CN108729913A - 可控冲击波预裂页岩储层方法 - Google Patents

可控冲击波预裂页岩储层方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可控冲击波预裂页岩储层方法，包括如下步骤：1)根据页岩气井资料确定难压开的储层段，选择致裂储层所需的冲击波参数，并设计在每个射孔簇的冲击次数；2)将能够产生可控冲击波的致裂器推送至最远端的射孔簇位置；3)从最远端的射孔簇开始实施冲击，在每一个射孔簇位置完成作业量以后，移动致裂器到下一个待作业射孔簇位置实施作业；4)在可控冲击波作业完成后，提出设备，进行压裂施工。本发明是一种利用冲击波致裂页岩的物理方法，多次冲击作用可进一步延伸裂隙，在井筒周围形成缝网，可降低储层的破裂压力或使得难压储层能够压开。

Description

可控冲击波预裂页岩储层方法
技术领域
本发明属于能源领域，涉及一种预裂页岩的方法，具体涉及一种可控冲击波预裂页岩储层方法，应用于页岩气的开采。
背景技术
页岩气藏是一种基质渗透率很低(一般小于1×10-3μm2)、孔隙度只有3％～5％的沉积岩。为美国“页岩气革命”做出巨大贡献的还是那些赋存在众多微米至纳米级的基质和有机质孔隙中的游离气，所以，页岩层需要大规模的体积改造，形成复杂的缝网，提高页岩层中的渗透率才能获得工业产量。
国内页岩气开发已达到万方水、千方砂的压裂规模，页岩层的压裂改造成本占到单井总成本的50-60％，构成页岩气开发的主要成本。随着页岩储层埋深的增加，水力压裂的破压值更高，导致开发成本更大，但又因形成的裂缝单一导致单井产量低。制约页岩气开发的主要原因是开发的经济性，破压值高和大排量压裂将需要更多的设备参与，占用更大的井场，导致压裂改造成本太高。提升页岩气开发经济性要以技术进步为主要措施，探索在现有以静压力为主的常规技术以外的新技术是我国页岩气开发的重要技术保障。
中石油已经探明的页岩气储量为9.85万亿立方米：其中，埋深3500m以浅页岩气储量仅仅1.19万亿立方米；而埋深3500m-4000m的储量为3.52万亿立方米；埋深4000m-4500m的储量为5.14万亿立方米。目前的页岩气开发局限于3500m以浅，且天然裂缝发育的储层中。对于深于3500m的高应力难压裂页岩、缺少天然裂缝的储层则难以开发，因裂缝单一而达不到经济产量。
发明内容
本发明的目的在于提供一可控冲击波预裂页岩储层方法，以补充传统以静压力为主常规技术的不足，该方法在不伤害套管的情况下，弥补无天然裂缝、或者天然裂缝欠发育储层无法开发的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
可控冲击波预裂页岩储层方法，其特殊之处在于，所述可控冲击波预裂页岩储层方法是将能够产生可控冲击波的致裂器推送到待压裂段，对每一个射孔簇实施重复、强度可控的冲击，进行页岩储层压裂前预处理；所述可控冲击波预裂页岩储层方法包括如下步骤：
1)根据页岩气井情况确定难压开的储层段，选择致裂储层所需的冲击波参数，并设计在每个射孔簇的冲击次数；
2)将能够发出可控冲击波的致裂器推送至最远端的射孔簇位置；
3)从最远端的射孔簇开始实施冲击，在每一个射孔簇位置完成作业量以后，移动致裂器到下一个待作业射孔簇位置实施作业；
4)在可控冲击波作业完成后，提出设备，进行压裂施工。
进一步，所述致裂器能够在待致裂区域产生可以致裂储层的冲击波，且加载到页岩层的冲击波强度需大于页岩层的抗压强度，小于井筒套管的抗压强度。
进一步，作业前需收集待作业页岩气井资料，收集的页岩气井资料至少包括：钻井数据、井身结构数据、井温井斜数据、钻进中油气显示情况、试油数据、储层物性及矿物分析、地应力特征及岩石力学参数、天然裂缝发育及测井解释资料。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：
(1)本发明提供的可控冲击波预裂页岩储层方法是一种物理方法，所加载到页岩层的冲击波强度大于页岩层的抗压强度，大于页岩层抗压强度的冲击波可以致裂页岩，多次冲击波作用又可进一步延伸裂隙，在井筒周围形成缝网，可降低储层的破裂压力或使得难压储层能够压开。
