CN109236257B - 一种径向钻孔体积压裂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种径向钻孔体积压裂方法，基于径向井眼形成的干扰应力场，确定径向钻孔体积压裂复杂缝网扩展规律，然后基于缝网扩展情况，结合不同地层类型，对薄、厚油层进行径向井钻孔长度与方位设计，确定径向钻孔体积压裂技术实施过程中径向井的方位与长度，最后给出压裂工艺参数设计范围。通过上述方法解决目前常规压裂和径向钻孔技术存在的问题，建立一套径向钻孔设计与水力压裂相结合的储层改造方法，通过改造之后形成空间复杂裂缝网络，具有体积压裂的效果，从而提高低渗、特低渗、致密油气藏动用程度，更好的指导低渗油藏开发。
Description
技术领域
本发明公开一种径向钻孔体积压裂方法，属于针对低渗、特低渗、致密油气藏进行改造的技术领域。
背景技术
低渗、特低渗、致密油气藏具有低孔、低渗、低产能的特性，仅仅依靠常规开发方式难以获得工业油气流，针对低渗、致密储层的特性，目前常用的开发方式主要为水力压裂开发方式，通过水力压裂形成高导流能力的裂缝，从而改变储层渗流能力，提高泄油面积，达到增产效果。
传统的直井水力压裂技术，裂缝通常在垂直井眼附近起裂，在地层薄弱处不断扩展，因此传统的水力压裂开发方式获得改造的区域始终是垂直井眼附近地层薄弱区域，尤其是在进行重复压裂的过程中，裂缝重复在一个位置起裂，甚至造成重复压裂失效，从而增加施工成本，造成储层改造面积有限，裂缝扩展长度较低，不利于进一步提高油气藏采收率。针对直井常规水力压裂的缺点。为此学者又提出径向钻孔技术，径向钻孔技术是通过高压水射流破岩，在垂直井筒不同层位与方向水力喷射出多口径向井，径向井直径在35-100mm之间，长度最长可达100m，由此进一步增大泄油面积，但仅靠所钻的径向孔道沟通储层裂缝具有偶然性、机会性，对于低渗、致密储层，仅仅依靠径向井眼难以达到大面积储层改造的效果，投产施工后增产效果不理想。
针对径向钻孔技术、常规水力压裂技术的不足之处，也有一些学者将两种技术相结合使用，但对两种技术的设计具有盲目性，并且多数还是在最大主应力方向钻孔，仅仅增大地层薄弱地段的裂缝扩展长度，造成储层大部分区域并未进行改造，导致增产效果不理想，针对目前存在的问题，需要建立一套径向钻孔设计与水力压裂相结合的储层改造方法，通过改造之后形成空间复杂裂缝网络，具有体积压裂的效果，因此本发明建立了一套针对低渗、致密油气藏直井储层改造的径向钻孔体积压裂设计方法。
发明内容
目前径向钻孔水力压裂技术存在的问题：
(1)径向钻孔技术沟通储层裂缝具有偶然性与机会性，仅仅依靠径向井眼的沟通，难以提高低渗透储层的动用程度；
(2)常规水力压裂裂缝扩展局限在井眼周围，重复压裂后裂缝重复在地层薄弱部位开裂，重复压裂效果失效，增产效果不理想；
(3)径向钻孔与常规压裂技术相结合运用具有盲目性，没有具体的径向钻孔设计方案，仅仅在最大水平主应力方位钻孔，造成储层改造面积较低，增产效果不理想。
综上，本发明提出一种径向钻孔体积压裂方法。本发明建立一套针对低渗、致密油气藏直井储层改造的径向钻孔体积压裂方法，提高低渗、特低渗、致密油气藏动用程度，更好的指导低渗油藏开发。
本发明的技术方案如下：
一种径向钻孔体积压裂方法，包括：
1)确定储层特性及力学性质，由储层特征与力学性质确定缝网扩展规律；本发明中所述步骤1)是结合现有文献资料(周丽萍.径向井引导裂缝定向起裂机理研究[D].中国石油大学(华东),2016.)和地应力场耦合分析方法，确定径向钻孔体积压裂复杂缝网扩展规律，此技术特征对本领域技术人员来说是清楚的，并能够实现的技术特征；
