CN109723423A - 一种利用相变材料支撑裂缝前缘的复合酸压方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用相变材料支撑裂缝前缘的复合酸压方法，包括以下步骤：注入前置压裂液，将储层压开形成水力裂缝，同时，还使储层温度降低至逆向相变材料的相变温度T以下；注入液态逆向相变材料与压裂液的混合液体，填充部分水力裂缝空间；注入酸液，对水力裂缝进行刻蚀，酸液还继续流动进入储层更深处；注入顶替液，使酸液全部进入水力裂缝；持续关井直到储层温度恢复到相变温度T以上，逆向相变材料变为固态，对水力裂缝的前缘进行支撑；开井，泄压，让注入的前置压裂液、压裂液、酸液、顶替液返排。本方法注入的各液体不含固相颗粒，减少设备磨损；逆向相变材料注入时为液体，在升温固化之后对裂缝前缘进行有效支撑。
Description
技术领域
本发明涉及一种油气井酸压方法，特别涉及一种利用相变材料支撑裂缝前缘的复合酸压方法。
背景技术
近年来，随着工业和经济的快速发展，我们对能源的需求量越来越大，其中石油、天然气作为最重要的两种能源，在经济社会发展过程中起到了关键性的作用。在此背景下，油气勘探开发工业迅猛发展，目前油气开发正在由浅层、低温储层逐渐向油气资源更加丰富的深层、高温储层发展，这给酸压等油气田增产改造手段带来了极大的挑战。在深层、高温环境下，酸液与储层岩石之间的反应速度加快，酸蚀裂缝长度受限，裂缝前缘难以形成有效导流能力，严重制约了油气藏开发效果。
为了提高酸压有效缝长，研究人员从工艺、材料等方面提出了相应的解决办法。
工艺方面：申请号为201810039017 .6的专利文献公开了一种用于提高裂缝导流能力的压裂方法，通过交替注入两种不同黏度的压裂液(低粘度液体不携砂，高粘度液体拌纤维携砂)，低粘度压裂液在裂缝中冲击带有支撑剂的高粘度纤维压裂液，形成多条低粘液流，并将高粘度纤维压裂液中的支撑剂打散成一系列不连续的砂团而形成一种指进现象，实现支撑剂在裂缝内非均匀铺置。该技术与常规压裂的区别是所形成的裂缝由众多像桥墩一样的支柱支撑，支柱与支柱之间形成畅通的通道，油气通过高导流通道流动，不受支撑剂渗透性影响，改变了裂缝导流能力方式，提高了油气渗流能力；申请号为201611213401.0的文献公开了一种提高裂缝有效支撑缝长的压裂方法，通过油管将水力喷砂器下放至目的层段，将水力喷砂器对准预设的油层位置，以160-220m/s的速度进行喷砂射孔，再以超过4m3/min的排量向地层交替注入滑溜水、携砂液，进行压裂施工，能够在一定程度上增加裂缝有效长度。
材料方面：申请号为201310153193.X的文献公开了一种缓速低伤害酸液体系，该体系能够在高温环境下有效缓速，提高酸液有效作用距离，增加裂缝远端导流能力；申请号为201510751382.6的文献公开了一种能够实现碳酸盐岩储层酸压深穿透的自生酸体系，该酸液体系在高温碳酸盐岩储层条件下逐渐产生盐酸，减少了注入过程中酸液对管柱的腐蚀，可提高酸液在碳酸盐岩储层的作用距离，从而能够对储层深部进行改造。
现有方法能够在一定程度上增加酸压裂缝远端导流能力，提高酸液有效作用距离，但是还存在以下问题：注入的携砂液含有固体颗粒支撑剂，对设备磨损较大；携砂液必须满足携砂要求，粘度较高，注入压力较大，注入困难；支撑剂具有一定的尺寸，裂缝前缘缝宽较小，支撑剂难以进入，不能充分铺满裂缝前缘；通过改善酸液性能提高的酸液有效作用距离有限，在高温油气储层中使用效果不明显。
发明内容
本发明的发明目的在于：为了降低施工难度，增加酸压有效作用距离，提高裂缝前缘导流能力，本发明提出一种利用相变材料支撑裂缝前缘的复合酸压方法，利用逆向相变材料，在地层温度升高过程中，使液态相变材料自动生成固体颗粒，支撑裂缝前缘，达到提高裂缝前缘导流能力的目的。
本发明采用的技术方案是这样的：
一种利用相变材料支撑裂缝前缘的复合酸压方法，包括以下步骤：
（1）选定逆向相变材料；
