改造的方法，然而储层中能否实现体积压裂，体积压裂后形成裂缝网络的复杂程度都取决于储层性质，主要是储层岩石脆性、天然微裂缝发育程度、地应力差。对岩石脆性较低、天然微裂缝不发育、或地应力差较大的页岩储层和致密油气储层，滑溜水压裂也难以在储层中形成所需的体积压裂结果。

发明内容

本发明提出一种主裂缝上再次开出一条分支裂缝的思路。如果在径向主裂缝上再次在轴向压出一条分支裂缝，这样可以明显的提高油气层的渗流能力。所以提出一种在主裂缝内进行加压引爆炸药，开出一条分支裂缝的思路。

一种缝中造缝的油气储层体积改造方法，包括：

方法一：主裂缝上分阶段形成多个分支裂缝

射孔完成后，分阶段往所述主裂缝加入压裂液；第一阶段加入含压控炸药的压裂液，当压裂液滤失完成后，压控炸药位于主裂缝顶部；第二阶段，通过高压注入常规压裂液并引爆炸药，在主裂缝上形成分支裂缝；第二阶段加入常规压裂液，增长主裂缝及第一阶段形成的分支裂缝；第三阶段、第四阶段同第一二阶段作业，过程中参照压裂液在地层的滤失量及压空炸药的数量，即可以控制分支裂缝的位置，条数及长短。

其基本原理是分阶段将压控型炸药预制到主裂缝中，然后进行引爆，在主裂缝中在形成以与主裂缝的形成一定夹角的分支裂缝，整个过程一边增长主裂缝又在主裂缝上形成了分支裂缝，从而使主裂缝形成缝网，增加地渗透油气层的渗流能力，实现体积改造。

其步骤为：

第一步：主裂缝压裂：下入管柱，进行射孔及压裂作业，作业完成后提出管柱。

第二步：用低压泵往主裂缝注入含压控炸药的压裂液。下入双封单卡管柱，双封单卡管柱包括顶部封隔器、导压滑套和底部封隔器，顶部封隔器和底部封隔器坐封完成后注入含压控炸药的压裂液，待压裂液滤失完成后，压控炸药位于主裂缝顶部。

第三步：用高压泵往注入隔离液并引爆压控炸药。用高压泵往所述主裂缝注入隔离液，当主裂缝内压力达到压控炸药引爆点时进行主裂缝内射孔并引爆压控炸药，在主裂缝上形成分支裂缝。

第四步：用高压泵继续往所述主裂缝注入所述压裂液，继续增长所述主裂缝。所述分支裂缝射孔完成后通过高压泵注入压裂液增长所述分支裂缝。

第五步：根据所需重复第二步至第四步。根据压裂设计需求确定需要在主裂缝上形成多少分支裂缝，重复第二步至第四步即可。

第六步：反排主裂缝与分支裂缝中炸药。

方法二：主裂缝一次形成多条分支裂缝

射孔完成后，将通过压裂液增长所述主裂缝长度，然后在主裂缝中预置炸药，通过点火器点燃主裂缝中的炸药，形成所述分支裂缝。引爆完成后再次往所述主裂缝注入压裂液，增长分支裂缝的长度。在此过程中，通过注入炸药的数量或浓度即可控制分支裂缝的位置及长短。

基本工作原理是将炸药预制到主裂缝中，通过电子点火器然后进行引爆，在主裂缝中在形成以一条或者多条与主裂缝的形成一定夹角的分支裂缝，从而使主裂缝形成缝网，增加地渗透油气层的渗流能力，实现体积改造。其基本方法步骤为：

第一步：主裂缝的压裂。下入管柱进行射孔、压裂作业，完成后加入压裂液，增长主裂缝的长度；

第二步：加含压控炸药的压裂液：该步骤为阶段加压控炸药方式，当在主裂缝的不同深度位置处有压控炸药压裂液时，通过滤失量及排量的计算按时间进行压裂液、含炸药压裂液交替泵注，将炸药置于目的位置。

第四步：利用电子点火器引爆炸药。当炸药泵注完毕后，通过点火器引爆炸药，完成主裂缝内再次射孔，形成分支裂缝；

第五步：分支裂缝压裂：重新在主裂缝中加压裂液，此时压裂液渗入分支裂缝中，增加分支裂缝长度，使主裂缝与分支裂缝形成裂缝网，增加油气层的渗流能力。

有益效果：

如果在径向主裂缝上再次在轴向压出多个分支裂缝，这样对油气储层实现体积改造，大幅提高致密油气产量。

该发明的主要贡献是对任何低渗透有储层都可造成立体的裂缝网，实现体积改造。该发明的思路为在原来的主裂缝上再次压出多个分支裂缝(原来的主裂缝与之成夹角的分支裂缝)，且主裂缝中起裂的分支裂缝的位置、甚至大小长短都人为的控制，从而实现在需要的地方压出分支裂缝。

附图说明

图1-1为本发明直井中主裂缝与分支裂缝在井筒中的侧视图；

图1-2为本发明直井中主裂缝与分支裂缝在井筒中的俯视图；

图2为本发明水平井井中主裂缝与分支裂缝在井筒中的侧视图；

图3-1为本发明方法一中主裂缝顶端示意图；

图3-2为本发明方法一中主裂缝顶端形成分支裂缝示意图；

图3-3为本发明方法一中增长主裂缝和分支裂缝示意图；

图3-4为本发明方法一中第二次加入压控炸药的示意图；

图3-5为本发明方法一中第二次形成分支裂缝的示意图；

图3-6为本发明方法一中增长主裂缝和第二次形成分支裂缝的示意图；

图4-1为本发明方法二中一次形成长主裂缝的示意图；

图4-2为本发明方法二按工艺要求注入电子引爆炸药的示意图；

图4-3为本发明方法二中一次形成多个分支裂缝的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明方法作详细论述。