其特征在于，所述压裂方法还包括：
2)确定断层与水层位置；
3)结合不同地层类型，对薄油层进行：径向钻孔层位、方位的设计：
3-1)均质薄油层钻孔方式为，对于5-10m的均质薄油层，在同一层位钻孔，结合套管强度校核和裂缝控制面积进行优化：《Zhanqing Q U,Xiaolong L I,Jianxiong L I,etal.Crack morphology of multiple radial well fracturing based on extendedfinite element method[J].Journal of China University of Petroleum,2018,42(1):73-81.》中以p110钢级的套管为例对钻孔个数进行了优化，优化结果为钻4孔的情况下，可承受的井底流压可达50MPa，可以满足压裂要求，此外，P110钢级的套管是径向钻孔可以满足的强度最大的套管，所以可以得出对于薄油层同一层位钻孔，钻孔个数不超过4孔，确定在同一层位钻孔数量不超过4个钻孔；在确定钻出4孔的情况下，为了保证4孔起裂的难易程度一致，在压裂过程中对上述钻孔同时起裂，且有利于径向井眼之间干扰应力场的耦合和复杂缝网的扩展；
3-2)薄油层断层附近钻孔方式为，钻孔方位布置与最大水平主应力方位对称分布，钻孔个数设计为3个，3个所述钻孔分别布置在与最大水平主应力呈30度与90度角的方位。
根据本发明优选的，步骤3-1)中，对于5-10m的均质薄油层，在同一层位钻孔的数量为4个；4个所述钻孔的布置方位以最大水平主应力为对称轴进行对称钻孔，钻孔方位角为45度，如图4所示，其中水平方向为最大水平主应力方向，后续设计中水平方向均为最大水平主应力方向。
根据本发明优选的，步骤3-2)中，90度方位角上的径向井眼长度大于30度方位角上的径向井眼长度。此设计的技术原因在于，为了保证所钻径向井眼同时起裂，如图5所示，径向井长度越长对裂缝引导距离越长，水力压裂裂缝长度可达200m以上，为了防止径向钻孔体积压裂后裂缝扩展到断层部位，从而造成压裂液漏失的不良后果，需要对断层附近径向钻孔体积压裂钻孔参数进行上述设计。
根据本发明优选的，所述径向钻孔体积压裂方法，还包括：
4)结合不同地层类型，对厚油层进行：径向钻孔层位、方位的设计：
4-1)厚油层钻孔方式布孔原则
考虑到地层的厚度、套管强度，径向钻孔在同一层位无法满足纵向裂缝扩展要求，为了保证厚油层纵向上的裂缝扩展及复杂缝网的形成，结合干扰应力场纵向上分布与地层条件，确定出如下径向钻孔参数设计原则：
4-1-1)以最大主应力方向为对称轴纵向对称布置钻孔方位，此方案是保证径向井引导的裂缝同时起裂；
4-1-2)垂直方向上所述钻孔彼此间距小于5m；
4-1-3)必要时要在最大水平主应力方向补孔，最小主应力方向增加钻孔长度；
4-1-4)有断层存在时，避开断层方向钻孔；
4-1-5)判断水层位置，避免压裂裂缝或者径向井扩展到水层。
根据本发明优选的，在步骤4)中，将所述厚油层按厚度进行归类分别钻孔处理：
针对10-20m的厚油层采用纵向对称4孔钻孔方法，钻孔方位与最大水平主应力呈45度夹角，如图6所示，此设计的技术原因在于，仅仅在同一平面内钻孔难以形成贯穿整个油层的体积压裂缝网，因此需要进行纵向对称钻孔；
