CN110242271B - 一种底水气层的控水压裂增产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气田开发技术领域，具体涉及一种底水气层的控水压裂增产方法，通过过水控水支撑剂造缝，降低储层的水相渗透率，提高储层的气相渗透率；采用20‑40目中密度陶粒覆膜的疏水支撑剂、40‑70目低密度陶粒覆膜的疏水支撑剂、70‑100目低密度陶粒覆膜的疏水支撑剂组合而成的组合下沉剂进行段塞施工，形成打磨射孔孔眼的同时，使组合陶粒疏水支撑剂下沉，形成下部人工隔层。
Description
所属技术领域
本发明涉及气田开发技术领域，具体涉及一种底水气层的控水压裂增产方法。
背景技术
在致密气开发中，为了提高气井生产能力，需要对一些含有底水或含水气层进行压裂改造，动用产能。对于含有底水的气层，压裂改造要进行控水压裂，避免过度压开含水层，降低气井产水，提高气层改造后的产气能力。
目前，气井控水压裂的方法主要有两类。一类是化学方法：通过注入化学药剂改变岩石的渗透性，使岩石表面形成水不渗透、油气渗透性较好的人工裂缝遮挡层。这种方法对气水同层井效果较好。另一类是物理方法：通过优化施工参数、变排量施工、结合组合下沉剂等使改造储层形成人工隔层，使压裂的裂缝延伸裂缝高度不窜到水层。这种方法对底部底水气层的压裂改造具有较好的效果，针对底水气层，综合化学控水和物理控水方法的优势，提供一种底水气层的控水压裂增产方法。
发明内容
本发明客服了现有技术的不足，提供了一种提高气相的渗流能力，达到控水产气的目的控水压裂增产方法，尤其是一种底水气层的控水压裂增产方法。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种底水气层的控水压裂增产方法，包括以下步骤：
步骤一：确定改造底水气层的压裂改造参数，压裂改造参数包括支撑剂加量、施工排量、平均砂比和前置液比例；
步骤二：根据步骤一中确定的支撑剂加量、施工排量、平均砂比和前置液比例的压裂改造参数来设计施工泵注程序；
步骤三：根据步骤二中的设计施工泵注程序进行压裂施工，压裂施工步骤为：
⑴以0.3-2.4m3/min的施工排量低替注入控水压裂液，注入控水压裂液量少于油管内井口至射孔段的容积2.0m3，提排量至前置液设计排量，使用控水压裂液2.0m3，使封隔器坐封；
⑵前置液施工：先泵注2倍油管内容积的控水压裂液，然后采用20-40目中密度陶粒覆膜的疏水支撑剂、40-70目低密度陶粒覆膜的疏水支撑剂和70-140目低密度陶粒覆膜的疏水支撑剂充分混合形成组合下沉剂，然后进行段塞施工，组合下沉剂用量为3.0-4.0m3，在段塞施工结束后，以设计的施工排量继续泵注2倍油管内容积的控水压裂液，然后停泵沉砂30分钟，当井口压力降至裂缝闭合压力，再按泵注程序继续前置液施工；
⑶加砂施工：按照设计施工排量，采用20-40目中密度陶粒覆膜的疏水支撑剂和二氧化硅混合物制成的20-40目中密度陶粒充分混合进行加砂施工，加砂前半阶段采用20-40目中密度陶粒覆膜的疏水支撑剂，后半阶段采用二氧化硅混合物制成的20-40目中密度陶粒，施工砂比按照从小到大逐级提高，不同砂比的加砂量按照从小到大、再到小的顺序进行施工，保证中砂比阶段的裂缝支撑；
⑷顶替施工：以低于加砂施工0.2m3/min的施工排量顶替油管内容积的液量。
所述的步骤一中改造底水气层的压裂改造参数通过结合软件模拟计算优化设计确定。
所述的软件采用的是FracproPT压裂模拟软件。
所述的步骤三中所用的
20-40目疏水支撑剂为疏水膜包覆20-40目中密度陶粒制成，
40-70目疏水支撑剂为疏水膜包覆40-70目低密度陶粒制成，
70-140目疏水支撑剂为疏水膜包覆70-140目低密度陶粒制成。