本发明主要针对低渗透储层压裂时的单一裂缝改造成立体的裂缝，使原来的主裂缝内再次压出与之成夹角的分支裂缝，从而实现体积改造。主裂缝中起裂的分支裂缝的位置通过滤失量及不含压控炸药压裂液泵注时间控制其距离，而分支裂缝大小长短等通过注入压裂液时间来控制，从而实现在需要的地方压出分支裂缝。

缝中造缝的油气储层体积改造适用于直井、定向及水平井，其压裂方式为拖动管柱压裂。其核心在于注入压控炸药阶段的滤失量及携弹浓度。

下管柱将导压滑套至于射孔段，将含压控炸药的压裂液主裂缝中，根据不同的地质环境和不同压裂液，一部分压裂液会滤失地层中，

fp＝H/Hp,无因次；Hp为压裂层厚度,m；H为裂缝高度,m；p为拟合压力,MPa；γ为地层岩石泊松比,无因次；E为地层岩石弹性模量,MPa；t为压裂施工注入时间,s；β为缝中平均压力与井底压力之比,无因次。通过计算可得出不同压裂液不同地质环境滤失情况。

压控炸药随着压裂液进入主裂缝中，最后至于主裂缝顶部。之后高压泵注隔离液引爆压控制炸药，并完成缝内射孔。因压控炸药随着压裂液进入主主裂缝中，要控制分支裂缝密度，只需确定类似于携弹药浓度。要确定携弹药浓度先计算主裂缝导流能力在根据储层参数、压裂规模利用Nolte线性斜坡式计算出起携弹药浓度。

Claims (5)

1.一种缝中造缝的油气储层体积改造方法，其特征在于：在主裂缝内进行加压引爆炸药，开出多条分支裂缝，包括在所述主裂缝上分阶段形成多条所述分支裂缝和/或在所述主裂缝上一次形成多条分支裂缝，从而使主裂缝形成裂缝网，增加地渗透油气层的渗流。

2.根据权利要求1所述的缝中造缝的油气储层体积改造方法，其特征在于，所述主裂缝上分阶段形成多条所述分支裂缝包括：

射孔完成后，分阶段往所述主裂缝加入压裂液；第一阶段加入含压控炸药的压裂液，当压裂液滤失完成后，压控炸药位于所述主裂缝顶部，通过高压注入常规压裂液并引爆炸药，在主裂缝上形成分支裂缝；第二阶段加入常规压裂液，增长主裂缝及所述第一阶段形成的所述分支裂缝；第三阶段、重复所述第一阶段作业，第四阶段重复所述第二阶段作业，过程中根据压裂液在地层的滤失量及压空炸药的数量，控制分支裂缝的位置，条数及长短。

3.根据权利要求2所述的缝中造缝的油气储层体积改造方法，其特征在于，所述主裂缝上分阶段形成多条所述分支裂缝包括：

其步骤为：

第一步：所述主裂缝的压裂：下入管柱，进行射孔及压裂作业，作业完成后提出管柱；

第二步：用低压泵往所述主裂缝注入含压控炸药的压裂液；下入双封单卡管柱，所述双封单卡管柱包括顶部封隔器、导压滑套和底部封隔器，所述顶部封隔器和所述底部封隔器坐封完成后注入含压控炸药的压裂液，待压裂液滤失完成后，压控炸药位于主裂缝顶部；

第三步：用高压泵往所述主裂缝注入隔离液并引爆所述压控炸药：用高压泵往所述主裂缝注入隔离液，当所述主裂缝内压力达到压控炸药引爆点时进行主裂缝内射孔并引爆压控炸药，在所述主裂缝上形成所述分支裂缝；

第四步：用高压泵继续往所述主裂缝注入所述压裂液，继续增长所述主裂缝。所述分支裂缝射孔完成后通过高压泵注入压裂液增长所述分支裂缝；

第五步：根据所需重复所述第二步至所述第四步，根据压裂设计需求确定需要在主裂缝上形成多少所述分支裂缝，重复所述第二步至所述第四步；

第六步：反排所述主裂缝与所述分支裂缝中炸药。

4.根据权利要求1所述的缝中造缝的油气储层体积改造方法，其特征在于，所述主裂缝上一次形成多条分支裂缝包括射孔完成后，通过压裂液增长所述主裂缝长度，然后在所述主裂缝中预置炸药，通过点火器点燃所述主裂缝中的炸药，形成所述分支裂缝，引爆完成后再次往所述主裂缝注入所述压裂液，增长所述分支裂缝的长度，通过注入炸药的数量或浓度控制所述分支裂缝的位置及长短。

5.根据权利要求4所述的缝中造缝的油气储层体积改造方法，其特征在于，所述主裂缝上一次形成多条分支裂缝包括：

第一步：所述主裂缝的压裂：下入管柱进行射孔、压裂作业，完成后加入压裂液，增长主裂缝的长度；

第二步：加含压控炸药的压裂液：该步骤为阶段加压控炸药方式，当在主裂缝的不同深度位置处有压控炸药压裂液时，通过滤失量及排量的计算按时间进行压裂液、含炸药压裂液交替泵注，将炸药置于目的位置；

第四步：利用电子点火器引爆炸药：当炸药泵注完毕后，通过点火器引爆炸药，完成所述主裂缝内再次射孔，形成所述分支裂缝；

第五步：所述分支裂缝压裂：重新在所述主裂缝中加压裂液，此时所述压裂液渗入所述分支裂缝中，增加所述分支裂缝长度，使主裂缝与分支裂缝形成裂缝网，增加油气层的渗流能力。