针对20-30m的厚油层采用纵向对称6孔钻孔方法，钻孔方位与最大水平主应力呈60度夹角；此设计的技术原因在于：6孔对称布孔可以保证缝网在空间上的扩展，此外由于在最大水平主应力方向钻孔，最大水平主应力方向又是裂缝在地应力作用下扩展方向，也是地层薄弱方向，因此径向钻孔体积压裂裂缝扩展将超过径向井方位，甚至扩展到地层边缘地带，如图8所示。
根据本发明优选的，采用纵向对称4孔钻孔方法时，根据油层厚度变化，分别沿最大水平主应力方向补孔和/或沿最小水平主应力方向补孔。
根据本发明优选的，采用纵向对称6孔钻孔方法时，根据油层厚度变化，分别沿最大水平主应力方向补孔和/或沿最小水平主应力方向补孔。
根据本发明优选的，所述最小水平主应力方向钻孔长度要大于其他方位钻孔长度。如图7所示；此设计的技术原因在于，仅仅依靠4个径向井眼的引导，难以形成空间复杂裂缝网络，不能具备体积压裂的效果，为了发挥径向井的引导作用促进复杂裂缝网络的扩展，可以在适当层位进行补孔作业。
根据本发明优选的，所述径向钻孔体积压裂技术设计方法，还包括：将所述油层按照断层的类别分别钻孔处理：
根据垂直井与断层之间的距离将所述断层分为长距离断层和短距离断层，长距离断层：直井与断层之间的距离大于等于300米；短距离断层：直井与断层之间的距离小于300米；
针对短距离断层附近钻孔的方法，短距离断层附近不钻孔，钻孔方位角分别与最大水平主应力方位呈0度、30度和90度方位；通过在最大水平主应力方位布孔，增大干扰应力场波及范围，增大裂缝网络在最大水平主应力方向的扩展；
针对长距离断层附近钻孔的方法，断层方向上，钻孔方向与最大水平主应力夹角为30度方向，在断层反方向按照所述短距离断层附近钻孔的方法进行布孔。如图10所示。钻孔长度不宜过长。
根据本发明优选的，所述针对短距离断层附近钻孔的方法中，在最小水平主应力方向钻孔长度大于其他方位钻孔长度，如图9所示。
根据本发明优选的，所述径向钻孔体积压裂方法，还包括：对径向井眼钻孔长度设计，根据径向井眼钻孔施工技术要求，径向井眼长度最长可达100m，结合地层实际情况，给出以下径向井眼钻孔长度设计原则，
钻孔长度根据油层厚度及断层、边底水位置设计，设计钻孔长度在50-100m之间；
裂缝发育地层，根据裂缝发育位置，确保径向井沟通天然裂缝，适当增加径向井长度，最长达100m；
最小水平主应力方向裂缝不易起裂，且裂缝容易转向，所以最小水平主应力方向径向井长度要比其他方位增加10～20m；
根据水层位置，减少径向井长度，避免压裂水层造成水窜；
考虑地层平面非均质性，低渗区域径向井长度大于高渗区域；
考虑地层纵向非均质性，纵向低渗透储层增加径向井长度，且减小径向井与最大水平主应力方向的夹角，径向井方位角小于30度；
当断层距离垂直井眼300m以上时，如在断层方向上适当钻孔，则钻孔长度小于50m。
根据本发明优选的，所述径向钻孔体积压裂方法，还包括：
确定施工排量：对于多径向井眼的压裂，施工排量根据孔眼个数设计，每孔排量设计为0.8-1.2m3/min；径向钻孔体积压裂技术在钻出径向井眼以后，对多个径向井眼同时进行常规水力压裂，压裂设计方案与常规水力压裂一致，考虑到径向井眼长度大于常规射孔段长度，因此在压裂设计时需适当增大施工排量，排量越大，越有利于对压裂裂缝的引导，使得压裂裂缝扩展距离更远，但是排量增大，导致摩阻损失增大，因此考虑两方面因素，对于多径向井眼的压裂，施工排量根据孔眼个数设计，每孔排量设计为0.8-1.2m3/min；
选用压裂液的粘度：150mPa·s～200mPa·s；在一定粘度范围内，摩阻损失会随着压裂液粘度的增大而减小，而超出这一范围后，如果继续增大粘度，由于粘性阻力的影响愈发明显，摩阻损失会增大。因此，综合考虑其影响，以压裂液粘度在地层条件下150mPa·s～200mPa·s为佳；
