CN113027404B - 一种径向多分支井诱导裂缝定向压裂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种径向多分支井诱导裂缝定向压裂方法。该方法通过改造预定区域地层孔隙压力，诱导压裂裂缝向高孔隙压力区域定向起裂，以使裂缝形成于所要定向压裂区域内。本发明解决了非常规储层开采的工程难题，通过改造地层孔隙压力，降低岩石有效应力，诱导压裂裂缝向高孔隙压力区域定向起裂，实现了定向压裂复杂地层，并对分支井采用注采一体化管理，以提高非常规油气采收率。
Description
技术领域
本发明属于石油与天然气开采技术领域，具体涉及一种径向多分支井诱导裂缝定向压裂方法。
背景技术
非常规油气是一种分布广、储量大的石油天然气资源，是常规油气的重要接替资源。对于非常规油气储层，常规开采方法难以形成工业油气流。丛式水平井钻井与多级压裂完井是当前开发非常规油气资源的有效手段，但是地层中的非常规储层分布不均，且地层条件复杂，例如有边底水层，油层分布不均匀，开采难度大，成本高。总而言之，已公开的丛式水平井钻井与多级压裂方法难以实现对复杂地层定向压裂，提高非常规油气采收率有限。
发明内容
为了充分改造非常规油气藏，提高非常规油气的采收率，本发明的目的在于提供一种径向多分支井诱导裂缝定向压裂方法。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种径向多分支井诱导裂缝定向压裂方法，该方法通过改造增大预定区域地层孔隙压力，诱导压裂裂缝向高孔隙压力区域定向起裂，以使裂缝形成于所要定向压裂区域内。
本发明通过改造增大地层孔隙压力，降低岩石有效应力，诱导压裂裂缝向高孔隙压力区域定向起裂，实现了对需要定向压裂复杂地层的压裂。
在本发明的一个优选方案中，优选地，该方法通过在所要定向压裂区域上方增大地层孔隙压力，之后在所要定向压裂区域下方进行压裂，以诱导压裂裂缝向高孔隙压力区域定向起裂，在所要定向压裂区域内形成裂缝；
或者，该方法通过在所要定向压裂区域下方增大地层孔隙压力，之后在所要定向压裂区域上方进行压裂，以诱导压裂裂缝向高孔隙压力区域定向起裂，在所要定向压裂区域内形成裂缝。
本领域技术人员理解的，其中所述的“定向压裂区域”即为所要通过压裂裂缝进行改造的区域。在此优选方案中，预定区域即为所要定向压裂区域上方。
在本发明的一个优选方案中，以上所述改造增大地层孔隙压力通过以下方法实现：
在预定区域所对应的主井筒上钻出不同方位的径向多分支井，之后对所述径向多分支井注水使其孔隙压力达到预定值。
在本发明的一个优选方案中，优选地，该方法通过在所要定向压裂区域上方增大地层孔隙压力，之后在所要定向压裂区域下方进行压裂，以诱导压裂裂缝向高孔隙压力区域定向起裂，在所要定向压裂区域内形成裂缝；包括以下步骤：
S101、综合利用地震、测井、油藏数值模拟资料解释结果，确定储层区域地应力变化，最终确定适合的孔隙压力改造预定值与定向压裂区域的深度值，并优化设计多分支径向孔眼的数量和方位；
S102、完成套管开窗并采用连续管和高压软管传输的高压水射流喷射钻头，对所要定向压裂区域上方，根据实际地层需要，钻出不同方位的分支井眼并完井；
S103、用S102相同的方法在所要改造的区域下方钻出多分支径向孔眼；在上下两层分支井中间下入封隔器，从环空向上层分支井中注水并通过测井方式监测上方地层的孔隙压力变化；
S104、当达到孔隙压力改造预定值时，对下层分支井直接通过连续管泵注压裂液压裂径向孔眼，实现管柱径向多分支钻井与压裂联作完井。
本发明通过改造地层孔隙压力，降低岩石有效应力，诱导压裂裂缝向高孔隙压力区域定向起裂，实现了对需要定向压裂复杂地层的压裂，对分支井采用注采一体化管理，以提高非常规油气采收率。
在该优选方案中，优选地，S101的具体步骤包括：
综合利用地震、测井、油藏数值模拟资料解释结果，获得地应力，孔隙压力平面分布图；
针对密集离散储层区域，优化设计多分支径向孔眼的数量和方位；
根据耦合孔隙压力的数值模拟根据实际地层情况计算孔隙压力改造预定值，以及定向压裂区域的深度值，以便注水导致的孔隙压力可以影响到下方分支井的诱导裂缝的扩展方向。
本领域技术人员容易理解的，所述“密集离散储层区域”即为所要定向压裂区域。
在该优选方案中，优选地，S102的具体步骤包括：
