CN109826607A - 一种新型暂堵转向压裂方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于致密油气藏水力压裂改造的技术领域，具体的涉及一种新型暂堵转向压裂方法。该种新型暂堵转向压裂方法，包括以下步骤：(1)射孔：采用等孔径弹进行密集射孔，获得均匀的孔径；(2)注入暂堵剂：对同一射孔段分三次进行暂堵剂的注入。该方法将新式射孔方式与不同粒径暂堵剂以及不同压裂液粘度和排量之间相结合，同时不同粒径暂堵剂的加入方式和时机又与压裂液进行配合，形成了一个有机的整体。

Description

一种新型暂堵转向压裂方法

技术领域

本发明属于致密油气藏水力压裂改造的技术领域，具体的涉及一种新型暂堵转向压裂方法。

背景技术

目前，油田现场使用的暂堵剂多为纤维型暂堵剂与水溶性颗粒暂堵剂，除部分采用纤维型暂堵剂与颗粒型暂堵剂复合使用外，暂堵剂多为单一使用。最初采用颗粒暂堵剂是为了确保多个紧密间隔的射孔簇可以得到充分压裂，提高射孔效率，但是使用者们往往将目光放在了暂堵剂的使用上，却忽略了射孔枪与暂堵剂的双相结合才能取得更好的暂堵转向压裂效果。因为油藏中泄油半径有限，当簇间距减小时，可以获得明显生产效益，但是对于常规压裂射孔来说，由于射孔弹射孔的孔径不均，导致每个压裂段增加射孔簇，会使得射孔效率降低，这样也会导致暂堵剂进入到射孔段时会受到射孔孔眼的影响而流向不均，使得暂堵转向压裂效果不好，无法形成复杂缝网。对于暂堵转向压裂来说，通过密集射孔的方式可以增加油藏的泄油面积，但是由于不同的射孔孔径使得暂堵剂在加入的时候会向孔径大的孔眼流动，降低了射孔效率。

中国专利申请CN102020984中提到一种地上交联型粘弹性颗粒暂堵剂，在炮眼和高渗透带形成滤饼桥堵，最终促使新缝产生。中国专利申请CN102344788中发明一种地下交联型粉末或颗粒型暂堵剂，实现水平井段有效封堵，通过胶囊型破胶剂实现可控破胶。中国专利申请CN103835691中提出多裂缝的产生方法，在裂缝压开完成之后，加入高强度水溶性颗粒暂堵剂，来封堵裂缝的缝口，直到完成预设的裂缝条数。中国专利申请CN106350043A中采用暂堵转向压裂中的复合暂堵剂和复合暂堵方法。

以上技术多为使用单一的暂堵剂或暂堵剂混合物进行暂堵转向，并且仅仅针对暂堵剂的变化来改善暂堵转向压裂效果。然而通过众多现场实际施工结果发现，当仅有一种暂堵剂，或是仅仅通过暂堵剂的变化难以同时起到架桥富集和形成封堵的作用，如采用复合型的暂堵剂，但是由于射孔孔眼的影响还是会导致过早砂堵，使得无法进行正常施工，同时由于部分天然裂缝发育的地层，仅仅是单一的暂堵剂也无法实现有效的封堵。部分技术采用了复合暂堵剂和复合暂堵方法，但是每种暂堵剂的特性是不同的，在现场实际施工中如果没有考虑到压裂液的因素，那么部分暂堵剂在实际施工中没有较好的作用效果甚至会失去作用，因此，在进行暂堵转向压裂，尤其是复合暂堵剂的复合暂堵转向压裂时需要考虑到采用不同粘度甚至是不同压裂液配方进行暂堵转向压裂施工，以此来保证暂堵转向压裂的效果。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的缺陷而提供一种新型暂堵转向压裂方法，该方法将新式射孔方式与不同粒径暂堵剂以及不同压裂液粘度和排量之间相结合，同时不同粒径暂堵剂的加入方式和时机又与压裂液进行配合，形成了一个有机的整体。