确定砂比：20-25％；砂比的增大会使裂缝导流能力增大，且会使摩阻损失提高，但增加幅度不大，综合地层情况考虑，在不造成砂堵的情况下尽量提高砂比，砂比设计在20-25％之间；
支撑剂优选，地层较深的致密储层支撑剂选择强度较大的陶粒支撑，对于深度较浅的煤层深度2000米左右的储层，可以选用价格较便宜的石英砂具体可以按照泵续表先注入1/6的100目小粒径支撑剂以支撑小裂缝及次生裂缝，再1/3用50目中颗粒进一步支撑复杂裂缝网络，最后用20～40目大颗粒支撑主压裂裂缝。前置液比例在30％～40％之间，携砂液比例在50％左右，泵注压裂液用量每孔80-100m3。
本发明的技术优势在于：
本发明基于径向井眼形成的干扰应力场，确定径向钻孔体积压裂复杂缝网扩展规律，然后基于缝网扩展情况，结合不同地层类型，对薄、厚油层进行径向井钻孔长度与方位设计，确定径向钻孔体积压裂技术实施过程中径向井的方位与长度，最后给出压裂工艺参数设计范围。通过上述方法解决目前常规压裂和径向钻孔技术存在的问题，建立一套径向钻孔设计与水力压裂相结合的储层改造方法，通过改造之后形成空间复杂裂缝网络，具有体积压裂的效果，从而提高低渗、特低渗、致密油气藏动用程度，更好的指导低渗油藏开发。
附图说明
图1a是干扰应力场的示意图；
图1b是与高应力区的示意图；
图2是裂缝扩展形态示意图；
图3是裂网扩展形态示意图；
图4a本发明中所述四孔布孔方式的俯视示意图；
图4b本发明中所述四孔布孔方式的立体示意图；
图5是本发明中在薄油层断层附近布孔方式示意图；
图6a是本发明所述纵向对称四孔布孔方式的俯视示意图；
图6b是本发明所述纵向对称四孔布孔方式的立体示意图；
图7是厚油层纵向对称八孔布孔方式示意图；
图8a是本发明所述纵向对称六孔布孔方式的俯视示意图；
图8b是本发明所述纵向对称六孔布孔方式的立体示意图；
图9a是本发明所述短距离断层附近布孔方式的俯视示意图；
图9b是本发明所述短距离断层附近布孔方式的立体示意图；
图10是长距离距离断层附近布孔方式示意图；
图11是径向钻孔体积压裂设计步骤流程图。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此。
如图1-10所示。
实施例1、
一种径向钻孔体积压裂方法，包括：
1)确定储层特性及力学性质，由储层特征与力学性质确定缝网扩展规律；本发明中所述步骤1)是结合现有文献资料(周丽萍.径向井引导裂缝定向起裂机理研究[D].中国石油大学(华东),2016.)和地应力场耦合分析方法，确定径向钻孔体积压裂复杂缝网扩展规律，此技术特征对本领域技术人员来说是清楚的，并能够实现的技术特征；
所述缝网扩展规律如下，其中，涉及的文献包括，文献[1]周丽萍.径向井引导裂缝定向起裂机理研究[D].中国石油大学(华东),2016；文献[2]Zhanqing Q U,Xiaolong L I,Jianxiong L I,et al.Crack morphology of multiple radial well fracturing basedon extended finite element method[J].Journal of China University ofPetroleum,2018,42(1):73-81。