该材料的相变温度为T，20℃ < T < 储层温度，该材料在20℃的常温下呈现液态，在高于20℃的油气储层温度下吸热升温，一旦达到或高于相变温度T，将从液态变成固态且不至于在储层压力条件下破碎。
（2）注入前置压裂液；
以高于储层岩石破裂压力的注入压力向储层注入前置压裂液，前置压裂液将储层压开形成水力裂缝，同时，前置压裂液还使储层温度降低至逆向相变材料的相变温度T以下。
（3）注入液态逆向相变材料与压裂液的混合液体。
将液态逆向相变材料与压裂液的混合液体注入储层中，填充部分水力裂缝空间；在这里注入两种材料的混合液体的原因在于，防止逆向相变材料固化后彻底堵塞裂缝，堵塞后就没有油气流动通道，酸压就不能达到目的，使用混合液体之后，逆向相变材料固化，形成支撑，而压裂液在酸压施工结束后返排，让出的空间就是油气流动通道。
（4）注入酸液；
将酸液注入储层中，对第（2）步中形成的水力裂缝进行刻蚀，刻蚀后所形成的沟槽作为油气流动通道，酸液还继续流动进入储层更深处，对液态逆向相变材料与压裂液形成的混合液体进行顶替；第（2）步形成的水力裂缝壁面是光滑的，如果不注入酸液对裂缝壁面进行刻蚀，在酸压施工结束后裂缝会闭合，而使用酸液之后，能够对裂缝壁面进行不均匀的刻蚀，形成刻蚀沟槽，即使裂缝闭合，也能形成一定的油气流动通道。
但是，酸液在刻蚀裂缝时逐渐消耗，一般来说只能到到20-40m的刻蚀长度，超过40m的裂缝远端就不能得到刻蚀，所以，利用了相变材料对裂缝远端进行支撑，防止裂缝闭合后在裂缝远端无法形成油气流动通道。
由于逆向相变材料成本高于酸液，所以不全使用逆向相变材料支撑远端、近端裂缝。酸液在裂缝中以自由流动的形式流动，在酸液与液态逆向相变材料、压裂液混合液交界面可能形成混合带，在顶替过程中，裂缝可能继续延伸，长度变长。
（5）注入顶替液；
将顶替液注入储层中，使第（4）步中所注入酸液全部进入水力裂缝；顶替液与酸液可能混合形成混合带，但是大部分顶替液、酸液是以段塞的形式存在。
（6）持续关井一段时间，直到储层温度恢复到逆向相变材料的相变温度T以上，在此温度条件下，逆向相变材料发生相变，由液态转变为固态，对水力裂缝的前缘进行支撑。
（7）开井，泄压，让注入的前置压裂液、压裂液、酸液、顶替液返排，压裂液返排后让出的空间作为油气流动通道。
固态的逆向相变材料支撑裂缝前缘防止裂缝闭合，不能再液化排出回收，只能从液态变成固态，不能再从固态变为液态。裂缝前缘（即远离井筒的裂缝前端）依靠固态逆向相变材料支撑，裂缝近端依靠酸液的不均匀刻蚀形成的沟槽支撑，被支撑的裂缝就是油气流动通道。
作为优选，第（2）步中，所述前置压裂液为胍胶压裂液或聚丙烯酰胺压裂液，以及其他可以用于造缝的高分子压裂液。
作为优选，第（3）步中，所述压裂液为聚丙烯酰胺压裂液。
作为优选，第（4）步中，所述酸液为盐酸或氢氟酸。
作为优选，第（5）步中，所述顶替液为柴油、氯化铵溶液或氯化钾溶液。
作为优选，第（6）步中，关井时间为10-30min。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、注入的所有液体均不含固相颗粒，减少了对注液设备的磨损；
2、注入液不需要携带支撑剂，粘度较低，注入压力低，注入简单；
3、逆向相变材料注入时为液体，所以能够顺利进入缝宽较小的裂缝前缘，并在升温固化之后对裂缝前缘进行有效支撑；
4、裂缝前缘依靠逆向相变材料形成的固相颗粒支撑，不需要以酸液刻蚀的方式形成支撑，间接提高有效作用距离。
附图说明
图1是利用本发明方法形成的人工裂缝示意图；
图2是本发明方法中所用逆向相变材料的相态与储层温度的关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
实施例：
如图1所示，一种利用相变材料支撑裂缝前缘的复合酸压方法，包括以下步骤：
（1）选定逆向相变材料；
该材料的相变温度为T，20℃ < T < 储层温度，该材料在20℃的常温下呈现液态，在高于20℃的油气储层温度下吸热升温，一旦达到或高于相变温度T，将从液态变成固态且不至于在储层压力条件下破碎。