本发明的技术方案为：一种新型暂堵转向压裂方法，包括以下步骤：

(1)射孔：采用等孔径弹进行密集射孔，获得均匀的孔径，将更多储层与裂缝进行沟通；

(2)注入暂堵剂：对同一射孔段分三次进行暂堵剂的注入，依次为：首先通过低排量低粘度的压裂液携带注入小粒径暂堵剂X；在小粒径暂堵剂X注入结束后开始通过大排量高粘度的压裂液携带注入大粒径暂堵剂X；最后通过大排量低粘度的压裂液携带注入小粒径暂堵剂Y。

所述步骤(2)中小粒径暂堵剂X的粒径为0.5mm，携带该小粒径暂堵剂X的压裂液粘度为15～55mPa·s，排量为0.5～1.5m³/min；大粒径暂堵剂X的粒径为3mm或1.5mm，携带该大粒径暂堵剂X的压裂液粘度为80～120mPa·s，排量为2.0～3.5m³/min；小粒径暂堵剂Y的粒径为75μm～0.5mm，携带该小粒径暂堵剂Y的压裂液粘度为35～75mPa·s，排量为3.5～4.5m³/min。

所述步骤(2)中小粒径暂堵剂X的注入量占三次注入暂堵剂总量的10～20％；大粒径暂堵剂X的注入量占三次注入暂堵剂总量的50～70％。

所述步骤(2)中大粒径暂堵剂X的注入量占三次注入暂堵剂总量的65％。

所述暂堵剂X选用HPG-410型屏蔽暂堵剂。

所述暂堵剂Y选用CAS-J100-1暂堵剂。

所述步骤(1)中的等孔径弹为哈里伯顿的MaxForce等孔径弹。

本发明的有益效果为：首先本发明采用等孔径弹进行密集射孔，会获得均匀的孔径，形成均匀孔眼，暂堵剂会均匀地进入不同的射孔孔眼，这将大大的增加射孔效率，将更多储层与裂缝进行沟通，可以更加显著的提高生产效益。

在完成等孔径弹密集射孔的前提条件下，对同一射孔段分三次进行暂堵剂的注入，首先通过低排量低粘度的压裂液携带注入小粒径暂堵剂X进入高渗层封堵；在小粒径暂堵剂X注入结束后开始通过大排量高粘度的压裂液携带注入大粒径暂堵剂X进行缝内封堵，用于形成架桥，完成初步封堵；最后通过大排量低粘度的压裂液携带注入小粒径暂堵剂Y，与前期注入的大粒径X暂堵剂架桥进行混合，形成连接，充分暂堵，完成封堵，支撑缝宽，最终形成复杂缝网，且为油气流通提供大的通道。

本发明采用新式的射孔方式与分次暂堵剂注入的方法相结合更好地达到体积压裂效果，可以改善暂堵转向技术的暂堵效果，形成复杂缝网，增加改造体积，充分调用射孔的孔眼，提高裂缝宽度，增强导流能力；提高射孔效率，降低施工成本。经过现场试验证明，该方法在实现暂堵转向中取得了很好的增产效果。根据本发明方法形成的暂堵长度达到1.05～1.25m，封堵强度达到40Mpa，在裂缝端部完成有效封堵。

在射孔后初次加入小粒径暂堵剂X的粒径为0.5mm，携带该小粒径暂堵剂X的压裂液粘度为15～55mPa·s，排量为0.5～1.5m³/min；该粒径的暂堵剂X搭配所述排量和粘度值的压裂液携带注入井底，对微裂缝与高渗带进行封堵，打破了传统压裂采用段塞施工封堵微裂缝的方式，对微裂缝与高渗带的封堵更加彻底，同时也为后期大颗粒暂堵剂的注入形成了良好通道；通过该方式进行小粒径暂堵剂的注入可以受压裂液滤失的影响随压裂液进入到地层的高渗透带，并形成封堵，保护好高渗透带，同时在裂缝的底部形成滤饼，控制裂缝高度，使裂缝向长宽两个方向延伸。