径向钻孔体积压裂技术是在地层不同深度与不同方位水力喷射出径向井眼之后，进行常规水力压裂作业，由于径向井眼的引导和水力压裂的作用，每个径向井眼周围形成高导流能力的裂缝，各个裂缝相互连通形成复杂裂缝网络，大大增大油藏动用程度，提高采收率的技术。由文献[1]研究结果表明，水力喷射出径向井眼之后，在进行多径向井眼水力压裂时，各个径向井眼周围都会形成椭圆形的干扰应力场，干扰应力场内原始地应力分布发生改变，形成新的应力场分布。径向井眼形成的干扰应力场会削弱最大水平主应力对裂缝扩展的影响，正是由于径向井眼干扰应力场的形成，才有利于裂缝扩展与复杂缝网的形成。
文献[2]指出水力喷射出径向井眼之后，在水力压裂过程中，垂直井眼周围形成两个高应力区域，如图1所示，一个区域是由垂直井眼应力场、径向井眼干扰应力场、地应力共同作用、互相耦合形成的垂直井眼周围高应力区，另一个为径向井眼应力场、地应力共同作用，径向井眼中部区域高应力区。
对于垂直井眼附近高应力区，当两个径向井相位角较小的时候，每个径向井干扰应力场相互耦合，造成干扰应力场的重叠，从而改变原始地应力的大小和方向，由此导致垂直井眼周围两径向井所夹区域内形成复杂裂缝网络。径向井中部区域高应力区不再受垂直井眼应力场的干扰，而是在两径向井干扰应力场与地应力场共同作用下，场内形成垂直于两径向井连线的拉应力，由此在径向井中部区域以内连通两径向井的裂缝最先形成，最后在地应力的作用下向最大水平主应力方向发生转向，如图2所示。因此可知在多个径向井的引导作用下，径向井中部区域以内形成复杂裂缝网络。
径向井指端区域主要受各自径向井干扰应力场的影响，在应力场内形成次生裂缝或者沟通天然裂缝，因此以一定相位角钻出多个径向井以后，然后经过水力压裂，在径向井中部区域以内形成复杂裂缝网络，径向井指端形成次生裂缝，次生裂缝与复杂裂缝网络相互连通具有体积压裂的效果，裂缝扩展图如图3所示。
本实施例中所述方法还包括：
2)确定断层与水层位置；
3)结合不同地层类型，对薄油层进行：径向钻孔层位、方位的设计：3-1)均质薄油层钻孔方式为，对于5-10m的均质薄油层，在同一层位钻孔，结合套管强度校核和裂缝控制面积优化结果，确定在同一层位钻孔数量不超过4个钻孔，在确定钻出4孔的情况下，为了保证4孔起裂的难易程度一致，在压裂过程中对上述钻孔同时起裂，且有利于径向井眼之间干扰应力场的耦合和复杂缝网的扩展；
3-2)薄油层断层附近钻孔方式为，钻孔方位布置与最大水平主应力方位对称分布，钻孔个数设计为3个，3个所述钻孔分别布置在与最大水平主应力呈30度与90度角的方位。
优选的，步骤3-1)中，对于5-10m的均质薄油层，在同一层位钻孔的数量为4个；4个所述钻孔的布置方位以最大水平主应力为对称轴进行对称钻孔，钻孔方位角为45度，如图4a，4b所示，其中水平方向为最大水平主应力方向，后续设计中水平方向均为最大水平主应力方向。
优选的，步骤3-2)中，90度方位角上的径向井眼长度大于30度方位角上的径向井眼长度。此设计的技术原因在于，为了保证所钻径向井眼同时起裂，如图5所示，径向井长度越长对裂缝引导距离越长，水力压裂裂缝长度可达200m以上，为了防止径向钻孔体积压裂后裂缝扩展到断层部位，从而造成压裂液漏失的不良后果，需要对断层附近径向钻孔体积压裂钻孔参数进行上述设计。
实施例2、
如实施例1所述径向钻孔体积压裂方法，还包括：
4)结合不同地层类型，对厚油层进行：径向钻孔层位、方位的设计：
4-1)厚油层钻孔方式布孔原则
考虑到地层的厚度、套管强度，径向钻孔在同一层位无法满足纵向裂缝扩展要求，为了保证厚油层纵向上的裂缝扩展及复杂缝网的形成，结合干扰应力场纵向上分布与地层条件，确定出如下径向钻孔参数设计原则：
