CN109083626A - 一种通过纤维实现暂堵转向与高速通道的压裂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种通过纤维实现暂堵转向与高速通道的压裂方法。本发明通过纤维这一材料将暂堵转向压裂和通道压裂技术结合为一体，形成了以纤维为主导的新型压裂技术。本发明发挥暂堵转向技术和通道压裂技术的优势，并克服两者的不足之处，更好的达到体积压裂效果形成复杂缝网增加改造体积，增强导流能力，提高现场的施工效率，降低施工成本，成为一项由纤维材料引导的新的增产技术。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过纤维实现暂堵转向与高速通道的压裂方法，属于对致密油气藏水力压裂改造的技术领域。
背景技术
随着通道压裂技术，例如中国专利CN103306659B所述实现超高导流能力的压裂工艺与暂堵转向压裂技术在页岩气藏、致密砂岩油气藏等非常规储层的大规模使用，许多新式的材料与技术逐渐在施工现场得到推广和应用。
其中暂堵转向压裂是针对低渗透储层基于体积压裂的理念通过压裂改造形成复杂缝网的一项技术，在初次压裂形成具有一定长度裂缝的基础上，向缝内注入一定量的暂堵转向剂，以此封堵缝口，控制裂缝延伸，启动新层纵向剖面，使压裂平面产生多次裂缝转向，最终形成复杂缝网。该技术的优势是可以在地层形成复杂裂缝网络，有利于非常规储层的压裂增产改造。缺点是，暂堵转向压裂形成复杂裂缝缝宽小，支撑剂充填不充分，导流能力低，同时许多暂堵剂由于支撑效果不好导致地层裂缝延伸不受控制，改造效果不好，由于部分支撑剂的降解效果不好，使得地层受到污染，导致油气在井筒附近流通阻力大，影响了压后的油气井产量。
通道压裂技术采用独特的泵注程序和特殊的加纤维压裂液，在地层内形成支撑剂团，从而实现具有较高导流能力的支撑裂缝，为油气运输提供高导流能力通道。该技术优点是形成高导流能力通道，适合非常规储层。缺点是，其独特的加纤维压裂液需要在实际施工中采用特殊的纤维输送设备，无法与其他技术相结合，增加了单次施工的成本且改造技术较为单一。
暂堵转向压裂技术和通道压裂技术在国内外均处于发展阶段，各自施工都有较好的增产效果，但是也存在自身的不足之处。
其中，所述暂堵转向技术，通过暂堵剂的加入，在地层中形成封堵，以此将初次压裂时未沟通储层进行沟通，但是由于地层的情况较为复杂，所以每次暂堵转向压裂都会选择不同种类的暂堵剂，对于实际施工来说较为复杂，并且需要对不同的暂堵剂进行测评，这将大大的延长施工进度，而采用了纤维暂堵后，只需要考虑地层的温度和初次压裂裂缝的缝宽即可进行纤维的选择。
其中，所述通道压裂技术采用纤维对支撑剂进行固结成团，通过脉冲加砂的方式交替注入含有纤维和支撑剂的基液和不含有纤维和支撑剂的基液，以此在地层中形成高导流能力通道。但是若要达到纤维和支撑剂的固结成团，那就需要专门的纤维输送车，通过输送车的搅拌将纤维和支撑剂固结成团，但是单辆纤维输送车成本较高，仅仅是为了达到形成高导流通道这一单一的改造目的并不划算。同时，为了将支撑剂较好的固结成团，需要具有较好亲水性的纤维，这样才能将支撑剂团在裂缝中进行铺置，达到形成高速导流能力通道的目的。