所述的疏水膜为疏水乳液在温度为90-120℃，压强为0.1-0.5MPa压力下固化而成，疏水乳液由质量为30-40份的含氟聚合物乳液、4-16份的聚醋酸乙烯乳液或丙烯酸酯乳液高分子粘合剂、5-12份的聚乙烯醇或聚丙烯酰胺稳定剂、0.3-1份的十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠分散剂和31-60份的水充分混合制得。
所述的疏水膜为疏水乳液在温度为100℃，压强为0.3MPa压力下固化而成，疏水乳液由质量为35份的含氟聚合物乳液、12份的聚醋酸乙烯乳液或丙烯酸酯乳液高分子粘合剂、7份的聚乙烯醇或聚丙烯酰胺稳定剂、1份的十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠分散剂和45份的水充分混合制得。
所述的施工排量采用小排量变排量施工，施工排量范围为0.3-2.0m3/min。
所述的油管内容积为油管从井口到改造层射孔井段顶部井段的内容积。
所述的控水压裂液为纳米乳液型控水压裂液，按照重量比为0.3-0.8份的氨基硅油纳米乳液和100份的水混合配置而成。
所述的氨基硅油纳米乳液的制备原料由双端型氨基硅油或侧基型氨基硅油50-120份，十二烷基硫酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚乳化剂20-60份，助乳化剂低分子有机酸0.5-1.2份，氯化钠或氯化钾电解质3-10份，水150-400份充分混合组成，氨基硅油纳米乳液的制备方法为：按照配比量，将十二烷基硫酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚乳化剂加入双端型氨基硅油或侧基型氨基硅油中，搅拌30min，混合均匀，然后加入助乳化剂低分子有机酸和总量为1/3-1/2的水，继续搅拌30min，再加入电解质和剩余量的水，搅拌均匀，得到氨基硅油纳米乳液。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明
1.通过水控水支撑剂造缝，降低储层的水相渗透率，提高储层的气相渗透率；
2.采用20-40目中密度陶粒覆膜的疏水支撑剂、40-70目低密度陶粒覆膜的疏水支撑剂、70-100目低密度陶粒覆膜的疏水支撑剂组合而成的组合下沉剂进行段塞施工，形成打磨射孔孔眼的同时，使组合陶粒疏水支撑剂下沉，形成下部人工隔层；
3.加砂阶段前半阶段采用20-40目中密度陶粒覆膜的疏水支撑剂，后半阶段采用二氧化硅混合物制成的20-40目中密度陶粒，有效支撑主裂缝，又能降低改造储层产水量，提高储层产气能力；
4.通过小排量变排量施工降低裂缝高度延伸，使裂缝高度不会延伸到裂缝底部含水层段。综上所述从而达到底水气层的控水压裂增产效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的底水气层控水压裂裂缝结构示意图。
具体实施方式
实施例1:
参照图1，本实施例以SM-1井为例详细叙述本发明底水气层的控水压裂增产方法，首先SM-1井有一厚度为6.2m底水气层，平均孔隙度6.82％、渗透率0.486mD、含气饱和度52.5％，采用27/8〞油管带单上封封隔器的压裂管柱，从油管内进行注入压裂施工。应用本发明的一种底水气层的控水压裂增产方法进行压裂施工，具体实施步骤如下：
步骤一：根据改造底水气层的地质、测井资料，并综合邻井改造参数、试气效果，结合软件模拟计算优化设计确定改造底水气层的压裂改造参数，设计支撑剂加量为26m3、施工排量0.3-2.4m3/min、平均砂比17.5％和前置液比例50％；
