CN108571308B - 地层压裂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地层压裂方法。这种方法包括以下步骤，步骤一：使主裂缝延伸，并获得处于主裂缝周围的天然裂缝的位置；步骤二：在主裂缝的对应天然裂缝的位置建立沟通主裂缝和天然裂缝的支裂缝；步骤三：完成压裂。根据本发明的方法，在压裂过程中，通过将主裂缝与天然裂缝沟通，可以在地层内形成在三维空间上分布的复杂裂缝或体积裂缝，进而提高油井的产油率。
Description
技术领域
本发明涉及石油、天然气勘探开发领域，特别是涉及一种地层压裂方法。
背景技术
在地层压裂施工过程中，有时会遇到主裂缝内的净压力难以突破地层两向水平应力差，甚至通过常规的调整压裂液的排量、压裂液的黏度及施工砂液比的方式也难以实现大幅提升主裂缝的净压力。
上述情况会导致难以在地层内形成在三维空间上分布的复杂裂缝或体积裂缝，进而会影响油井的产油率。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种地层压裂方法。根据本发明的方法，在压裂过程中，通过将主裂缝与天然裂缝沟通，可以在地层内形成在三维空间上分布的复杂裂缝或体积裂缝，进而提高油井的产油率。
本发明的地层压裂方法，包括以下步骤，步骤一：使主裂缝延伸，并获得处于主裂缝周围的天然裂缝的位置；步骤二：在主裂缝的对应天然裂缝的位置建立沟通主裂缝和天然裂缝的支裂缝；步骤三：完成压裂。
根据本发明的方法，通过建立沟通主裂缝和天然裂缝的支裂缝，就可以在地层中形成三维的复杂裂缝，进而提高油井的采油效率。此外，通过在主裂缝的施工期间，获得主裂缝周围的天然裂缝的位置，可非常容易地在主裂缝上确定建立支裂缝的位置，减少压裂液的使用量并降低施工成本。
在一个实施例中，在步骤一中，在主裂缝延伸期间，监测施工压力，在施工压力出现跳变时主裂缝的延伸深度对应着天然裂缝的位置。意外发现，天然裂缝对施加于主裂缝的施工压力有较大的影响，因此通过监测主裂缝的施工压力，就能方便地确定天然裂缝的位置。这极大地方便了施工。在一个优选的实施例中，施工压力的跳变值在2-20兆帕之间。更优选地，在7-9兆帕之间。
在一个实施例中，在步骤二中，在主裂缝内相邻于天然裂缝位置的下游位置添加暂堵剂，然后进行压裂以形成支裂缝；在步骤三中，除去暂堵剂。暂堵剂仅临时封堵主裂缝，以进行支裂缝的施工。在支裂缝施工结束之后，就可以除去暂堵剂或暂堵剂自然消失。暂堵剂是本领域的技术人员熟知的，这里不再赘述。
在一个实施例中，在主裂缝施工完成之后，再进行步骤二。这样，可从整体上获得主裂缝周围的天然裂缝的状况，从而有助于选择有利的位置建立支裂缝。此外，在使用暂堵剂的情况下，为了不影响主裂缝的施工，优选将主裂缝施工完之后，再进行支裂缝的施工。
在一个实施例中，天然裂缝的数量为多个，并且从上游到下游分布；在步骤二中，首先将下游的天然裂缝与主裂缝沟通，然后再将上游的天然裂缝与主裂缝沟通。在使用暂堵剂的情况下，以从下游到上游的方式来建立支裂缝，可使得暂堵剂不会影响支裂缝的施工，这样就加快了施工速度。
在一个实施例中，在步骤二中，在主裂缝内相邻于天然裂缝的下游位置处添加暂堵剂，然后进行压裂以形成支裂缝，在步骤三中，除去暂堵剂。
在一个实施例中，暂堵剂的尺寸为主裂缝的宽度的1/3到1/2。这样，可方便地将暂堵剂下入到主裂缝内。在将暂堵剂下入到位后，会自动膨胀而封堵住主裂缝。在一个实施例中，暂堵剂可以为油溶性树脂颗粒。
在一个实施例中，在步骤二中，主裂缝由暂堵剂填充的长度为5米到10米。意外发现，这种主裂缝的这种填充程度能够确保建立支裂缝。
在一个优选的实施例中，在步骤一之前，还进行评估步骤。在该评估步骤中，通过三向应力实验、储层参数得到水平最大主应力和水平最小主应力的差值，以及模拟压裂施工净压力。如果水平应力差值大于模拟压裂施工净压力，则需要以注入暂堵剂的方式来建立支裂缝。在另一个优选的实施例中，还根据储层参数并且借助于常规的压裂模拟软件来获得主裂缝延伸到目标长度所需的压裂液量。压裂模拟软件可以为FracPro PT、Stimplan和GOHFER中的一个，这些软件都是本领域的技术人员所熟知的，这里不再详细描述。
应理解的是，在本申请中，方向用语“上游”是指朝向地面的方向，方向用语“下游”是指与“上游”相反的方向。
与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)在压裂过程中，支裂缝将主裂缝与天然裂缝沟通，从而在地层内形成了在三维空间中分布的复杂裂缝或体积裂缝，进而提高油井的产油率。(2)在主裂缝的施工期间，获得主裂缝周围的天然裂缝的位置，可非常容易地在主裂缝上确定建立支裂缝的位置，减少压裂液的使用量并降低施工成本。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1示意性地显示了实施本发明的方法的步骤；
图2示意性地显示了主裂缝施工结束后的状态；
图3示意性地显示了建立支裂缝的状态；
图4示意性地显示了建立了所有的支裂缝的状态；
图5是根据本发明第一实施例的施工压力曲线图。