4-1-1)以最大主应力方向为对称纵向对称布置钻孔方位，此方案是保证径向井引导的裂缝同时起裂；
4-1-2)垂直方向上所述钻孔彼此间距小于5m；
4-1-3)必要时要在最大水平主应力方向补孔，最小主应力方向增加钻孔长度；
4-1-4)有断层存在时，避开断层方向钻孔；
4-1-5)判断水层位置，避免裂缝或者径向井压裂水层。
根据本发明优选的，在步骤4)中，将所述厚油层按厚度进行归类分别钻孔处理：
针对10-20m的厚油层采用纵向对称4孔钻孔方法，钻孔方位与最大水平主应力呈45度夹角，如图6a、6b所示，此设计的技术原因在于，仅仅在同一平面内钻孔难以形成贯穿整个油层的体积压裂缝网，因此需要进行纵向对称钻孔；
针对20-30m的厚油层采用纵向对称6孔钻孔方法，钻孔方位与最大水平主应力呈60度夹角；此设计的技术原因在于：由于在最大水平主应力方向钻孔，最大水平主应力方向又是裂缝在地应力作用下扩展方向，也是地层薄弱方向，因此径向钻孔体积压裂裂缝扩展将超过径向井方位，甚至扩展到地层边缘地带，如图8a、8b所示。
如实施例2所述，采用纵向对称4孔钻孔方法时，根据油层厚度变化，分别沿最大水平主应力方向补孔和/或沿最小水平主应力方向补孔。
如实施例2所述，纵向对称6孔钻孔方法时，根据油层厚度变化，分别沿最大水平主应力方向补孔和/或沿最小水平主应力方向补孔。
所述最小水平主应力方向钻孔长度要大于其他方位钻孔长度。如图7所示；此设计的技术原因在于，仅仅依靠4个径向井眼的引导，难以形成复杂裂缝网络，不能具备体积压裂的效果，为了发挥径向井的引导作用促进复杂裂缝网络的扩展，可以在适当层位进行补孔作业，补孔作业时。
实施例3、
如实施例2所述径向钻孔体积压裂方法，还包括：将所述油层按照断层的类别分别钻孔处理：
针对短距离断层附近钻孔的方法，短距离断层附近不钻孔，钻孔方位角分别与最大水平主应力方位呈0度、30度和90度方位。
针对长距离断层附近钻孔的方法，钻孔方向与最大水平主应力夹角为30度方向，在断层反方向按照所述短距离断层附近钻孔的方法进行布孔。如图10所示。钻孔长度不宜过长。
所述针对短距离断层附近钻孔的方法中，在最小水平主应力方向钻孔长度大于其他方位钻孔长度，如图9a、9b所示。
实施例4、
如实施例2、3所述径向钻孔体积压裂方法，还包括：对径向井眼钻孔长度设计，根据径向井眼钻孔施工技术要求，径向井眼长度最长可达100m，结合地层实际情况，给出以下径向井眼钻孔长度设计原则，
钻孔长度根据油层厚度及断层、边底水位置设计，设计钻孔长度在50-100m之间；
裂缝发育地层，根据裂缝发育位置，确保径向井沟通天然裂缝，适当增加径向井长度，最长可达100m；
最小水平主应力方向裂缝不易起裂，且裂缝容易转向，所以最小水平主应力方向径向井长度要比其他方位增加10～20m；
根据水层位置，减少径向井长度，避免压裂水层造成水窜；
考虑地层平面非均质性，低渗区域径向井长度大于高渗区域；
考虑地层纵向非均质性，纵向低渗透储层增加径向井长度，且减小径向井与最大水平主应力方向的夹角，径向井方位角小于30度；
当断层距离垂直井眼300m以上时，如在断层方向上适当钻孔，则钻孔长度小于50m。
实施例5、
如实施例4所述径向钻孔体积压裂技术设计方法，还包括：确定施工排量：对于多径向井眼的压裂，施工排量根据孔眼个数设计，每孔排量设计为0.8-1.2m3/min；
选用压裂液的粘度：150mPa·s～200mPa·s；
确定砂比：20-25％；