下入工具管窜，所述工具管窜包括转向器、连续管、井下螺杆马达和柔性冲头，所述井下螺杆马达带动所述柔性冲头旋转，在套管壁上开孔，随后起出工具管串，完成套管开窗；
下入连续管、高压软管、高压水射流喷射钻头以及用于驱动钻头旋转的井下涡轮动力钻具，开启地面泵组，地面泵入高压清水，开始在密集离散储层上方中的主井筒上钻出多分支径向孔眼并完井；其中的完井方式采用适合实际地层情况的完井方式。所述主井筒为垂直井或水平井均可。
在该优选方案中，优选地，S103的具体步骤包括：
用S102的方法在所述密集离散储层区域下方钻出多分支径向孔眼，钻井作业结束后，无需起出钻具；
在上下两层分支井中间下入封隔器，封隔上下两层径向分支井；
从环空向上层分支井中注水并持续监测上方地层的孔隙压力变化。
本领域技术人员容易理解的，以上所述“持续监测上方地层的孔隙压力变化”通过测井等手段实现。
在该优选方案中，优选地，S104的具体步骤包括：
当达到孔隙压力改造预定值时，经连续管泵注压裂液，压裂径向孔眼，诱导裂缝向高孔隙压力区定向扩展，压裂完成后，取出工具管串，完成完井作业。
在以上优选方案中，优选地，所述高压水射流喷射钻头喷出的高压清水的压力为30-40MPa。
在以上优选方案中，优选地，所述多分支径向孔眼为单层和/或多层辐射状分支径向孔眼。
本发明的径向多分支井诱导裂缝定向压裂方法利用高压水射流根据实际情况需要在地层不同位置钻出多个方位不同的径向分支孔眼，向上层分支井内注水以改变地层孔隙压力，再对下层各个径向分支孔眼逐个压裂，以达到诱导裂缝定向扩展目的并对整体径向分支井采用上注下采的管理方式，提高非常规油气的采收率。
本发明解决了非常规储层开采的工程难题，通过改造地层孔隙压力，降低岩石有效应力，诱导压裂裂缝向高孔隙压力区域定向起裂，实现了定向压裂复杂地层，并对分支井采用注采一体化管理，以提高非常规油气采收率。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
(1)本发明采用改变地层孔隙压力，降低岩石有效应力的方法，诱导裂缝定向扩展，实现了定向压裂复杂地层的压裂方法，提高了非常规油气采收率；
(2)本发明可以对一口径向井采用上注下采的管理方式，提高非常规油气的采收率。
附图说明
图1为本发明实施例中径向多分支井诱导裂缝定向压裂方法的流程图。
图2为本发明实施例中径向多分支井诱导裂缝定向压裂方法的示意图。
附图标记说明：
1-套管、2-油管、3-水层、4-分支井、5-油层、6-裂缝。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明提供一个优选实施例，一种径向多分支钻井与暂堵压裂联作的完井方法，如图1所示包括以下步骤：
S101：综合利用地震、测井、油藏数值模拟等资料解释结果，确定储层区域地应力变化，最终确定适合的孔隙压力改造预定值与定向压裂区域的深度值并优化设计多分支径向孔眼的数量和方位，具体包括：
综合利用地震、测井、油藏数值模拟资料等解释结果，获得地应力，孔隙压力平面分布图；
针对密集离散储层区域，优化设计多分支径向孔眼的数量和方位；
并根据耦合孔隙压力的数值模拟根据实际地层情况计算孔隙压力改造预定值的大小，以及定向压裂区域的深度值，以便注水导致的孔隙压力可以影响到下方分支井的诱导裂缝的扩展方向。
S102：完成套管开窗并采用连续管和高压软管传输的高压水射流喷射钻头，对所要定向压裂区域上方根据实际地层需要，钻出不同方位的分支井眼并采用适合地层的完井方法完井，具体包括：
下入工具管窜，所述工具管窜包括转向器、连续管、井下螺杆马达和柔性冲头，所述井下螺杆马达带动所述柔性冲头旋转，在套管壁上开孔，随后起出工具管串，完成套管开窗；
下入连续管、高压软管、高压水射流喷射钻头以及用于驱动钻头旋转的井下涡轮动力钻具，开启地面泵组，地面泵入高压清水，开始在密集离散储层上方中垂直或水平的主井筒上钻出多分支径向孔眼并采用适合实际地层情况的完井方式完井。
其中，所述高压水射流喷射钻头喷出的高压清水的压力为30MPa-40MPa；所述多分支径向孔眼为单层和/或多层辐射状分支径向孔眼。
S103：用S102的方法在所要改造的区域下方钻出多分支径向孔眼，在上下两层分支井中间下入封隔器，从环空向上层分支井中注水并通过测井方式监测上方地层的孔隙压力变化，具体包括：