(2)本发明可对页岩气井水平段进行选择性作业，可选择高应力难压裂的储层位置进行重复冲击作业。
(3)因可控冲击波每次只是加载到有限的区域，本发明不用封隔器可对储层进行分段处理，不仅可以对储层进行精细处理，还可有选择的进行特定区域的处理，且不伤害隔层的套管和水泥环。
附图说明
图1是本发明实施例可控冲击波预裂页岩储层方法流程图；
图2是本发明实施例采用连续油管推送的井口装置图；
图3是本发明实施例的可控冲击波井下工具串组成示意图。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
本发明实施例提供的可控冲击波预裂页岩储层方法，是将能够发出可控冲击波的致裂器推送到待压裂段，对每一个射孔簇实施重复、强度可控的冲击，进行页岩储层压裂前预处理。
图1示出了本发明实施例可控冲击波预裂页岩储层方法的流程。如图1所示，本发明实施例提供的可控冲击波预裂页岩储层方法，按照如下步骤进行：
步骤S101、根据页岩气井情况确定难压开的储层段，选择致裂储层所需的冲击波参数，并设计在每个射孔簇的冲击次数；
步骤S102、将能够产生可控冲击波的致裂器推送至最远端的射孔簇位置；
步骤S103、从最远端的射孔簇开始实施冲击，在每一个射孔簇位置完成作业量以后，移动致裂器到下一个待作业射孔簇位置实施作业；
4)在可控冲击波作业完成后，提出设备，进行压裂施工。
在本发明实施例中，致裂器要求能够产生冲击波，待致裂器推送至待致裂区域时利用冲击波作业，且加载到页岩层的冲击波强度需大于页岩层的抗压强度，小于井筒套管的抗压强度。
作业前需收集待作业页岩气井的资料，收集的页岩气井资料至少包括：钻井数据、井身结构数据、井温井斜数据、钻进中油气显示情况、试油数据、储层物性及矿物分析、地应力特征及岩石力学参数、天然裂缝发育及测井解释资料。根据所收集的资料选择需要可控冲击波预裂的作业区域，设计可控冲击波作业参数，并参考储层物性、岩石力学参数、天然裂缝发育等数据，设计每个点的作业次数在10-20次不等。
下面以具体实施例来进一步说明。
本发明是一种可控冲击波预裂页岩储层的方法，以连续油管推送方式为例，按照如下步骤对页岩储层进行预裂：
步骤一：根据待作业的页岩储层的物性和力学参数，设计可控冲击波作业参数。
步骤二：安装井口装置，采用连续油管推送时，可采用图2所示井口装置；
井口结构的结构自下而上组成为：井口1+法兰2+防喷管转换法兰3+防喷管4+四闸板防喷器5+防喷盒6+注入头7；
安装转换法兰、连续油管防喷器、防喷盒、注入头等设备及控制管线，对井口装置各部件、各联接部分，按其额定工作压力进行试压，试压合格后方可进行下步施工。
步骤三：根据页岩气水平井通洗井作业规范进行通洗井作业。
步骤四：按图3所示，将能够产生可控冲击波的致裂器与定位仪通过活动接头组成可控冲击波工具管串。
可控冲击波井下工具串各个部件采用螺纹连接，各个部件的连接次序自上而下：定位仪+活动接头+致裂器。
步骤五：连接可控冲击波井下工具串到连续油管上。
将可控冲击波井下工具串与连续油管螺纹连接后，将连续油管另一侧与致裂器的地面控制器相接，在地面对整个推送系统进行放电测试，测试合格后方可进行下步施工。
步骤六：用连续油管车下放可控冲击波井下工具串入井。
初始下入速度控制在5m/min，下至50m，观察连续推送系统工作是否正常，如果正常，继续下入，下入速度逐步提高至10-15m/min，下入要平稳。进入造斜段后，下入速度降为5m/min，进入水平段后，根据下入情况适当提高下入速度，最高限速10m/min，下放过程中密切观察指重表，发现异常时立即停止下入，待异常解除后再继续下入直至最深的待作业点。
根据可控冲击波施工设计，以逐层上返的方式进行作业。
步骤七：完成所有作业后，上提井下工具串。
初始上提速度控制在8m/min；上提100m后，速度控制在10m/min以内；整个上提过程操作要匀速平稳。如未遇异常尽量不随意改变上提速度。致裂器起至井口10m左右，拆卸井口，吊车吊起注入头，将致裂器提出井口，从活动接头处分离致裂器，并依次拆除各工具，收工具。
步骤八：与油田现场人员交接，双方在施工交接书上签字认可后完成施工。