支撑剂优选，地层较深的致密储层支撑剂选择强度较大的陶粒支撑，对于深度较浅的煤层深度2000米左右的储层，可以选用价格较便宜的石英砂具体可以按照泵续表先注入1/6的100目小粒径支撑剂以支撑小裂缝及次生裂缝，再1/3用50目中颗粒进一步支撑复杂裂缝网络，最后用20～40目大颗粒支撑主压裂裂缝。前置液比例在30％～40％之间，携砂液比例在50％左右，泵注压裂液用量每孔80-100m3。
应用例1、
本应用例运用本发明实施例1-5所述的压裂方法对目标井区进行径向钻孔体积压裂设计，并在径向钻孔压裂后进行现场施工采油，分析压后效果。
本试验井部署在东部凹陷某地区，东南方向200m有一断层。本井区主要储集层为火山岩储层和砂岩储层。基质孔隙发育且易产生裂缝，储集性能较好，平均孔隙度为16.38％，渗透率为7.65×10-3μm2。1998年11月对该区块的某井进行压裂试油，未获得工业油流。2012年本试验井初期不同层位试油也不理想。
针对以上问题利用本发明所述压裂方法进行径向钻孔体积压裂设计，该层最大水平主应力方位为北偏东45度方向。以正北方向为0度方向，以顺时针旋转角度逐渐增大。按照短距离断层钻孔设计原则钻孔参数设计如表1所示。
表1钻孔参数设计
按照钻孔设计方案，结合地层特征进行压裂参数设计，压裂工艺参数设计如表2所示。
表2压裂参数
按照本发明设计钻孔方式和压裂方式，2012年9月17日进行压裂施工，压后初期自喷求产，日产油最高达到40.58m3，无游离水，日产气最高5968m3。稳产后日产油15.6t，日产气2543m3。由此进一步证明本发明所述径向钻孔体积压裂技术的可行性，尤其对常规压裂效果不理想的情况，通过径向钻孔体积压裂技术可进一步增大油层泄油面积，形成复杂缝网，提高油藏采收率。
应用例2、
本应用例运用本发明实施例1-5所述的压裂方法对目标井区进行径向钻孔体积压裂设计，目标油井的埋藏深度在2800～3676m范围内，发育4套油层组，每套油层平均有效厚度为20～50m。岩性主要为砾岩、不等粒砂岩等岩石类型。该区块属于低孔、特低渗储层，平均孔隙度为9.6％，平均渗透率为0.5×10-3μm2。该区块S564井经过常规射孔开发，由于油藏低渗特性，日产液量仅为0.05t/d，基本没有工业油流。该区块S2层最大水平主应力方向为北偏东17度方向，以正北方向为0度方向，以顺时针旋转角度逐渐增大。针对该区块低孔低渗的特性，对该井进行径向钻孔开发方式，钻孔参数设计如表3所示。
表3钻孔参数设计
按照垂向对称六孔布孔原则进行布孔，布孔完成后进行投产，投产后效果不理想，日产液量增加至0.17t/d。由于储层特低的渗透率，仅仅依靠径向井眼的引导作用，难以更大程度的提高日产油量，因此在六孔径向井眼的基础上进行压裂设计，压裂参数设计方案如表4所示。
表4压裂参数
按照压裂参数设计结果对S564井进行压裂作业，压后投产初期日产油11.1t/d，100d后稳产在3.6t/d，取得较好压裂效果，由此进一步证明了本发明所述方法的可行性。
Claims (7)
1.一种径向钻孔体积压裂方法，其特征在于，所述压裂方法包括：
1)确定储层特性及力学性质，由储层特征与力学性质确定缝网扩展规律；
其特征在于，所述压裂方法还包括：
2)确定断层与水层位置；
3)对薄油层进行：径向钻孔层位、方位的设计：
3-1)均质薄油层钻孔方式为，对于5-10m的均质薄油层，在同一层位钻孔，确定在同一层位钻孔数量不超过4个钻孔；在压裂过程中对上述钻孔同时起裂；
