CN114737940A - 一种三维井带渗流暂堵体积压裂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三维井带渗流暂堵体积压裂方法，包括以下步骤：S1、向地层中注入高粘液形成主裂缝；S2、依次进行前置液低粘液造缝、前置液中粘液扩缝、扩缝支撑和缝内渗流转向；S3、交替进行层间渗流转层、缝内渗流转向；所述缝内渗流转向采用缝内暂堵转向剂和纤维丝实现缝内封堵，缝内暂堵转向剂由多种粒径的暂堵剂组成；层间渗流转层采用层间暂堵转向剂、暂堵球和纤维丝实现缝口及射孔炮眼封堵，先添加暂堵球在缝口和射孔孔眼内形成初步堵塞，然后按照粒径由大到小的顺序依次添加暂堵剂，最后添加纤维丝。本发明解决了现有暂堵体积压裂技术导致封堵率不高、封堵效果不好的问题。
Description
技术领域
本发明涉及页岩气储层的体积压裂改造技术领域，具体涉及一种三维井带渗流暂堵体积压裂方法。
背景技术
体积压裂改造是常规及非常规油气储层提高井口产量的非常有效的手段。
目前，体积压裂提高裂缝复杂程度、增大裂缝改造体积主要通过在压裂过程中加入缝口或缝内暂堵剂，堵塞进液通道，使层间或缝内净压力增大，达到层间相应目的层的破裂压力或缝内薄弱点的破裂压力，使层间新层开裂或缝内产生分支裂缝。
缝口暂堵：在裂缝发育或孔隙度高的油气富集甜点区，压开第一条裂缝，投入高强度水溶性暂堵剂，暂时封堵裂缝缝口，泵入液体，依次压开第二、第三条缝等多条缝，实现段内自然选择甜点的多裂缝压裂。
缝内暂堵：在缝内投放缝内暂堵剂，提升裂缝内净压力，压开原来不能开裂的微裂缝，或者形成新的分支裂缝，形成复杂网络裂缝，获得更大的改造体积，最终实现动用更多油气储量的目的。
现有的暂堵体积压裂技术的主要缺点如下：
封堵率不高、封堵效果不好。现场施工中，加入暂堵剂后没有明显的起压迹象，导致层间目的层并没有被完全均衡改造，缝内分支裂缝也没有形成，压后的渗流状态仍然为单个的渗流区域形成的二维面积渗流，造成无效压裂改造及压裂资源的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三维井带渗流暂堵体积压裂方法，解决现有暂堵体积压裂技术导致封堵率不高、封堵效果不好的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种三维井带渗流暂堵体积压裂方法，包括以下步骤：
S1、向地层中注入高粘液形成主裂缝；
S2、依次进行前置液低粘液造缝、前置液中粘液扩缝、扩缝支撑和缝内渗流转向；
S3、经过步骤S2的缝内渗流转向后，交替进行层间渗流转层、缝内渗流转向；每次进行层间渗流转层和缝内渗流转向之前均依次进行前置液中粘液造缝、前置液高粘液扩缝、扩缝支撑；
所述缝内渗流转向采用缝内暂堵转向剂和纤维丝实现缝内封堵，所述缝内暂堵转向剂由多种粒径的暂堵剂组成，先按照粒径由大到小顺序依次添加暂堵剂，最后添加纤维丝；
所述层间渗流转层采用层间暂堵转向剂、暂堵球和纤维丝实现缝口及射孔炮眼封堵，所述层间暂堵转向剂均由多种粒径的暂堵剂组成，先添加暂堵球在缝口和射孔孔眼内形成初步堵塞，然后按照粒径由大到小的顺序依次添加暂堵剂，最后添加纤维丝。
本发明与现有技术的主要区别在于：