基于以上原因，本发明申请创新性的提出将暂堵转向技术与通道压裂技术相结合，通过纤维输送车，将暂堵转向纤维进行纤维注入形成封堵，并再次压裂形成新的裂缝，通过这种方法在地层形成复杂缝网，沟通更多的储层。在进行暂堵转向压裂后，可以不用更改施工设备，仅需要在纤维车中换用新的纤维，即可开始进行通道压裂施工，以此形成高速通道，将前期暂堵转向压裂形成的缝网完全沟通，并增强其导流能力。本发明通过一次的纤维输送车的进入即可实现两种改造技术，并在地层形成具有高导流能力通道的复杂裂缝网络。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种通过纤维实现暂堵转向与高速通道的压裂方法。本发明通过纤维这一材料将暂堵转向压裂和通道压裂技术结合为一体，形成了以纤维为主导的新型压裂技术。本发明发挥暂堵转向技术和通道压裂技术的优势，并克服两者的不足之处，更好的达到体积压裂效果形成复杂缝网增加改造体积，增强导流能力，提高现场的施工效率，降低施工成本，成为一项由纤维材料引导的新的增产技术。
本发明可以改善暂堵转向技术的暂堵效果，降低暂堵后地层的残渣，提高裂缝的导流能力，降低了使用通道压裂技术的施工成本。经过现场试验证明，本发明所述方法在实现暂堵转向和产生高速通道中取得了非常好的增产效果。
本发明的技术方案如下：
一种通过纤维实现暂堵转向与高速通道的压裂方法，其特征在于，所述压裂方法包括：
对同一压裂目的层段单周期加入两次纤维，首次加入纤维用于在地层内进行暂堵转向压裂，形成复杂缝网；再次加入纤维，将支撑剂固结成团，为地层油气提供大的流通通道。
一种通过纤维实现暂堵转向与高速通道的压裂方法，其特征在于，所述压裂方法具体包括：
一、形成复杂缝网：
(1)注入暂堵转向前置液压开地层，形成裂缝，随后向混砂车中注入20-40目支撑剂，经过高压管汇，向所述裂缝注入支撑剂，形成裂缝充填；
(2)通过压裂曲线预测产生的裂缝，并对预期转向的裂缝位置进行设计：
通过压裂曲线的波动时间及前置液的注入量计算裂缝张开位置和张开的大小，以此确定加入纤维暂堵剂量和输送的排量，通过对排量的控制将纤维输送到初次压裂裂缝张开的位置，进行封堵；计算需要加入的纤维量，通过向纤维输送车中注入纤维，经输送管注入地层相应位置，通过纤维成网的方式对缝口处实施封堵；在纤维车中加入暂堵转向纤维的同时已经考虑到初次压裂裂缝的张开尺寸，将会选择比裂缝缝口尺寸长2-3mm的纤维暂堵剂进行加入，在纤维暂堵剂加入后会在裂缝缝口处形成桥梁情况，同时随后的纤维被捕获，涉及形成网络结构，将裂缝成功关闭形成封堵；此步骤中所述计算裂缝张开位置和张开的大小、确定加入纤维暂堵剂量和输送的排量、计算需要加入的纤维量均是利用压裂曲线预测的常规技术手段，对于本领域的技术人员来说是清楚的；
(3)继续加入压裂液和支撑剂持续进行暂堵转向；此步骤不需要特殊的压裂液粘度和支撑剂浓度，只需要满足现场需求达到压裂效果即可，即进行压裂，在原裂缝周围产生新的裂缝起裂，形成的新裂缝属于体积压裂复杂缝网的一部分，并且与原裂缝形成一定的角度；受到地层应力的影响，通过纤维暂堵转向技术形成的新裂缝与原始裂缝夹角在75°-90°之间，会受到地层的影响形成双翼裂缝或单翼裂缝，而形成的裂缝形态通过压裂曲线的压力波动情况可以得出；
(4)重复步骤(1)-(3)：在每一次加入纤维暂堵剂后再继续加入一定量的顶替液用以在原裂缝附近压开新的裂缝；注入顶替液量参考根据第一次压裂前置液量；不断形成新的具有一定长度裂缝和周围形成新的次生裂缝；
二、形成主裂缝：
(5)注入粘度范围是30-110mPa·s的高粘度压裂液，在地层中通过前置液的注入形成主裂缝；判断在地层中形成主裂缝的依据是在压裂曲线上看到明显的压力波动，且加大注入排量后压力曲线波动不再明显，即在0-0.5MPa以内，即表明形成了主裂缝；