在小粒径暂堵剂X注入结束后开始大粒径暂堵剂X的注入，大粒径暂堵剂X的粒径为3mm或1.5mm，携带该大粒径暂堵剂X进入裂缝端部并形成封堵的压裂液粘度为80～120mPa·s，排量为2.0～3.5m³/min，该排量和粘度值的压裂液携带对应粒径的暂堵剂X进入井底，该大粒径暂堵剂X搭配所述压裂液的排量和粘度值方能具有较好的暂堵剂携带性，可以将暂堵剂运送至裂缝端部且不发生沉降，且前期已有小粒径暂堵剂X对高渗带形成了封堵，所以暂堵剂X在裂缝中滤失少，最终在裂缝中形成架桥。

小粒径暂堵剂Y的粒径为75μm～0.5mm，携带该小粒径暂堵剂Y进入封堵层的压裂液粘度为35～75mPa·s，排量为3.5～4.5m³/min。与前期注入的大粒径暂堵剂X形成的架桥进行连接，形成致密封堵层，裂缝内形成高应力区域，有效支撑裂缝，当再次注入前置液时就容易产生新的裂缝，随着周期中顶液与压裂液的注入使压力升高，开启新裂缝，形成复杂缝网，增加改造体积。

对符合本发明相关条件的暂堵剂材料进行前期实验室测评，得到优选结果见表1和表2，通过对这两种暂堵剂以及其中一种暂堵剂不同粒径组合的测评可以发现，所选用的这两种暂堵剂组合的封堵效率达到99％，突破压力为17.5～23MPa，解堵率达到51.9％。在注入过程中首先加入HPG-410型屏蔽暂堵剂，该暂堵剂降低了压裂液的用量，同时减少了压裂液的滤失和对地层的伤害，达到保护地层的目的，CAS-J100-1暂堵剂对吸液和滤失严重的层段有很好的单向封堵作用，同时通过现场施工结果反馈可知，该暂堵剂具有暂堵成功率高、对油层伤害小、现场使用方便、减少配液等优势，通过该暂堵剂的随后注入可以在HPG-410型屏蔽暂堵剂的基础上提高封堵效率且减少滤失、保护地层。

表1：组合式暂堵剂测评结果

表2：不同粒径组合的暂堵剂暂堵性能测试结果

上述组合暂堵剂不但要有良好的封堵效果，还需要具有较好的解堵性能，对混合的两种暂堵剂解堵性能进行测评，结果见表3。

表3：混合式暂堵剂解堵性能测评结果

通过测评结果可以发现，两种暂堵剂结合依旧具有较好的解堵率，且解堵后还能保持较好的地层导流能力。

综上所述，采用等孔径弹可以获得更密集且尺寸更均匀的孔眼，通过不同粒径不同型号暂堵剂的分三次注入可以更加有效地进行储层的改造，不但对高渗带进行了有效地保护，同时也对裂缝产生了有效封堵，封堵效果将大大优于以往的暂堵。将均匀射孔弹与暂堵转向技术结合在一起，既沟通了更多的裂缝，同时提高了油藏中的裂缝泄油半径，可以产生明显的生产效益，因为是均匀射孔，暂堵剂不会因为孔径的影响而导致压裂改造不充分。

附图说明

图1是复合暂堵剂HPG-410与CAS-J100-1封堵性能评价实验中突破压力测试；通过图1可以看出，在对HPG-410与CAS-J100-1复合封堵性能的测评实验中，通过不断增加压力，并保持一段时间的平稳，以此观察判断暂堵剂的封堵效果，暂堵剂HPG-410与CAS-J100-1通过实验测试，封堵压力达到了17.5MPa,表明在实际施工时两种暂堵剂可以达到17.5MPa的封堵压力，封堵能力强。

图2是复合暂堵剂HPG-410与CAS-J100-1解堵率测试；通过图2可以看出，在暂堵转向压裂中除封堵能力外还有一个关键因素需要考虑，就是暂堵剂的解堵能力，通过实验对暂堵剂的解堵能力进行测评，该复合式暂堵剂在30mim后解堵率达到95％，验证其具有良好的解堵性能。不会影响后期的油气井开发。

图3是HPG-410暂堵剂(3.0mm+0.5mm粒径组合)封堵性能评价实验中破裂压力测试；通过图3可以看出，通过不断增加压力，并保持一段时间的平稳，以此观察判断暂堵剂的封堵效果，暂堵剂HPG-410(3.0mm+0.5mm粒径组合)通过实验测试，封堵压力达到了23MPa,表明在实际施工时HPG-410暂堵剂(3.0mm+0.5mm粒径组合)可以达到23MPa的封堵压力，封堵能力强。