（2）注入前置压裂液；
以高于储层岩石破裂压力的注入压力向储层注入前置压裂液，前置压裂液将储层压开形成水力裂缝，同时，前置压裂液还使储层温度降低至逆向相变材料的相变温度T以下。
（3）注入液态逆向相变材料与压裂液的混合液体；
将液态逆向相变材料与压裂液的混合液体注入储层中，填充部分水力裂缝空间。
（4）注入酸液；
将酸液注入储层中，对第（2）步中形成的水力裂缝进行刻蚀，刻蚀后所形成的沟槽作为油气流动通道，酸液还继续流动进入储层更深处，对液态逆向相变材料与压裂液形成的混合液体进行顶替。
（5）注入顶替液；
将顶替液注入储层中，使第（4）步中所注入酸液全部进入水力裂缝。
（6）持续关井一段时间，直到储层温度恢复到逆向相变材料的相变温度T以上，在此温度条件下，逆向相变材料发生相变，由液态转变为固态，对水力裂缝的前缘进行支撑。
（7）开井，泄压，让注入的前置压裂液、压裂液、酸液、顶替液返排，压裂液返排后让出的空间作为油气流动通道。
作为优选，第（2）步中，所述前置压裂液为胍胶压裂液或聚丙烯酰胺压裂液，以及其他可以用于造缝的高分子压裂液。
第（1）步中，所述逆向相变材料可以采用专利申请号为201610534192.3、名称为“一种用于相变压裂的相变压裂液体系”的发明专利文献中公开的相变材料，但不限于此材料。
第（3）步中，所述压裂液为聚丙烯酰胺压裂液。
第（4）步中，所述酸液为盐酸或氢氟酸。
第（5）步中，所述顶替液为柴油、氯化铵溶液或氯化钾溶液。
第（6）步中，关井时间为10-30min。
Claims (6)
1.一种利用相变材料支撑裂缝前缘的复合酸压方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）选定逆向相变材料；
该材料的相变温度为T，20℃ < T < 储层温度，该材料在20℃的常温下呈现液态，在高于20℃的油气储层温度下吸热升温，一旦达到或高于相变温度T，将从液态变成固态且不至于在储层压力条件下破碎；
（2）注入前置压裂液；
以高于储层岩石破裂压力的注入压力向储层注入前置压裂液，前置压裂液将储层压开形成水力裂缝，同时，前置压裂液还使储层温度降低至逆向相变材料的相变温度T以下；
（3）注入液态逆向相变材料与压裂液的混合液体；
将液态逆向相变材料与压裂液的混合液体注入储层中，填充部分水力裂缝空间；
（4）注入酸液；
将酸液注入储层中，对第（2）步中形成的水力裂缝进行刻蚀，刻蚀后所形成的沟槽作为油气流动通道，酸液还继续流动进入储层更深处，对液态逆向相变材料与压裂液形成的混合液体进行顶替；
（5）注入顶替液；
将顶替液注入储层中，使第（4）步中所注入酸液全部进入水力裂缝；
（6）持续关井一段时间，直到储层温度恢复到逆向相变材料的相变温度T以上，在此温度条件下，逆向相变材料发生相变，由液态转变为固态，对水力裂缝的前缘进行支撑；
（7）开井，泄压，让注入的前置压裂液、压裂液、酸液、顶替液返排，压裂液返排后让出的空间作为油气流动通道。
2.根据权利要求1所述的一种利用相变材料支撑裂缝前缘的复合酸压方法，其特征在于：第（2）步中，所述前置压裂液为胍胶压裂液或聚丙烯酰胺压裂液。
3.根据权利要求1所述的一种利用相变材料支撑裂缝前缘的复合酸压方法，其特征在于：第（3）步中，所述压裂液为聚丙烯酰胺压裂液。
4.根据权利要求1所述的一种利用相变材料支撑裂缝前缘的复合酸压方法，其特征在于：第（4）步中，所述酸液为盐酸或氢氟酸。
5.根据权利要求1所述的一种利用相变材料支撑裂缝前缘的复合酸压方法，其特征在于：第（5）步中，所述顶替液为柴油、氯化铵溶液或氯化钾溶液。
6.根据权利要求1所述的一种利用相变材料支撑裂缝前缘的复合酸压方法，其特征在于：第（6）步中，关井时间为10-30min。
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