用S102的方法在对定向压裂区域下方钻出多分支径向孔眼，钻井作业结束后，无需起出钻具；
在上下两层分支井中间下入封隔器，封隔上下两层径向井分支井。
从环空向上层分支井中注水并通过测井等手段持续监测上方地层的孔隙压力变化。
S104：当达到孔隙压力改造预定值时，对下层分支井直接通过连续管泵注压裂液压裂径向孔眼，实现管柱径向多分支钻井与压裂联作完井，具体包括：
当达到孔隙压力改造预定值时，经连续管泵注压裂液，压裂径向孔眼，诱导裂缝向高孔隙压力区定向扩展，压裂完成后，取出工具管串，完成完井作业。
如图2所示，在套管1上钻好的上下两层分支井4，其中间为油层5，根据本方法，在上下两层之间的油管2中下入封隔器，向上层注水形成水层3，直至达到由模拟得出的最佳的孔隙压力改造预定值，最后通过油管2对下方通过连续管泵注压裂液，对下层径向分支井压裂，诱导裂缝6向上层分支井4方向开裂，在油层5中形成裂缝实现改造。
虽然本发明提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (7)
1.一种径向多分支井诱导裂缝定向压裂方法，其特征在于，该方法通过在所要定向压裂区域上方增大地层孔隙压力，之后在所要定向压裂区域下方进行压裂，以诱导压裂裂缝向高孔隙压力区域定向起裂，在所要定向压裂区域内形成裂缝；包括以下步骤：
S101、综合利用地震、测井、油藏数值模拟资料解释结果，确定储层区域地应力变化，最终确定适合的孔隙压力改造预定值与定向压裂区域的深度值，并优化设计多分支径向孔眼的数量和方位；
S102、完成套管开窗并采用连续管和高压软管传输的高压水射流喷射钻头，对所要定向压裂区域上方，根据实际地层需要，钻出不同方位的分支井眼并完井；
S103、用S102相同的方法在所要改造的区域下方钻出多分支径向孔眼；在上下两层分支井中间下入封隔器，从环空向上层分支井中注水并通过测井方式监测上方地层的孔隙压力变化；
S104、当达到孔隙压力改造预定值时，对下层分支井直接通过连续管泵注压裂液压裂径向孔眼，实现管柱径向多分支钻井与压裂联作完井。
2.根据权利要求1所述的径向多分支井诱导裂缝定向压裂方法，其特征在于，S101的具体步骤包括：
综合利用地震、测井、油藏数值模拟资料解释结果，获得地应力，孔隙压力平面分布图；
针对密集离散储层区域，优化设计多分支径向孔眼的数量和方位；
根据耦合孔隙压力的数值模拟根据实际地层情况计算孔隙压力改造预定值，以及定向压裂区域的深度值，以便注水导致的孔隙压力可以影响到下方分支井的诱导裂缝的扩展方向。
3.根据权利要求2所述的径向多分支井诱导裂缝定向压裂方法，其特征在于，S102的具体步骤包括：
下入工具管窜，所述工具管窜包括转向器、连续管、井下螺杆马达和柔性冲头，所述井下螺杆马达带动所述柔性冲头旋转，在套管壁上开孔，随后起出工具管串，完成套管开窗；
下入连续管、高压软管、高压水射流喷射钻头以及用于驱动钻头旋转的井下涡轮动力钻具，开启地面泵组，地面泵入高压清水，开始在密集离散储层上方中的主井筒上钻出多分支径向孔眼并完井；其中的完井方式采用适合实际地层情况的完井方式。
4.根据权利要求3所述的径向多分支井诱导裂缝定向压裂方法，其特征在于，S103的具体步骤包括：
用S102的方法在所述密集离散储层区域下方钻出多分支径向孔眼，钻井作业结束后，无需起出钻具；
在上下两层分支井中间下入封隔器，封隔上下两层径向分支井；
从环空向上层分支井中注水并持续监测上方地层的孔隙压力变化。
5.根据权利要求4所述的径向多分支井诱导裂缝定向压裂方法，其特征在于，S104的具体步骤包括：
当达到孔隙压力改造预定值时，经连续管泵注压裂液，压裂径向孔眼，诱导裂缝向高孔隙压力区定向扩展，压裂完成后，取出工具管串，完成完井作业。
6.根据权利要求1-5任一项所述的径向多分支井诱导裂缝定向压裂方法，其特征在于，所述高压水射流喷射钻头喷出的高压清水的压力为30-40MPa。
7.根据权利要求1-5任一项所述的径向多分支井诱导裂缝定向压裂方法，其特征在于，所述多分支径向孔眼为单层和/或多层辐射状分支径向孔眼。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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