CN111577237A - 一种低渗油田水击复合压裂工艺方法 - Google Patents

一种低渗油田水击复合压裂工艺方法 Download PDF

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杨军伟
黄利平
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    • C09K8/62—Compositions for forming crevices or fractures
    • C09K8/72—Eroding chemicals, e.g. acids

Abstract

本发明公开了一种低渗油田水击复合压裂工艺方法，本方法使用高密度、强溶蚀的单段塞酸液代替井液作为冲击液，既能提高起压破岩效果，又能直接进一步溶蚀扩缝，并克服切换酸罐的压力突降变化；再配合可电脑编程式的酸化泵，以变排量泵注方式，实现压力高但持续时间短的井下水力冲击和压力低但持续时间长的地面水力冲击进一步有效结合，能进一步形成裂缝缝网，同时还扩大酸化处理半径；本工艺方法简单可行，成本低，施工设备不占过多空间，增产效果相对单一措施显著，在施工空间或水源受限的海洋平台或井场具有较好应用空间。

Description

一种低渗油田水击复合压裂工艺方法
技术领域
本发明属于油水井酸化压裂增产增注工艺技术领域，特别涉及一种低渗油田水击复合压裂工艺方法。
背景技术
低渗油田的有效开发也是国家能源战略的重要环节，而增产措施技术是油田开发中一个重要组成部分，也是贡献石油产量降低对外依存的直接手段。目前国内外对于低渗油田增产主要技术手段是水力压裂技术，美国通过水力压裂在页岩气上的革命，实现了能源独立，国内低渗油田为代表的长庆油田，以水力压裂为主的技术攻关，实现了国内第一大油田的原油产量。但对于一些平台空间有限或水源受限的海上平台或偏远地区，水力压裂又受到实施费用和空间限制，因此发展低成本小规模的压裂改造技术同样也很重要，也是一项重要技术手段。
因此国内逐渐发展了以水力冲击压裂、脉冲注入方法等为代表的一批小型水击压裂改造技术或方法，也取得了一定应用效果。例如专利“CN1401879《一种油水井水力冲击解堵方法及装置》”、“CN2550493《一种注水井水力冲击解堵装置》”、“CN201620764U《连续冲击酸化管柱》”、“CN201908641U《一种水力冲击压裂解堵装置》”，另现有文献记录的工具及方法“游林创.水力冲击波发生器[J].石油钻采机械，1983，11(6)：31-34”、“赵荣生，王王才，赵星辉等.正水击化学解堵工艺技术研究与应用，1997，19(19)：125-128”、“王江宽，罗艳红，兰艾芳等.水力冲击压裂-化学复合解堵技术的研究与应用[J].油田化学，1999，16(3)：220-223”、“杨乾隆，李立标，陶思羽，等.注水井不动管柱螯合酸脉冲式注入酸化增注技术[J].2018，46(5)：90-94”，但现有专利主要是水力冲击工具或装置，而本发明是利用这些工具或装置，并结合其它手段来实现工艺创新，现有方法也将水力冲击工具或装置与酸化解堵进行联作，但是使用活性柴油或井液作为冲击液，在水击后再进行化学酸化解堵，此外本发明也改进了脉冲式注入酸化增注技术中描述的变排量施工方法，实现了拓展裂缝缝网、高度智能作业、提高效率和精度等新功能。
但本发明并非简单的将三种工艺方法相叠加来实现，若简单的叠加，可能会导致压裂破岩效果不理想、酸液不能泵入、来回切换酸化罐带来的压力损失以及普通酸化泵人工切换带来的误差和工作疲劳。发明中规定了使用高密度、强溶蚀的单段塞酸液代替井液作为冲击液，既能提高起压破岩效果，又能直接进一步溶蚀扩缝，并克服切换酸罐的压力突降变化，再配合可电脑编程式的酸化泵，以变排量泵注方式，实现压力高但持续时间短的井下水力冲击和压力低但持续时间长的地面水力冲击进一步有效结合，能进一步形成裂缝缝网，同时还扩大酸化处理半径；上述工艺简单可行，成本低，施工设备不占过多空间，增产效果相对单一措施显著，在施工空间或水源受限的海洋平台或井场具有较好应用空间。
综上所述，目前国内缺少一种低渗油田水击复合压裂工艺方法。
发明内容