步骤二：根据步骤一中确定的支撑剂加量、施工排量、平均砂比和前置液比例的压裂改造参数来设计施工泵注程序；
具体施工注程序如下：
SM-1井控水压裂施工泵注程序表
步骤三：根据步骤二中的设计施工泵注程序进行压裂施工，压裂施工步骤为：
⑴以0.3-0.5m3/min的施工排量低替注入控水压裂液9.0m3，注入控水压裂液量少于油管内井口至射孔段的容积2.0m3，提排量至前置液设计排量1.8m3/min，使用控水压裂液2.0m3，使封隔器坐封；
⑵前置液施工：先以1.8m3/min的施工排量泵注2倍油管内容积的控水压裂液22.0m3，然后采用20-40目中密度陶粒覆膜的疏水支撑剂、40-70目低密度陶粒覆膜的疏水支撑剂和70-140目低密度陶粒覆膜的疏水支撑剂各1m3充分混合形成组合下沉剂，组合下沉剂用量为3.0m3，然后进行段塞施工，施工液体为34.0m3控水压裂液，在段塞施工结束后，以1.8m3/min的施工排量继续泵注2倍油管内容积的控水压裂液22.0m3，此时井口压力22.5MPa，高于裂缝闭合时的井口压力21.5MPa，停泵沉砂30分钟，然后以2.0m3/min的施工排量继续泵注控水压裂液50.0m3；
⑶加砂施工：SM-1井采用超低浓度胍胶压裂液，按照设计排量2.0-2.4m3/min进行加砂施工，按照设计泵注序，
以2.0m3/min的施工排量加20-40目中密度陶粒覆膜的疏水支撑剂1.5m3，砂比8.4％，压裂液液量16.0m3；
以2.0m3/min的施工排量加20-40目中密度陶粒覆膜的疏水支撑剂1.5m3，砂比8.4％，压裂液液量16.0m3；
以2.2m3/min的施工排量加20-40目中密度陶粒覆膜的疏水支撑剂4.0m3，砂比13.7％，压裂液液量27.0m3；
以2.2m3/min的施工排量加20-40目中密度陶粒覆膜的疏水支撑剂8.5m3，砂比17.2％，压裂液液量45m3；
以2.4m3/min的施工排量加20-40目中密度陶粒6.3m3，砂比18.9％，压裂液液量30.0m3；
以2.4m3/min的施工排量加20-40目中密度陶粒2.7m3，砂比20.1％，压裂液液量12.0m3。
按照设计施工排量，采用20-40目中密度陶粒覆膜的疏水支撑剂和二氧化硅混合物制成的20-40目中密度陶粒充分混合进行加砂施工，加砂前半阶段采用20-40目中密度陶粒覆膜的疏水支撑剂，后半阶段采用二氧化硅混合物制成的20-40目中密度陶粒，施工砂比按照从小到大逐级提高，不同砂比的加砂量按照从小到大、再到小的顺序进行施工，保证中砂比阶段的裂缝支撑；
⑷顶替施工：以低于加砂施工0.2m3/min的施工排量2.2m3/min顶替油管内容积的液量为11.0m3。
上述步骤一中改造底水气层的压裂改造参数通过结合软件模拟计算优化设计确定，其中软件采用的是FracproPT压裂模拟软件。
上述步骤三中所用的
20-40目疏水支撑剂为疏水膜包覆20-40目中密度陶粒制成，
40-70目疏水支撑剂为疏水膜包覆40-70目低密度陶粒制成，
70-140目疏水支撑剂为疏水膜包覆70-140目低密度陶粒制成。
疏水膜为疏水乳液在温度为90-120℃，压强为0.1-0.5MPa压力下固化而成，疏水乳液由质量为30-40份的含氟聚合物乳液、4-16份的聚醋酸乙烯乳液或丙烯酸酯乳液高分子粘合剂、5-12份的聚乙烯醇或聚丙烯酰胺稳定剂、0.3-1份的十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠分散剂和31-60份的水充分混合制得。
上述所述的疏水膜为疏水乳液在温度为100℃，压强为0.3MPa压力下固化而成，疏水乳液由质量为35份的含氟聚合物乳液、12份的聚醋酸乙烯乳液或丙烯酸酯乳液高分子粘合剂、7份的聚乙烯醇或聚丙烯酰胺稳定剂、1份的十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠分散剂和45份的水充分混合制得。
