CN109083624A - 一种复合脉冲激波和水力压裂的储层物性改造方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合脉冲激波和水力压裂储层物性的改造方法及装置,包括连续油管、喷射装置和脉冲激波发射器,连续油管用于注入高静压液体直至其内部压力达到静水压阈值,并保持所述内部压力不变;喷射装置与所述连续油管末端连接,用于在所述连续油管内部压力达到静水压阈值后,持续向外喷射高静压液体以产生水力压裂;脉冲激波发射器包裹在所述喷射装置内,用于在高静压液体中产生重复频率激波,所述激波向外辐射以产生脉冲激波压裂。本发明通过液电脉冲激波与水力压裂复合,在水力压裂形成的主裂缝周围诱导更多的微裂缝,并与岩层的天然裂缝实现更好的连接,有效构建水力裂缝‑天然裂缝‑微裂缝等多尺度的储层渗流网络,可显著提高油井的产量。
Description
技术领域
本发明属于油气开采领域,更具体地,涉及一种复合脉冲激波和水力压裂的储层物性改造方法及装置。
背景技术
油气开采过程,由于油气持续高产稳产的指标,因此需要及时清理管道射孔处由于溶性盐类沉积、原油粘度增大等原因形成的堵塞物,有效地清除渗油通道的污物,增加油井的渗透率,恢复油井的油气产量。低渗透油气资源作为我国新增石油探测储量的重要组成部分,其油藏储层以细-微细喉道为主,孔喉细小,储层致密,物性差,面临储层发育复杂、开发难度大、效益差等一系列问题。
传统水力压裂已作为超低渗油藏储层改造的常规手段,当静水压作用于储层时,近似施加静态荷载,易在储层中形成主裂缝向前发展。但是水力压裂一般只形成大、远的主裂缝,作用范围远,但是形成的微裂缝较少,难以整体提高岩层渗透性。非常规物理振动采油与压裂相结合技术、化学驱油技术、微生物采油技术、超前注水和气驱采油技术等获得应用,并取得一定效果,但由于效率低、作用范围小等存在局限性。
液电脉冲激波以纯物理手段解除射孔堵塞,提高附近岩层的渗透率,进而提高油气产量。激波对岩层作用相当于施加动态荷载,更易形成分散性的微裂缝,提高岩层整体渗透性。具有环境友好、工艺简单、经济性高等特点,其不足之处在于激波在岩层中传播衰减较快,作用距离有限。因此,在油气井开采过程中,需要有高效、环保的技术手段解除油田堵塞,改善岩层的渗透性,提高油气产量。
发明内容
针对现有技术的缺陷,本发明利用液电脉冲激波对水力压裂技术构成补充,在水力压裂形成的主裂缝周围诱导更多的微裂缝,并与岩层的天然裂缝实现更好的连接,有效构建水力裂缝-天然裂缝-微裂缝等多尺度的储层渗流网络,具有较大的作业距离与提高附近储层整体渗透率的特点,显著提高油井的产量。
为实现上述目的,第一方面,本发明实施例提供了一种复合脉冲激波和水力压裂的储层物性改造方法,所述储层物性改造方法包括;
向连续油管内注入高静压液体直至其内部压力达到静水压阈值;
保持连续油管内部压力不变,持续向外喷射高静压液体以产生水力压裂;
在高静压液体中产生重复频率激波,所述激波向外辐射以产生脉冲激波压裂。
具体地,所述水力压裂用于形成主裂缝,所述脉冲激波压裂用于在主裂缝附近诱导微裂缝。
具体地,所述高静压液体作用于储层,所述重复频率激波作用于水平井。
为实现上述目的,第二方面,本发明实施例提供了一种复合脉冲激波和水力压裂的储层物性改造装置,所述储层物性改造装置包括连续油管、喷射装置和脉冲激波发射器;
所述连续油管用于注入高静压液体直至其内部压力达到静水压阈值,并保持所述内部压力不变;
所述喷射装置与所述连续油管末端连接,用于在所述连续油管内部压力达到静水压阈值后,持续向外喷射高静压液体以产生水力压裂;