步骤九：根据施工安排，继续进行其他施工作业。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.可控冲击波预裂页岩储层方法，其特征在于，所述可控冲击波预裂页岩储层方法是将能够产生可控冲击波的致裂器推送到待压裂段，对每一个射孔簇实施重复、强度可控的冲击，进行页岩储层压裂前预处理；所述可控冲击波预裂页岩储层方法包括如下步骤：
1)根据页岩气井情况确定难压开的储层段，选择致裂储层所需的冲击波参数，并设计在每个射孔簇的冲击次数；
2)将能够发出可控冲击波的致裂器推送至最远端的射孔簇位置；
3)从最远端的射孔簇开始实施冲击，在每一个射孔簇位置完成作业量以后，移动致裂器到下一个待作业射孔簇位置实施作业；
4)在可控冲击波作业完成后，提出设备，进行压裂施工。
2.根据权利要求书1所述的可控冲击波预裂页岩储层方法，其特征在于，所述致裂器能够在待致裂区域产生可以致裂储层的冲击波，且加载到页岩层的冲击波强度需大于页岩层的抗压强度，小于井筒套管的抗压强度。
3.根据权利要求书1所述的可控冲击波预裂页岩储层方法，其特征在于，作业前需收集待作业页岩气井资料，收集的页岩气井资料至少包括：钻井数据、井身结构数据、井温井斜数据、钻进中油气显示情况、试油数据、储层物性及矿物分析、地应力特征及岩石力学参数、天然裂缝发育及测井解释资料。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109973052A (zh) * 2019-03-25 2019-07-05 西安闪光能源科技有限公司 一种多级储能可控冲击波产生装置
CN110185421A (zh) * 2019-05-24 2019-08-30 龚雨诗 一种页岩气的采收装置及方法
CN110331971A (zh) * 2019-08-05 2019-10-15 西安闪光能源科技有限公司 一种重复开发水平井的储层改造方法
CN110439548A (zh) * 2019-08-26 2019-11-12 中海石油(中国)有限公司深圳分公司 一种可控冲击波解堵测试系统及测试方法
CN111173488A (zh) * 2020-03-16 2020-05-19 西安诚科石油工程技术服务有限公司 一种利用可控冲击波实现气井投产的方法
CN111188603A (zh) * 2018-11-14 2020-05-22 西安交通大学 基于可控冲击波的注水井增注方法
CN113216921A (zh) * 2021-05-26 2021-08-06 西南石油大学 致密储层压裂前电脉冲预处理的冲击波能量优化方法
CN115263265A (zh) * 2022-08-10 2022-11-01 西南石油大学 一种基于放电冲击波技术降低储层破裂压力的方法及应用

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102094604A (zh) * 2010-11-19 2011-06-15 中国工程物理研究院流体物理研究所 一种油气井下液电压裂复合射孔装置及射孔方法
CN103306659A (zh) * 2013-07-04 2013-09-18 中国石油大学(华东) 一种实现超高导流能力的压裂工艺
CN104863560A (zh) * 2015-03-09 2015-08-26 东方宝麟科技发展(北京)有限公司 用于页岩气开采的宽网压裂方法
CN105370259A (zh) * 2014-08-29 2016-03-02 中国石油化工股份有限公司 水平井分段压裂方法
CN106164413A (zh) * 2014-04-03 2016-11-23 绿色科学有限公司 利用等离子体反应冲击波的压裂装置及其页岩气萃取方法
CN107762469A (zh) * 2016-08-18 2018-03-06 郭强 一种页岩气储层立体式压裂方法
CN107806337A (zh) * 2017-11-16 2018-03-16 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 页岩气藏水平井选择性逐簇压裂工艺