本发明可以提供一种低渗油田水击复合压裂工艺方法，用于油水井酸化压裂作业，将井下水力冲击、酸化、地面水力冲击三者有效结合，进一步增强措施改造的增产效果。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种低渗油田水击复合压裂工艺方法，包括以下步骤：
步骤一、将带有水力冲击器并用油管连接的施工管柱入下油井中；
步骤二、用管线连接好酸化设备，并与井口油管相连接；
步骤三、打开套管阀门，正替酸化罐中酸液，直至酸液刚好到达水力冲击器的导流管位置；
步骤四、关闭套管阀门，不断提高泵注压力，正挤剩余酸液，密切观察泵注压力表数值变化，直至泵注压力达到水力冲击器的冲击片破裂压力，压力突降，即开始进行水力冲击压裂；
步骤五、继续泵注剩余酸液，交替以最大泵注排量以及三分之一最大泵注的排量进行泵注，每次泵注持续30～60秒，直至泵注完全部酸液；
步骤六、用泥浆泵泵注泥浆池中的顶替液；
步骤七、进入残酸返排流程。
在上述技术方案中，在步骤一中，所述水力冲击器至少应包括导流管、冲击片、冲击室、柱塞、打孔尾管几部分组件。
在上述技术方案中，在步骤二中，所述酸化设备至少应包括酸化泵、泵入压力数据采集及排量自动控制系统、酸化罐。
在上述技术方案中，在步骤三～步骤五中，所述酸液，必须为单段塞的药剂产品，酸液密度应不低于1.1g/mL，室内岩屑溶蚀率不低于15％，岩心动态驱替渗透率增加倍数不低于0.5倍，如中海油能源发展股份有限公司生产的活性酸或西南石油大学生产的智能酸。采用酸液作为冲击液产生的增压值△P＝μ(ρ-1)Ph，其中μ为水力冲击器增压倍数，取2～3；ρ为酸液密度，g/mL；Ph为地层静压，MPa。
在上述技术方案中，在步骤三中，所述酸液刚好到达水力冲击器的导流管位置，可以采用如下公式进行计算：V1+V2＝Q1t1+Q2t2+……++Qntn＝V，其中V1为井口到导流管顶部的油管内部空间体积，m3；V2为酸化管线内部空间体积，m3；Qn为n时刻替酸的泵排量，m3/min；tn为n时刻的泵注时间，min；V为泵入压力数据采集及排量自动控制系统记录的泵入体积，m3。
在上述技术方案中，在步骤五中，在交替改变排量泵注时，采用可电脑编程式的酸化泵，能实现一定时间频率下，酸化排量的自动切换。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和进步：
1、使用高密度、强溶蚀的单段塞酸液代替井液作为冲击液，既能提高起压破岩效果，又能直接进一步溶蚀扩缝，并克服切换酸罐的压力突降变化；
2、再配合可电脑编程式的酸化泵，以变排量泵注方式，实现压力高但持续时间短的井下水力冲击和压力低但持续时间长的地面水力冲击进一步有效结合，能进一步形成裂缝缝网，同时还扩大酸化处理半径；
3、上述工艺简单可行，成本低，施工设备不占过多空间，增产效果相对单一措施显著，在施工空间或水源受限的海洋平台或井场具有较好应用空间。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标记说明：
1-水力冲击器；2-油管；3-管线；4-套管阀门；5-酸化罐；6-导流管；7-泵注压力表；8-冲击片；9-泥浆泵；10-泥浆池；11-冲击室；12-柱塞；13-打孔尾管；14-酸化泵；15-泵入压力数据采集及排量自动控制系统。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例
如图1所示，本发明所述一种低渗油田水击复合压裂工艺方法采用的装置包括水力冲击器1、油管2、管线3、套管阀门4、酸化罐5、导流管6、泵注压力表7、冲击片8、泥浆泵9、泥浆池10、冲击室11、柱塞12、打孔尾管13、酸化泵14、泵入压力数据采集及排量自动控制系统15。
所述酸化罐通过管线与酸化泵相连，所述泥浆池通过管线与泥浆泵相连，二者通过三通连接至油管入口，所述油管上端设置有套管阀门，所述油管下端连接水力冲击器，水力冲击器并用油管连接的施工管柱设置于油井中。所述酸化泵连接安装有泵注压力表和泵入压力数据采集及排量自动控制系统。
一种低渗油田水击复合压裂工艺方法，其特征在于，其实施方法包括以下步骤：
(1)将带有水力冲击器1并用油管2连接的施工管柱入下油井中；