形成主裂缝后交替进行缝内渗流转向和层间渗流转层，并且，缝内渗流转向采用缝内暂堵转向剂和纤维丝实现缝内封堵，层间渗流转层采用层间暂堵转向剂、暂堵球和纤维丝实现缝口及射孔炮眼封堵。
即本发明是通过“多次层间渗流转层+多次缝内渗流转向+纤维丝增强渗流控制质量”的改造模式，在井带中实现纵向、横向精细化均衡改造，同时在裂缝壁面产生分支微裂缝，在纵向和横向上形成以井眼为中心的三维带状渗流体，最大限度的沟通天然裂缝及储集体，最大限度的提高压裂改造体积SRV，最大限度的提高压后效果。
进一步地，层间暂堵转向剂和缝内暂堵转向剂均由三种粒径的暂堵剂组成，三种粒径分别为20/60目、1-3mm和3-5mm；20/60目、1-3mm和3-5mm的用量比为1:1-2:1-2。
为了提高暂堵效果，不同粒径的暂堵剂的具体粒径和用量比是关键，如果粒径和用量比设计不合理，可能会导致堵塞后堵塞位置由间隙，导致堵塞效果较差，申请人通过实现发现：
采用上述比例的和粒径的层间暂堵转向剂和缝内暂堵转向剂具有封堵效果好的优点，能够产生搅动的裂缝。
进一步地，纤维丝与20/60目暂堵剂的用量比为1:1-2。
进一步地，步骤S1中，以变排量的方式向地层中注入高粘液，利用高粘液的高粘特性，压开地层，形成主裂缝。
本发明采用变排量的主要目的是通过逐步提高排量来逐步提高井底压力，迫使地层破裂，并根据井口压力情况及时调整排量，以避免超压。
进一步地，缝内渗流转向的具体实施步骤为：
A1、扩缝支撑后，先用低粘液顶替一个井筒容积，把井筒中的支撑剂全部顶替进入地层；
B1、降低排量至2m3/min，用低粘液按5％砂比开始加入30/50目陶粒，在砂比稳定之后按照投加顺序投加缝内暂堵转向剂和纤维丝；
C1、在缝内暂堵转向剂和纤维丝完全通过压裂泵车的泵头之后，提高排量至设计稳定排量的三分之二排量，用低粘液顶替缝内暂堵转向剂和纤维丝进入地层。
本发明中缝内暂堵转向剂及纤维丝的投加顺序是对人工裂缝形成暂堵的关键和保障。如果顺序错误或顺序相反，则难以形成暂堵。
进一步地，层间渗流转层的具体实施步骤为：
A2、扩缝支撑后，先用低粘液顶替一个井筒容积，把井筒中的支撑剂全部顶替进入地层；
B2、按照投加顺序投加暂堵球、层间暂堵转向剂和纤维丝，用低粘液携带暂堵球、层间暂堵转向剂和纤维丝进入地层；
C2、在暂堵球、层间暂堵转向剂和纤维丝完全通过压裂泵车的泵头之后，提高排量至设计稳定排量的三分之二排量，用低粘液顶替暂堵球、层间暂堵转向剂和纤维丝进入地层。
本发明中暂堵球、层间暂堵转向剂和纤维丝的投加顺序是对射孔孔眼及缝口形成暂堵的关键和保障。如果顺序错误或顺序相反，则难以形成暂堵。
进一步地，步骤S2中，前置液低粘液造缝为利用大排量交替注入低粘液和前置液段塞，其中，前置液段塞采用70/100目低砂比小粒径陶粒；扩缝支撑为造缝后的地层中注入携砂液进行支撑；携砂液中粘液携带30/50目陶粒。
进一步地，步骤S3中，层间渗流转层之前进行的前置液中粘液造缝为提高排量至设计稳定排量，用中粘液向地层中交替注入前置液段塞和前置液，使在上一次缝内渗流转向产生的分支微裂缝的基础上，扩展微裂缝的规模和尺度，以及提高微裂缝的复杂程度，形成由不同尺度和级别的微裂缝网络系统构成的以井眼为中心的带状渗流体；