(6)在纤维输送车中配置通道压裂用的重量比为5％-20％纤维浓度混砂液，经过混砂车向地层注入；所述纤维浓度为：纤维重量与支撑剂重量比；
(7)采用脉冲泵注加砂的方式向地层中注入含有纤维和支撑剂的基液和不含有纤维和支撑剂的基液，设置脉冲加纤维时间为30s-120s，达到每立方米支撑剂中含有纤维质量10-2kg，最终在地层形成一条大通道主裂缝；本发明在形成主裂缝的同时，对暂堵转向形成的复杂缝网进行沟通，有效的提高储层增产效果，降低施工成本；在本发明应用中，因为采用脉冲泵注加砂的方式进行加砂，即注入一段含有纤维和支撑剂的液后再注入一段不含有纤维和支撑剂的基液，因此泵注的压力可以比常规压裂的泵注压力高，且不会对井场的施工设备产生影响。
根据本发明优选的，所述步骤(4)中，重复步骤(1)-(3)直到最后加入纤维暂堵剂进行暂堵转向压裂时在压裂曲线中压力波动范围在0.5-1MPa之间；即不再看到明显压裂波动，表明对地层达到体积压裂形成复杂缝网的目的；重复步骤(1)-(3)的周期次数以4-6次为好。
根据本发明优选的，所述步骤(5)中，判断在地层中形成主裂缝的依据是在压裂曲线上看到明显的压力波动，且加大注入排量后压力曲线波动不再明显，即在0-0.5MPa以内，即表明形成了主裂缝。
根据本发明优选的，所述纤维的参数为：
亲水性纤维；纤维长度：4-12mm；纤维横截面积小于0.009mm2。本发明所选用的纤维柔软且细长的亲水性纤维，适合滑溜水、(低、中、高粘度)瓜尔胶压裂液、清洁压裂液，可以有效进行多种类型井的暂堵。在暂堵转向时，如果需要进行纤维暂堵，就需要配备有专门的纤维输送车，以此达到纤维输送封堵的目的。
根据本发明优选的，所述加入两次纤维的参数完全相同。本发明基于纤维在暂堵转向中充当暂堵剂和在通道压裂中将支撑剂固结成团的作用，在两个技术中采用相同的材料时，使用一次纤维输送设备即可满足暂堵转向和大裂缝导流，不但取得了较好的改造效果，同时大大节约了成本。
根据本发明优选的，所述纤维为可降解纤维。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明创新性的在进行暂堵转向压裂后，可以不用更改施工设备，仅需要在纤维车中换用新的纤维，即可开始进行通道压裂施工，以此形成高速通道，将前期暂堵转向压裂形成的缝网完全沟通，并增强其导流能力。本发明能够通过一次纤维输送车的现场使用完成暂堵转向技术和通道压裂技术的使用，不但可以实现地层更大范围的体积改造，增强储层流体流动能力，提高油气采收率，同时由于一次纤维输送车的使用就可以完成两项技术的使用，可以大幅度的降低施工费用，对于当前石油环境有积极指导的作用。
2、本发明在所述暂堵转向压裂和主裂缝压裂时，均具有适应60-160℃地层温度的纤维暂堵剂，纤维长度范围在4-12mm，纤维还可以降解；对于通道压裂采用可以使支撑剂固结成团的亲水性纤维，使支撑剂的固结效果更好。
3、本发明所述压裂方法使纤维输送车的使用可以不用改变井场压裂车组的摆放，在暂堵转向压裂结束后不用更改管线，直接就可以进行通道压裂的施工。在施工过程中，可以通过对压裂曲线的观察进行判断暂堵转向压裂是否形成了复杂缝网和主裂缝，其判断标准与本发明所述工艺相匹配，从而将复杂缝网和大通道压裂技术实现精准结合，达到最优的压裂效果。
附图说明：
图1为本发明所述压裂方法的具体工艺流程图。
具体实施方式：
下面结合实施实例对本发明的技术方案做进一步说明，但不限于此。
如图1所示。
实施例1、
一种通过纤维实现暂堵转向与高速通道的压裂方法，其特征在于，所述压裂方法包括：