所述脉冲激波发射器包裹在所述喷射装置内,用于在高静压液体中产生重复频率激波,所述激波向外辐射以产生脉冲激波压裂。
具体地,所述水力压裂用于形成主裂缝,所述脉冲激波压裂用于在主裂缝附近诱导微裂缝。
具体地,所述高静压液体作用于储层,所述激波作用于水平井。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,具有以下有益效果:
(1)本发明通过液电脉冲激波与水力压裂相复合,基于复合压裂的思想,提出了可同时进行水力压裂和激波作用的装置,通过喷射装置和脉冲激波发射器来实现井下复合压裂,具有作业范围广、可控性强、明显提高附近储层整体渗透率优点;
(2)本发明通过在水力压裂形成的主裂缝周围诱导更多的微裂缝,并与岩层的天然裂缝实现更好的连接,有效构建水力裂缝-天然裂缝-微裂缝等多尺度的储层渗流网络,可显著提高油井的产量。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种复合脉冲激波和水力压裂的储层物性改造装置的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的脉冲激波发射器的结构示意图。
图3为本发明实施例提供的复合脉冲激波和水力压裂加载示意图。
图4为本发明实施例提供的复合脉冲激波和水力压裂改造后的裂缝渗流示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
图1为本发明实施例提供的一种复合脉冲激波和水力压裂的储层物性改造装置的结构示意图。如图1所示,该装置包括:作业车100、连续油管200、电气电缆300、脉冲激波发射器400、喷砂器500、封隔器600。
作业车100根据地质条件、作业要求设置电气参数及力学参数,用于向井下提供高压强的液体、砂填充剂、激波发射器的供电及控制。
连续油管200作为传输载体,用于将高静压力液体通过喷射装置持续向外喷射作用于油井射孔段,从而诱导储油层形成主裂缝。连续油管200的底部连接喷射装置。油井射孔段对应于实际开采石油的区域,即本装置作用的位置。
连续油管200内部存在电气电缆300,电气电缆300的功能为激波发射器输送电能、控制信号及反馈运行状态信息,可采用布置于连续油管内部的单独测井电缆,或带导体的连续油管内部芯线形式。电气电缆300内有4根芯线,其中2根芯线作为脉冲激波发射器400的高压线,另外两根导体作为信号传输线,用于定位装置位置。
脉冲激波发射器400被输运到作业储油层,包裹在喷射装置内,在高静压的液体中产生重复频率激波,实施动态激波与水力压裂的协同作业。
喷砂器500用于向裂缝内喷射砂填充剂,防止裂缝闭合。
封隔器600用于将连续油管200内部的静态高压、脉冲激波发射器400及喷砂器500密闭,使得激波作用范围集中在封隔器内的储层段,保证激波发射器分段作业。
图1中三角形表示水力压裂形成的主裂缝,其周围是通过液电脉冲激波发射器产生是微裂缝。
图2为本发明实施例提供的脉冲激波发射器的结构示意图。如图2所示,脉冲激波发射器400由升压单元401、储能单元402、脉冲压缩单元403及脉冲激波放电单元404组成。外径为102mm,连续油管200喷射装置的底部直径为110mm,可完全将脉冲激波发射器400密闭其中,并同轴分布,利于两者的共同作业油井射孔段。