CN107956505A (zh) * 2017-10-18 2018-04-24 西安交通大学 基于可控冲击波技术的煤矿井下钻孔增透方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102094604A (zh) * 2010-11-19 2011-06-15 中国工程物理研究院流体物理研究所 一种油气井下液电压裂复合射孔装置及射孔方法
CN103306659A (zh) * 2013-07-04 2013-09-18 中国石油大学(华东) 一种实现超高导流能力的压裂工艺
CN106164413A (zh) * 2014-04-03 2016-11-23 绿色科学有限公司 利用等离子体反应冲击波的压裂装置及其页岩气萃取方法
CN105370259A (zh) * 2014-08-29 2016-03-02 中国石油化工股份有限公司 水平井分段压裂方法
CN104863560A (zh) * 2015-03-09 2015-08-26 东方宝麟科技发展(北京)有限公司 用于页岩气开采的宽网压裂方法
CN107762469A (zh) * 2016-08-18 2018-03-06 郭强 一种页岩气储层立体式压裂方法
CN107956505A (zh) * 2017-10-18 2018-04-24 西安交通大学 基于可控冲击波技术的煤矿井下钻孔增透方法
CN107806337A (zh) * 2017-11-16 2018-03-16 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 页岩气藏水平井选择性逐簇压裂工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
付海峰等: "基于脉冲致裂储层的改造新技术研究", 《岩石力学与工程学报》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111188603A (zh) * 2018-11-14 2020-05-22 西安交通大学 基于可控冲击波的注水井增注方法
CN109973052A (zh) * 2019-03-25 2019-07-05 西安闪光能源科技有限公司 一种多级储能可控冲击波产生装置
CN110185421A (zh) * 2019-05-24 2019-08-30 龚雨诗 一种页岩气的采收装置及方法
CN110185421B (zh) * 2019-05-24 2024-04-26 上海瑞达峰致能源科技股份有限公司 一种页岩气的采收装置及方法
CN110331971A (zh) * 2019-08-05 2019-10-15 西安闪光能源科技有限公司 一种重复开发水平井的储层改造方法
CN110439548A (zh) * 2019-08-26 2019-11-12 中海石油(中国)有限公司深圳分公司 一种可控冲击波解堵测试系统及测试方法
CN111173488A (zh) * 2020-03-16 2020-05-19 西安诚科石油工程技术服务有限公司 一种利用可控冲击波实现气井投产的方法
CN111173488B (zh) * 2020-03-16 2021-11-30 西安诚科石油工程技术服务有限公司 一种利用可控冲击波实现气井投产的方法
CN113216921A (zh) * 2021-05-26 2021-08-06 西南石油大学 致密储层压裂前电脉冲预处理的冲击波能量优化方法
CN115263265A (zh) * 2022-08-10 2022-11-01 西南石油大学 一种基于放电冲击波技术降低储层破裂压力的方法及应用
CN115263265B (zh) * 2022-08-10 2023-06-13 西南石油大学 一种基于放电冲击波技术降低储层破裂压力的方法及应用

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