(2)用管线3连接好酸化设备，并与井口油管2相连接；
(3)打开套管阀门4，正替酸化罐5中酸液，直至酸液刚好到达水力冲击器1的导流管6位置；
(4)关闭套管阀门4，不断提高泵注压力，正挤剩余酸液，密切观察泵注压力表7数值变化，直至泵注压力达到水力冲击器1的冲击片8破裂压力，压力突降，即开始进行水力冲击压裂；
(5)继续泵注剩余酸液，并以最大泵注排量和其值的三分之一，以30～60秒/次的频率，不断变排量泵注，直至泵注完全部酸液；
(6)用泥浆泵9泵注泥浆池10中的顶替液；
(7)进入残酸返排流程。
步骤(1)所述水力冲击器至少应包括导流管6、冲击片8、冲击室11、柱塞12、打孔尾管13几部分组件。
步骤(2)所述酸化设备至少应包括酸化泵14、泵入压力数据采集及排量自动控制系统15、酸化罐5。
步骤(3)～(5)所述酸液，必须为单段塞的药剂产品，酸液密度应不低于1.1g/mL，室内岩屑溶蚀率不低于15％，岩心动态驱替渗透率增加倍数不低于0.5倍，如中海油能源发展股份有限公司生产的活性酸或西南石油大学生产的智能酸。采用酸液作为冲击液产生的增压值△P＝μ(ρ-1)Ph，其中μ为水力冲击器增压倍数，取2～3；ρ为酸液密度，g/mL；Ph为地层静压，MPa。
步骤(3)所述酸液刚好到达水力冲击器1的导流管6位置，可以采用如下公式进行计算：V1+V2＝Q1t1+Q2t2+……++Qntn＝V，其中V1为井口到导流管顶部的油管内部空间体积，m3；V2为酸化管线内部空间体积，m3；Qn为n时刻替酸的泵排量，m3/min；tn为n时刻的泵注时间，min；V为泵入压力数据采集及排量自动控制系统记录的泵入体积，m3。
步骤(5)所述不断变排量泵注，是指采用可电脑编程式的酸化泵14，能实现一定时间频率下，酸化排量的自动切换。
本发明用于用于油水井酸化压裂作业，将井下水力冲击、酸化、地面水力冲击三者有效结合，进一步增强措施改造的增产效果。使用高密度、强溶蚀的单段塞酸液代替井液作为冲击液，既能提高起压破岩效果，又能直接进一步溶蚀扩缝，并克服切换酸罐的压力突降变化；再配合可电脑编程式的酸化泵，以变排量泵注方式，实现压力高但持续时间短的井下水力冲击和压力低但持续时间长的地面水力冲击进一步有效结合，能进一步形成裂缝缝网，同时还扩大酸化处理半径；上述工艺简单可行，成本低，施工设备不占过多空间，增产效果相对单一措施显著，在施工空间或水源受限的海洋平台或井场具有较好应用空间。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种低渗油田水击复合压裂工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将带有水力冲击器并用油管连接的施工管柱入下油井中；
步骤二、用管线连接好酸化设备，并与井口油管相连接；
步骤三、打开套管阀门，正替酸化罐中酸液，直至酸液刚好到达水力冲击器的导流管位置；
步骤四、关闭套管阀门，不断提高泵注压力，正挤剩余酸液，密切观察泵注压力表数值变化，直至泵注压力达到水力冲击器的冲击片破裂压力，压力突降，即开始进行水力冲击压裂；
步骤五、继续泵注剩余酸液，交替以最大泵注排量以及三分之一最大泵注的排量进行泵注，每次泵注持续30～60秒，直至泵注完全部酸液；
步骤六、用泥浆泵泵注泥浆池中的顶替液；
步骤七、进入残酸返排流程。
2.根据权利要求1所述的一种低渗油田水击复合压裂工艺方法其特征在于：在步骤二中，所述酸化设备至少应包括酸化泵、泵入压力数据采集及排量自动控制系统、酸化罐。
3.根据权利要求1所述的一种低渗油田水击复合压裂工艺方法其特征在于：在步骤三～步骤五中，所述酸液为单段塞的药剂产品。
4.根据权利要求3所述的一种低渗油田水击复合压裂工艺方法其特征在于：所述酸液密度不低于1.1g/mL，室内岩屑溶蚀率不低于15％，岩心动态驱替渗透率增加倍数不低于0.5倍。
5.根据权利要求1所述的一种低渗油田水击复合压裂工艺方法其特征在于：在步骤五中，在交替改变排量泵注时，采用可电脑编程式的酸化泵，实现一定时间频率下酸化排量的自动切换。
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