进一步地，步骤S3中，缝内渗流转向之前进行的前置液中粘液造缝为提高排量至设计稳定排量，用中粘液向地层中交替注入前置液段塞和前置液，使在上一次层间渗流转层中新压开的射孔簇的基础上进行造缝，形成具有一定规模和尺度的人工裂缝系统。
进一步地，步骤S3中，层间渗流转层和缝内渗流转向的交替次数大于等于2次。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、采用本发明所述压裂方法能够形成以井眼为中心的三维带状渗流体，最大限度的沟通天然裂缝及储集体，最大限度的提高压裂改造体积SRV，最大限度的提高压后效果；解决了现有暂堵体积压裂技术导致封堵率不高、封堵效果不好的问题。
2、本发明通过合理设计层间暂堵转向剂和缝内暂堵转向剂中各个暂堵剂的粒径和用量比，以及配合使用纤维丝，能够最大限度提高暂堵效果，尽可能多的产生裂缝。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的工艺流程图；
图2为三维井带渗流体的形成示意图；
图3为缝内渗流转向实现方式示意图；
图4为层间渗流转向实现方式示意图；
图5为义37-4-斜3井常规压裂后的波及SRV体积模拟图；
图6为义37-斜94井采用三维井带渗流体积压裂后的波及SRV体积模拟图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：
如图1、图2所示，一种三维井带渗流暂堵体积压裂方法，具体包括以下步骤：
1)、前置液高粘液造缝：以变排量的方式向地层中注入高粘液，利用高粘液的高粘特性，压开地层，形成主裂缝：
以6m3/min低排量开始注入高粘液，观察井口压力情况，在井口压力无异常的情况下逐步提排量至10m3/min，在10m3/min排量稳定且井口压力无异常的情况下逐步提排量至设计排量14m3/min。该阶段主要是压开地层，形成人工主裂缝。
2)、前置液低粘液造缝：在步骤1)的基础上，以14m3/min排量交替注入低粘滑溜水前置液和前置液段塞。通过低粘液和大排量配合，形成复杂人工裂缝。前置液段塞采用70/100目低砂比小粒径陶粒，并采用低粘液携带进入微小的人工裂缝网络，形成支撑。
3)、前置液中粘液扩缝：用14m3/min排量注入中粘液进一步扩展人工裂缝。
4)、扩缝支撑：向经过步骤1)、步骤2)和步骤3)造缝后的地层中注入14m3/min排量的中粘液。利用中粘液携带30/50目陶粒进入人工裂缝网络，形成支撑。利用30/50目陶粒目的是让较大尺度级别的微裂缝形成支撑。砂比由小到大楔形加入，以确保加砂顺利。
5)、第1次缝内渗流转向：该阶段分为三步来实施：第一步：在步骤4)完成加砂之后，先用低粘液顶替一个井筒容积，把井筒中的支撑剂全部顶替进入地层。第二步：降低排量至2m3/min，用低粘液按5％砂比开始加入30/50目陶粒，在砂比稳定之后按照投加顺序投加事先准备好的“缝内暂堵转向剂”及“纤维丝”。用低粘液携带缝内暂堵转向剂和纤维丝进入地层。第三步：在缝内暂堵转向剂和纤维丝完全通过压裂泵车的泵头之后，提高排量至10m3/min，用低粘液顶替缝内暂堵转向剂和纤维丝进入地层。在缝内暂堵转向剂和纤维丝进入裂缝之后，观察井口压力上升情况，做好记录。该步骤的目的是通过缝内暂堵转向剂和纤维丝，在人工裂缝内形成堵塞，阻断液流通道，迫使缝内净压力上升，当缝内净压力上升到达到裂缝壁面薄弱点的破裂压力后，在裂缝壁面的薄弱点处开始破裂，产生分支微裂缝网络系统；