3-2)薄油层断层附近钻孔方式为，钻孔方位布置与最大水平主应力方位对称分布，钻孔个数设计为3个，3个所述钻孔分别布置在与最大水平主应力呈30度与90度角的方位；步骤3-2)中，90度方位角上的径向井眼长度大于30度方位角上的径向井眼长度；
所述压裂方法还包括：
4)对厚油层进行：径向钻孔层位、方位的设计：
4-1)厚油层钻孔方式布孔原则
4-1-1)以最大主应力方向为对称轴纵向对称布置钻孔方位；
4-1-2)垂直方向上所述钻孔彼此间距小于5m；
4-1-3)必要时要在最大水平主应力方向补孔，最小主应力方向增加钻孔长度；
4-1-4)有断层存在时，避开断层方向钻孔；
4-1-5)判断水层位置，避免压裂裂缝或者径向井扩展到水层；
所述径向钻孔体积压裂方法，还包括：将所述油层按照断层的类别分别钻孔处理：
针对短距离断层附近钻孔的方法，短距离断层附近不钻孔，钻孔方位角分别与最大水平主应力方位呈0度、30度和90度方位；
针对长距离断层附近钻孔的方法，断层方向上，钻孔方向与最大水平主应力夹角为30度方向，在断层反方向按照所述短距离断层附近钻孔的方法进行布孔；
所述针对短距离断层附近钻孔的方法中，在最小水平主应力方向钻孔长度大于其他方位钻孔长度；
所述压裂方法，还包括：对径向井眼钻孔长度设计：
钻孔长度根据油层厚度及断层、边底水位置设计，设计钻孔长度在50-100m之间；
裂缝发育地层，根据裂缝发育位置，确保径向井沟通天然裂缝，适当增加径向井长度，最长达100m；
最小水平主应力方向裂缝不易起裂，且裂缝容易转向，所以最小水平主应力方向径向井长度要比其他方位增加10～20m；
根据水层位置，减少径向井长度，避免压裂水层造成水窜；
考虑地层平面非均质性，低渗区域径向井长度大于高渗区域；
考虑地层纵向非均质性，纵向低渗透储层增加径向井长度，且减小径向井与最大水平主应力方向的夹角，径向井方位角小于30度；
当断层距离垂直井眼300m以上时，如在断层方向上适当钻孔，则钻孔长度小于50m。
2.根据权利要求1所述的一种径向钻孔体积压裂方法，其特征在于，所述步骤3-1)中，对于5-10m的均质薄油层，在同一层位钻孔的数量为4个；4个所述钻孔的布置方位以最大水平主应力为对称轴进行对称钻孔，钻孔方位角为45度。
3.根据权利要求1所述的一种径向钻孔体积压裂方法，其特征在于，在步骤4)中，将所述厚油层按厚度进行归类分别钻孔处理：
针对10-20m的厚油层采用纵向对称4孔钻孔方法，钻孔方位与最大水平主应力呈45度夹角；
针对20-30m的厚油层采用纵向对称6孔钻孔方法，钻孔方位与最大水平主应力呈60度夹角。
4.根据权利要求3所述的一种径向钻孔体积压裂方法，其特征在于，采用纵向对称4孔钻孔方法时，根据油层厚度变化，分别沿最大水平主应力方向补孔和/或沿最小水平主应力方向补孔。
5.根据权利要求3所述的一种径向钻孔体积压裂方法，其特征在于，采用纵向对称6孔钻孔方法时，根据油层厚度变化，分别沿最大水平主应力方向补孔和/或沿最小水平主应力方向补孔。
6.根据权利要求4或5所述的一种径向钻孔体积压裂方法，其特征在于，所述最小水平主应力方向钻孔长度要大于其他方位钻孔长度。
7.根据权利要求1所述的一种径向钻孔体积压裂方法，其特征在于，所述压裂方法，还包括：
确定施工排量：对于多径向井眼的压裂，施工排量根据孔眼个数设计，每孔排量设计为0.8-1.2m3/min；
选用压裂液的粘度：150mPa·s～200mPa·s；
确定砂比：20-25％。
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