在附图中相同的部件用相同的附图标记；附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的地层压裂方法包括以下步骤：
步骤1：使主裂缝1延伸，并获得处于主裂缝1周围的天然裂缝2的位置。如图1所示，在主裂缝1周围存在3处天然裂缝2。
通过常规的压裂施工来使主裂缝1延伸，这是本领域的技术人员所熟知的。
在主裂缝1延伸期间，通过监测施工压力来得出主裂缝1周围的天然裂缝2的位置。例如，当施工压力的跳变值在2-20兆帕之间时，意味着在主裂缝1周围存在有天然裂缝2，并且在施工压力出现跳变时主裂缝1的延伸深度对应着天然裂缝2的位置。例如，当主裂缝1延伸到深度D1时，施工压力会发生跳变，这意味着在深度D1处存在着天然裂缝21。在一个实施例中，可通过采集施工压力曲线并监测施工压力曲线的波动情况来获得主裂缝1周围的天然裂缝2的位置。这样，可使得在后续步骤中方便地选择建立支裂缝的位置。应理解的是，“施工压力曲线”是本领域的技术人员熟知的，这里不再赘述。
步骤2：在主裂缝1的对应天然裂缝2的位置建立沟通主裂缝1和天然裂缝2的支裂缝3。
在本发明的一个实施例中，在主裂缝1内相邻于天然裂缝位置的下游位置22添加暂堵剂4，然后在主裂缝1内进行压裂以形成支裂缝3。如图3所示，根据步骤一得知，主裂缝1的位置23对应着天然裂缝24，因此暂堵剂4处于与位置23相邻的下游位置22。这样，可使得支裂缝3的长度最短，从而减小施工成本。暂堵剂4的尺寸为主裂缝1的宽度的1/3到1/2。主裂缝1由暂堵剂4填充的长度为5米到10米。在一个实施例中，暂堵剂为油溶性树脂颗粒。暂堵剂随后遇油会自动溶解而解除封堵。
在使用暂堵剂4的情况下，为了避免主裂缝1的施工受到影响，优选地，在主裂缝1施工完成之后，再进行进行支裂缝3的施工。此外，在使用暂堵剂4并且天然裂缝2为从上游到下游分布的多个的情况下，同样首先将下游的天然裂缝与主裂缝1沟通，然后再将上游的天然裂缝与主裂缝1沟通。
步骤3：完成压裂。
由此，根据本发明的方法，支裂缝3将主裂缝1与天然裂缝2沟通，从而可在地层内形成在三维空间中分布的复杂裂缝或体积裂缝，进而可提高油井的产油率。
优选地，在进行步骤1之前，还进行评估步骤11。在评估步骤11中，通过三向应力实验、储层参数得到水平最大主应力和水平最小主应力的差值，以及模拟压裂施工净压力。如果水平应力差值大于模拟压裂施工净压力，则需要以注入暂堵剂的方式来建立支裂缝3。在另一个优选的实施例中，还根据储层参数并且借助于常规的压裂模拟软件来获得主裂缝延伸到目标长度所需的压裂液量。压裂模拟软件可以为FracPro PT、Stimplan和GOHFER中的一个，这些软件都是本领域的技术人员所熟知的，这里不再详细描述。
实施例1
对储层S进行评估。水平应力差8MPa，模拟压裂施工净压力4兆帕，由此可知需要以注入暂堵剂的方式来建立支裂缝。经使用FracPro PT模拟，主裂缝目标长度为180m时，需要的压裂液为270立方米。
对主裂缝进行压裂施工。图5时施工压力曲线图，在图5中，曲线54表示施工压力，曲线55表示主裂缝的延伸长度。如图5所示，在距离主裂缝起始位置的50m、110m和150m处(如图5中曲线54上的标记51、52、53)，施工压力的跳变值分别为9兆帕(MPa)、7兆帕(MPa)和8兆帕(MPa)，这意味着在这三个位置处存在着天然裂缝。
向主裂缝内分三次加入油溶性树脂颗粒暂堵剂，以从下游到上游的方式建立起3条支裂缝来沟通主裂缝和天然裂缝。
在采油过程中，油井的产量达到12吨/天。同地区其他类型的油井的产量通常在7吨/天。可见，经本发明的方法压裂施工的油井的产量得到显著的提高。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (5)
1.一种地层压裂方法，包括以下步骤，
步骤一：使主裂缝延伸，并获得处于所述主裂缝周围的天然裂缝的位置；
步骤二：在所述主裂缝的对应所述天然裂缝的位置建立沟通所述主裂缝和天然裂缝的支裂缝；
步骤三：完成压裂，
其中，所述天然裂缝的数量为多个，并且从上游到下游分布，并且在所述步骤二中，首先将下游的天然裂缝与主裂缝沟通，然后再将上游的天然裂缝与主裂缝沟通，
在所述步骤二中，在所述主裂缝内相邻于天然裂缝位置的下游位置添加暂堵剂，然后进行压裂以形成所述支裂缝，并且在所述步骤三中，除去所述暂堵剂，以及
在所述主裂缝施工完成之后，再进行所述步骤二。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤一中，在所述主裂缝延伸期间，监测施工压力，
在施工压力出现跳变时所述主裂缝的延伸深度对应着天然裂缝的位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述跳变的范围在2-20兆帕之间。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，所述暂堵剂的尺寸为所述主裂缝的宽度的1/3到1/2。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述主裂缝由所述暂堵剂填充的长度为5米到10米。
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