图4是HPG-410暂堵剂(3.0mm+0.5mm粒径组合)突破后暂堵率测试；通过图4可以看出，该复合式暂堵剂在25mim后渗透率测试结果开始平稳，表明此时该暂堵剂组合已基本解堵。验证其具有良好的解堵性能。不会影响后期的油气井开发。

图5是HPG-410暂堵剂(1.5mm+0.5mm粒径组合)封堵性能评价实验中破裂压力测试；通过图5可以看出，通过不断增加压力，并保持一段时间的平稳，以此观察判断暂堵剂的封堵效果，暂堵剂HPG-410(1.5mm+0.5mm粒径组合)通过实验测试，封堵压力达到了17.5MPa,表明在实际施工时HPG-410暂堵剂(1.5mm+0.5mm粒径组合)可以达到17.5MPa的封堵压力，封堵能力强。

图6是HPG-410暂堵剂(1.5mm+0.5mm粒径组合)突破后暂堵率测试；通过图6可以看出，该复合式暂堵剂在5mim后渗透率测试结果已经达到最高点，后期还会存在一些波动，表明其在产生了渗流通道的同时也在不断的降解解堵，可以证明该尺寸的粒径组合同样具有较好的解堵性能。不会影响后期的油气井开发。

图7为Y224-P311井压裂施工曲线。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细的说明如下。其中HPG-410型屏蔽暂堵剂在各种暂堵剂销售厂家均有销售，CAS-J100-1暂堵剂可以在各种暂堵剂销售厂家进行购买。

实施例1

本实施例采用暂堵剂HPG-410与CAS-J100-1，用于某油田压裂施工中，该油田Y17*-6井目的层基本数据如表4所示。

表4

该油田的初期日产液37.5m³，日产油24.3t，含水35.2％；停喷后转抽，日产液7.6m³，日产油7.4t，含水2.4％；目前日产液1.1m³，日产油1.0t，含水6.7％，累计产油8728.0t。

2018年5月对Y17*-6井进行重复压裂施工，部分泵注程序如表5所示。先低排量注入活性水进行洗井并坐封封隔器，序号1-2步骤为激活老缝，排量1.5-2.0m³/min，然后停泵30分钟，序号3-7步骤为注入暂堵剂，并注入中顶液进行顶替，先通过粘度为50mPa·s、排量为1.5m³/min的压裂液携带注入75kg(其中注入的量比计算量74kg多1kg为防止在加入的同时有损耗)0.5mm暂堵剂HPG-410对周围微裂缝与高渗带进行暂堵，后加入顶替液进行顶替，序号5步骤注入240kg3mm粒径暂堵剂HPG-410，进行架桥和封堵，此时压裂液粘度为110mPa·s，排量为3.5m³/min，注入完毕后以60mPa·s粘度，4.0m³/min排量的压裂液注入55kg0.3mm暂堵剂CAS-J100-1，与HPG-410暂堵剂架桥连接，形成完全封堵，最后加入25m³中顶液将暂堵剂完全顶替进入裂缝，序号8-68步骤为压开新缝并进行支撑剂铺置。

表5：

表中涉及的前置液、携砂液、中顶液以及具体使用的添加剂均按照常规操作。

施工结果，重复压裂后产量达到了14m³/t，接近初次压裂增产的2倍，说明采用本发明提供的暂堵剂组合以及暂堵剂的使用方法进行重复压裂后，增产效果明显。

实施例2

Y224-P311井开展了暂堵转向重复压裂现场试验，为了形成复杂缝网沟通更多的储层，动用更多的油气资源，因此，在施工设计时采用单段两级投入暂堵剂的方式进行暂堵转向压裂，以此在地层中形成裂缝的两次转向，形成复杂缝网。

暂堵剂分两级投入过程为：第1级投暂堵剂125kg。分三次，分别以50mPa·s粘度，0.8m³/min排量的压裂液注入25kg0.5mm小粒径暂堵剂HPG-410；以110mPa·s粘度，3.5m³/min排量的压裂液注入80kg1.5mm大粒径暂堵剂HPG-410；以75mPa·s粘度，4.5m³/min排量的压裂液注入20kg0.1mmCAS-J100-1暂堵剂。