基于脉冲激波与水力压裂协同的油井增产的具体操作过程为:作业车100设定电气参数及力学参数;通过向连续油管200不断注入液体水实现对油井的增压增注,一旦连续油管200的内部压力达到设定值,保持此静态液体压力不变,连续油管的喷射装置作业于射孔段,诱导岩层形成大的裂缝;升压单元401通过电气电缆300实现整流升压,然后对储能单元402充电,储能单元402达到设定值后,脉冲压缩单元403导通,将储能单元402的能量瞬间输入到脉冲激波放电单元404;脉冲放电单元404可通过脉冲大电流在弱压缩性的放电液体内产生强力激波,并沿着连续油管的喷射装置向外传播,进行液电脉冲激波作业。
脉冲大电流在弱压缩性的放电液体内产生强力激波的过程为:在液体中产生高功率的电弧放电,利用液体的不可压缩性辐射强烈激波,包括直接间隙放电形式、金属丝爆形式以及电驱动爆生气体形式。
该装置的动态激波与静态水力压力协同作业的原理为:连续油管产生的水力压裂的静水压作用于储层时,近似施加静态荷载,易在储层中形成主裂缝向前发展,其特点是作用距离远,但一般只形成主裂缝;而脉冲激波发射器产生的动态激波可对水力压裂技术构成补充,在水力压裂形成的主裂缝周围诱导更多的微裂缝,并与岩层的天然裂缝实现更好的连接,适用于在储层中穿行的水平井。人工裂缝一旦与岩层自身的宏观、微观裂缝沟通后,可形成交织的缝网,合理改造储层缝网可显著提高油井的产量。
一种复合脉冲激波和水力压裂的储层物性改造方法,所述储层物性改造方法包括;
向连续油管内注入高静压液体直至其内部压力达到静水压阈值;
保持连续油管内部压力不变,持续向外喷射高静压液体以产生水力压裂;
在高静压液体中产生重复频率激波,所述激波向外辐射以产生脉冲激波压裂。
图3为本发明实施例提供的复合脉冲激波和水力压裂加载示意图。如图3所示,复合脉冲激波和水力压裂加载波形实际上是在静水压的基础上叠加一定频率的激波脉动,有利于对岩层的改造效果。
图4为本发明实施例提供的复合脉冲激波和水力压裂改造后的裂缝渗流示意图。如图4所示,复合脉冲激波和水力压裂改造技术在主裂缝周围诱导更多的微裂缝,并与岩层的天然裂缝实现更好的连接,有效构建水力裂缝-天然裂缝-微裂缝等多尺度的储层渗流网络,具有较大的作业距离与提高附近储层整体渗透率的特点,可显著提高油井的产量。
以上,仅为本申请较佳的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种复合脉冲激波和水力压裂的储层物性改造方法,其特征在于,所述储层物性改造方法包括;
向连续油管内注入高静压液体直至其内部压力达到静水压阈值;
保持连续油管内部压力不变,持续向外喷射高静压液体以产生水力压裂;
在高静压液体中产生重复频率激波,所述激波向外辐射以产生脉冲激波压裂。
2.如权利要求1所述的储层物性改造方法,其特征在于,所述水力压裂用于形成主裂缝,所述脉冲激波压裂用于在主裂缝附近诱导微裂缝。
3.如权利要求1所述的储层物性改造方法,其特征在于,所述高静压液体作用于储层,所述重复频率激波作用于水平井。
4.一种复合脉冲激波和水力压裂的储层物性改造装置,其特征在于,所述储层物性改造装置包括连续油管、喷射装置和脉冲激波发射器;
所述连续油管用于注入高静压液体直至其内部压力达到静水压阈值,并保持所述内部压力不变;
所述喷射装置与所述连续油管末端连接,用于在所述连续油管内部压力达到静水压阈值后,持续向外喷射高静压液体以产生水力压裂;
所述脉冲激波发射器包裹在所述喷射装置内,用于在高静压液体中产生重复频率激波,所述激波向外辐射以产生脉冲激波压裂。
5.如权利要求4所述的储层物性改造装置,其特征在于,所述水力压裂用于形成主裂缝,所述脉冲激波压裂用于在主裂缝附近诱导微裂缝。
6.如权利要求4所述的储层物性改造装置,其特征在于,所述高静压液体作用于储层,所述激波作用于水平井。
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