上述所述的施工排量采用小排量变排量施工，施工排量范围为0.3-2.0m3/min。
上述所述的油管内容积为油管从井口到改造层射孔井段顶部井段的内容积。
所述的控水压裂液为纳米乳液型控水压裂液，按照重量比为0.3-0.8份的氨基硅油纳米乳液和100份的水混合配置而成。
所述的氨基硅油纳米乳液的制备原料由双端型氨基硅油或侧基型氨基硅油50-120份，十二烷基硫酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚乳化剂20-60份，助乳化剂低分子有机酸0.5-1.2份，氯化钠或氯化钾电解质3-10份，水150-400份充分混合组成，氨基硅油纳米乳液的制备方法为：按照配比量，将十二烷基硫酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚乳化剂加入双端型氨基硅油或侧基型氨基硅油中，搅拌30min，混合均匀，然后加入助乳化剂低分子有机酸和总量为1/3-1/2的水，继续搅拌30min，再加入电解质和剩余量的水，搅拌均匀，得到氨基硅油纳米乳液。
针对上述SM-1井实施例中，控水压裂液为纳米乳液型控水压裂液，按照重量比为0.5份的氨基硅油纳米乳液和100份的水混合配置而成。
氨基硅油纳米乳液的制备原料由双端型氨基硅油80份，十二烷基硫酸钠乳化剂40份，助乳化剂低分子有机酸0.8份，氯化钠或氯化钾电解质7份，水300份充分混合组成，氨基硅油纳米乳液的制备方法为：按照配本段前述比量，将十二烷基硫酸钠乳化剂加入双端型氨基硅油中，搅拌30min，混合均匀，然后加入助乳化剂低分子有机酸和总量为1/3的水，继续搅拌30min，再加入电解质和剩余量的水，搅拌均匀，得到氨基硅油纳米乳液，其中助乳化剂低分子有机酸采用的是乙二酸。
SM-1井施工过程顺利，施工压力46.0-52.0MPa，施工压力平稳，停泵油压24.1MPa，改造后试气获得4.9236×104m3/d的井口产气量，日产水量0.8m3/d，取得了较好的控水压裂改造效果。
本实施例没有详细叙述的技术和施工过程属本行业的公知技术或常用手段，这里不再一一叙述。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，其都在该技术的保护范围内。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种底水气层的控水压裂增产方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤一：确定改造底水气层的压裂改造参数，压裂改造参数包括支撑剂加量、施工排量、平均砂比和前置液比例；
步骤二：根据步骤一中确定的支撑剂加量、施工排量、平均砂比和前置液比例的压裂改造参数来设计施工泵注程序；
步骤三：根据步骤二中的设计施工泵注程序进行压裂施工，压裂施工步骤为：
⑴以0.3-2.4m3/min的施工排量低替注入控水压裂液，注入控水压裂液量少于油管内井口至射孔段的容积2.0m3，提排量至前置液设计排量，使用控水压裂液2.0m3，使封隔器坐封；
⑵前置液施工：先泵注2倍油管内容积的控水压裂液，然后采用20-40目中密度陶粒覆膜的疏水支撑剂、40-70目低密度陶粒覆膜的疏水支撑剂和70-140目低密度陶粒覆膜的疏水支撑剂充分混合形成组合下沉剂，然后进行段塞施工，组合下沉剂用量为3.0-4.0m3，在段塞施工结束后，以设计的施工排量继续泵注2倍油管内容积的控水压裂液，然后停泵沉砂30分钟，当井口压力降至裂缝闭合压力，再按泵注程序继续前置液施工；