对同一压裂目的层段单周期加入两次纤维，首次加入纤维用于在地层内进行暂堵转向压裂，形成复杂缝网；再次加入纤维，将支撑剂固结成团，为地层油气提供大的流通通道。
一种通过纤维实现暂堵转向与高速通道的压裂方法，其特征在于，所述压裂方法具体包括：
一、形成复杂缝网：
(1)注入暂堵转向前置液压开地层，形成裂缝，随后向混砂车中注入20-40目支撑剂，经过高压管汇，向所述裂缝注入支撑剂，形成裂缝充填；
(2)通过压裂曲线预测产生的裂缝，并对预期转向的裂缝位置进行设计：
通过压裂曲线的波动时间及前置液的注入量计算裂缝张开位置和张开的大小，以此确定加入纤维暂堵剂量和输送的排量，通过对排量的控制将纤维输送到初次压裂裂缝张开的位置，进行封堵；计算需要加入的纤维量，通过向纤维输送车中注入纤维，经输送管注入地层相应位置，通过纤维成网的方式对缝口处实施封堵；
(3)继续加入压裂液和支撑剂持续进行暂堵转向；继续加入具有65mPa·s的压裂液和砂比为13％的支撑剂，进行压裂，在原裂缝周围产生新的裂缝起裂，形成的新裂缝属于体积压裂复杂缝网的一部分，并且与原裂缝形成一定的角度；
(4)重复步骤(1)-(3)：在每一次加入纤维暂堵剂后再继续加入一定量的顶替液用以在原裂缝附近压开新的裂缝；
所述步骤(4)中，重复步骤(1)-(3)直到最后加入纤维暂堵剂进行暂堵转向压裂时在压裂曲线中压力波动范围在0.5-1MPa之间；即不再看到明显压裂波动，表明对地层达到体积压裂形成复杂缝网的目的；重复步骤(1)-(3)的周期次数以4-6次为好。
二、形成主裂缝：
(5)注入粘度范围是30-110mPa·s的高粘度压裂液，在地层中通过前置液的注入形成主裂缝；判断在地层中形成主裂缝的依据是在压裂曲线上看到明显的压力波动，且加大注入排量后压力曲线波动不再明显，即在0-0.5MPa以内，即表明形成了主裂缝；
(6)在纤维输送车中配置通道压裂用的重量比为5％-20％纤维浓度混砂液，经过混砂车向地层注入；所述纤维浓度为：纤维重量与支撑剂重量比；
(7)采用脉冲泵注加砂的方式向地层中注入含有纤维和支撑剂的基液和不含有纤维和支撑剂的基液，设置脉冲加纤维时间为30s-120s，达到每立方米支撑剂中含有纤维质量10-2kg，最终在地层形成一条大通道主裂缝。
所述纤维的参数为：
亲水性纤维；纤维长度：4-12mm；纤维横截面积小于0.009mm2。
所述加入两次纤维的参数完全相同。
所述纤维为可降解纤维。
应用例1、
将本发明所述的压裂方法应用至致密砂岩气藏直井中，其中，储层渗透率0.003mDc，地层温度120℃，采用本发明所述方法进行压裂改造：
首先通过数值模拟技术得知，形成复杂缝网后气井日产气量为8万方/天，为了降低流动阻力，需要对大通道主裂缝进行优化设计：基于气藏参数，应用压裂模拟软件计算得知，最佳的大通道主裂缝导流能力为32.7Dc·cm；
为了达到压后形成复杂缝网的效果，通过纤维输送车加入耐温120℃且在瓜胶压裂液中可以降解的纤维暂堵剂进行暂堵转向压裂，通过压裂曲线判断形成复杂缝网后，通过纤维输送车以脉冲加砂的方式进行通道压裂，形成高导流能力通道，当完成大通道主裂缝后，进行顶替，施工结束。
最终，通过产量统计，该井改造效果较好，利用本发明所述方法压裂改造后日产气9.5万方/天。对与该井具有相同储层特征的临井通过暂堵转向改造后，施工效果也有提升，但未达到预期目标，即单纯采用暂堵转向改造后的后日产气2.1万方/天。
应用例2、