第2级投暂堵剂120kg。分三次，分别以45mPa·s粘度，0.8m³/min排量的压裂液注入25kg(比计算量多1kg以防止倾倒时有损耗)0.5mm小粒径暂堵剂HPG-410；以110mPa·s粘度，3.0m³/min排量的压裂液注入74kg3.0mm大粒径暂堵剂HPG-410；以75mPa·s粘度，4.5m³/min排量的压裂液注入20kg0.5mmCAS-J100-1暂堵剂。

两级共投入245kg暂堵剂，施工顺利。1级投暂堵剂前后两段施工停砂替挤压力均为33MPa，停泵压力均为8.5MPa，判断属于同一裂缝系统。第2级投暂堵剂前后两段前置液造缝阶段由32.8MPa增加到38MPa，停泵压力为13.7MPa，由此判断第2级投暂堵剂封堵成功。

上述两级封堵的目标裂缝不同，第一级封堵是为了封堵通过射孔形成的尺寸较小裂缝，第二级封堵是为了封堵由于前期水力压裂刚刚形成的还未收到地层闭合压力所影响的尺寸较宽的裂缝，因此在第2级暂堵剂的投入时暂堵剂的尺寸要比第1级暂堵剂的加入尺寸大一些。

压裂施工曲线如图所示。

目标井2006年6月初次压裂后投产，初期日产液10.4t，日产油7.1t，截止2017年2月，日产液3.0t，日产油1.1t，含水65.6％，累计产油18861t。

目标井初次开发至2017年2月，停产一年后于2018年3月开展重复压裂，压后初期日产液15-20t，日产油7-8t，生产半年稳定产能为7.2t/d左右，开采6个月已累积增油1500t左右，预计增加控制储量0.75×104t。可以证实现场应用取得了很好效果，对低渗透油藏暂堵转向重复压裂增产开发有重要意义。

Claims (7)

1.一种新型暂堵转向压裂方法，包括以下步骤：

(1)射孔：采用等孔径弹进行密集射孔，获得均匀的孔径；

(2)注入暂堵剂：对同一射孔段分三次进行暂堵剂的注入，依次为：首先通过低排量低粘度的压裂液携带注入小粒径暂堵剂X；在小粒径暂堵剂X注入结束后开始通过大排量高粘度的压裂液携带注入大粒径暂堵剂X；最后通过大排量低粘度的压裂液携带注入小粒径暂堵剂Y。

2.根据权利要求1所述新型暂堵转向压裂方法，其特征在于，所述步骤(2)中小粒径暂堵剂X的粒径为0.5mm，携带该小粒径暂堵剂X的压裂液粘度为15～55mPa·s，排量为0.5～1.5m³/min；大粒径暂堵剂X的粒径为3mm或1.5mm，携带该大粒径暂堵剂X的压裂液粘度为80～120mPa·s，排量为2.0～3.5m³/min；小粒径暂堵剂Y的粒径为75μm～0.5mm，携带该小粒径暂堵剂Y的压裂液粘度为35～75mPa·s，排量为3.5～4.5m³/min。

3.根据权利要求2所述新型暂堵转向压裂方法，其特征在于，所述步骤(2)中小粒径暂堵剂X的注入量占三次注入暂堵剂总量的10～20％；大粒径暂堵剂X的注入量占三次注入暂堵剂总量的50～70％。

4.根据权利要求3所述新型暂堵转向压裂方法，其特征在于，所述步骤(2)中大粒径暂堵剂X的注入量占三次注入暂堵剂总量的65％。

5.根据权利要求1-4中任一项所述新型暂堵转向压裂方法，其特征在于，所述暂堵剂X选用HPG-410型屏蔽暂堵剂。

6.根据权利要求1或2所述新型暂堵转向压裂方法，其特征在于，所述暂堵剂Y选用CAS-J100-1暂堵剂。

7.根据权利要求1所述新型暂堵转向压裂方法，其特征在于，所述步骤(1)中的等孔径弹为哈里伯顿的MaxForce等孔径弹。