⑶加砂施工：按照设计施工排量，采用20-40目中密度陶粒覆膜的疏水支撑剂和二氧化硅混合物制成的20-40目中密度陶粒充分混合进行加砂施工，加砂前半阶段采用20-40目中密度陶粒覆膜的疏水支撑剂，后半阶段采用二氧化硅混合物制成的20-40目中密度陶粒，施工砂比按照从小到大逐级提高，不同砂比的加砂量按照从小到大、再到小的顺序进行施工，保证中砂比阶段的裂缝支撑；
⑷顶替施工：以低于加砂施工0.2m3/min的施工排量顶替油管内容积的液量。
2.根据权利要求1所述的一种底水气层的控水压裂增产方法，其特征是：所述的步骤一中改造底水气层的压裂改造参数通过结合软件模拟计算优化设计确定。
3.根据权利要求2所述的一种底水气层的控水压裂增产方法，其特征是：所述的软件采用的是FracproPT压裂模拟软件。
4.根据权利要求1所述的一种底水气层的控水压裂增产方法，其特征是：所述的步骤三中所用的
20-40目疏水支撑剂为疏水膜包覆20-40目中密度陶粒制成，
40-70目疏水支撑剂为疏水膜包覆40-70目低密度陶粒制成，
70-140目疏水支撑剂为疏水膜包覆70-140目低密度陶粒制成。
5.根据权利要求4所述的一种底水气层的控水压裂增产方法，其特征是：所述的疏水膜为疏水乳液在温度为90-120℃，压强为0.1-0.5MPa压力下固化而成，疏水乳液由质量为30-40份的含氟聚合物乳液、4-16份的聚醋酸乙烯乳液或丙烯酸酯乳液高分子粘合剂、5-12份的聚乙烯醇或聚丙烯酰胺稳定剂、0.3-1份的十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠分散剂和31-60份的水充分混合制得。
6.根据权利要求5所述的一种底水气层的控水压裂增产方法，其特征是：所述的疏水膜为疏水乳液在温度为100℃，压强为0.3MPa压力下固化而成，疏水乳液由质量为35份的含氟聚合物乳液、12份的聚醋酸乙烯乳液或丙烯酸酯乳液高分子粘合剂、7份的聚乙烯醇或聚丙烯酰胺稳定剂、1份的十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠分散剂和45份的水充分混合制得。
7.根据权利要求1所述的一种底水气层的控水压裂增产方法，其特征是：所述的施工排量采用小排量变排量施工，施工排量范围为0.3-2.0m3/min。
8.根据权利要求1所述的一种底水气层的控水压裂增产方法，其特征是：所述的油管内容积为油管从井口到改造层射孔井段顶部井段的内容积。
9.根据权利要求1所述的一种底水气层的控水压裂增产方法，其特征是：所述的控水压裂液为纳米乳液型控水压裂液，按照重量比为0.3-0.8份的氨基硅油纳米乳液和100份的水混合配置而成。
10.根据权利要求9所述的一种底水气层的控水压裂增产方法，其特征是：所述的氨基硅油纳米乳液的制备原料由双端型氨基硅油或侧基型氨基硅油50-120份，十二烷基硫酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚乳化剂20-60份，助乳化剂低分子有机酸0.5-1.2份，氯化钠或氯化钾电解质3-10份，水150-400份充分混合组成，氨基硅油纳米乳液的制备方法为：按照配比量，将十二烷基硫酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚乳化剂加入双端型氨基硅油或侧基型氨基硅油中，搅拌30min，混合均匀，然后加入助乳化剂低分子有机酸和总量为1/3-1/2的水，继续搅拌30min，再加入电解质和剩余量的水，搅拌均匀，得到氨基硅油纳米乳液。
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