将本发明所述的压裂方法应用至某井，压裂改造层段为3477.7m-3496.2m，压裂层段储层孔隙度平均为7.9％，渗透率平均为2.3mD，是典型的致密气储层。
依据本发明所述压裂方法，经优化设计，复杂缝网压裂部分用滑溜水压裂液1800m3，加40-70目支撑剂126m3，纤维暂堵剂430kg，大通道主裂缝用胍胶压裂液280m3，加20-40目支撑剂40m3，纤维340kg，准备纤维输送车一台，按设计方案完成暂堵转向施工，施工完成后迅速进行通道压裂方案施工，考虑滤失情况，在通道压裂纤维加入前在压裂液中添加适量降滤失剂，后续进行纤维的加入，形成主裂缝高导流能力通道，施工结束。该井在经过暂堵转向压裂和通道压裂后于开始放喷，压第一次放油历时24h，放喷后点火燃，火焰高1.5-2m，测试求产，日产气40000m3。
Claims (7)
1.一种通过纤维实现暂堵转向与高速通道的压裂方法，其特征在于，所述压裂方法包括：
对同一压裂目的层段单周期加入两次纤维，首次加入纤维用于在地层内进行暂堵转向压裂，形成复杂缝网；再次加入纤维，将支撑剂固结成团，为地层油气提供大的流通通道。
2.根据权利要求1所述的一种通过纤维实现暂堵转向与高速通道的压裂方法，其特征在于，所述压裂方法具体包括：
一、形成复杂缝网：
(1)注入暂堵转向前置液压开地层，形成裂缝，向所述裂缝注入支撑剂，形成裂缝充填；
(2)通过压裂曲线预测产生的裂缝，并对预期转向的裂缝位置进行设计：
通过压裂曲线的波动时间及前置液的注入量计算裂缝张开位置和张开的大小，以此确定加入纤维暂堵剂量和输送的排量，通过对排量的控制将纤维输送到初次压裂裂缝张开的位置，进行封堵；计算需要加入的纤维量，通过向纤维输送车中注入纤维，经输送管注入地层相应位置，通过纤维成网的方式对缝口处实施封堵；
(3)继续加入压裂液和支撑剂持续进行暂堵转向；
(4)重复步骤(1)-(3)：在每一次加入纤维暂堵剂后再继续加入一定量的顶替液用以在原裂缝附近压开新的裂缝；
二、形成主裂缝：
(5)注入粘度范围是30-110mPa·s的高粘度压裂液，在地层中通过前置液的注入形成主裂缝；
(6)在纤维输送车中配置通道压裂用的重量比为5％-20％纤维浓度混砂液，经过混砂车向地层注入；
(7)采用脉冲泵注加砂的方式向地层中注入含有纤维和支撑剂的基液和不含有纤维和支撑剂的基液，设置脉冲加纤维时间为30s-120s，达到每立方米支撑剂中含有纤维质量10-2kg，最终在地层形成一条大通道主裂缝。
3.根据权利要求2所述的一种通过纤维实现暂堵转向与高速通道的压裂方法，其特征在于，所述步骤(4)中，重复步骤(1)-(3)直到最后加入纤维暂堵剂进行暂堵转向压裂时在压裂曲线中压力波动范围在0.5-1MPa之间。
4.根据权利要求2所述的一种通过纤维实现暂堵转向与高速通道的压裂方法，其特征在于，所述步骤(5)中，判断在地层中形成主裂缝的依据是在压裂曲线上看到明显的压力波动，且加大注入排量后压力曲线波动不再明显，即在0-0.5MPa以内，即表明形成了主裂缝。
5.根据权利要求2所述的一种通过纤维实现暂堵转向与高速通道的压裂方法，其特征在于，所述纤维的参数为：
亲水性纤维；纤维长度：4-12mm；纤维横截面积小于0.009mm2。
6.根据权利要求5所述的一种通过纤维实现暂堵转向与高速通道的压裂方法，其特征在于，所述加入两次纤维的参数完全相同。
7.根据权利要求6所述的一种通过纤维实现暂堵转向与高速通道的压裂方法，其特征在于，所述纤维为可降解纤维。
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