6)、前置液中粘液造缝：用14m3/min排量向地层中交替注入前置液段塞和前置液，携带70/100目陶粒。目的是在步骤5)产生的分支微裂缝的基础上，进一步扩展微裂缝的规模和尺度，进一步提高微裂缝的复杂程度，形成由不同尺度和级别的微裂缝网络系统构成的以井眼为中心的带状渗流体，之后用前置液段塞中的支撑剂对带状渗流体的微裂缝系统进行支撑。其中前置液段塞是由70/100目低砂比支撑剂和中粘液组成。前置液是中粘液。
7)、前置液高粘液扩缝：以14m3/min排量向地层中注入高粘液，进一步扩展人工裂缝主裂缝和较大尺度的微裂缝，使带渗流体的体积进一步增大、微裂缝系统进一步复杂化。
8)、扩缝支撑：以14m3/min向地层中注入携砂液进行扩缝支撑，使经过步骤5)、步骤6)和步骤7)所形成的井带渗流体中的各级别和尺度的微裂缝系统得以支撑。先利用高粘液携带30/50目陶粒进入人工裂缝网络系统，让较大尺度级别的微裂缝系统形成支撑。之后利用高粘液携带20/40目大粒径陶粒，对人工裂缝的主裂缝进行支撑，以提高人工裂缝主裂缝及缝口的导流能力。该步骤的砂比由小到大楔形加入，以确保加砂顺利。
9)、第1次层间渗流转层：该阶段分为三步来实施：第一步：在步骤8)完成加砂之后，先用低粘液顶替一个井筒容积，把井筒中的支撑剂全部顶替进入地层。第二步：降低排量至2m3/min，在排量稳定之后按照顺序投入事先准备好的“暂堵球”“层间暂堵转向剂”及“纤维丝”。用低粘液携带、暂堵球层间暂堵转向剂和纤维丝进入地层，暂堵球”“层间暂堵转向剂”及“纤维丝在2min之内投加完毕。第三步：在层间暂堵转向剂和纤维丝完全通过压裂泵车的泵头之后，提高排量至10m3/min，用低粘液顶替层间暂堵转向剂和纤维丝进入地层。在层间暂堵转向剂和纤维丝进入裂缝之后，观察井口压力上升情况，做好记录。该步骤的目的是通过暂堵球、层间暂堵转向剂和纤维丝，在人工裂缝缝口及射孔炮眼形成堵塞，阻断液流通道，迫使井底净压力上升，当井底净压力上升到达到下一批射孔簇的破裂压力后，下一批射孔簇开始破裂，形成新的人工裂缝。
10)、前置液中粘液造缝：提高排量至14m3/min，用中粘液向地层中交替注入前置液段塞和前置液。目的是在步骤9)中新压开的射孔簇的基础上进行造缝，形成具有一定规模和尺度的人工裂缝系统，之后用前置液段塞中的支撑剂对人工裂缝系统进行支撑。其中前置液段塞是由70/100目低砂比支撑剂和中粘液组成。前置液是中粘液。
11)、前置液高粘液扩缝：利用14m3/min排量向地层中注入高粘液，进一步扩展人工裂缝主裂缝和较大尺度的微裂缝。
12)、扩缝支撑：用14m3/min排量向地层中注入携砂液进行扩缝支撑，使经过步骤9)、步骤10)、步骤11)所形成的人工裂缝系统得以支撑。利用高粘液携带30/50目陶粒进入人工裂缝系统，让较大尺度级别的微裂缝系统形成支撑。该步骤的砂比由小到大楔形加入，以确保加砂顺利。
13)、第2次缝内渗流转向：该阶段分为三步来实施：步骤及目的同步骤5)。
14)、前置液中粘液造缝：提高排量至14m3/min，用中粘液向地层中交替注入前置液段塞和前置液。目的是在步骤13)产生的分支微裂缝的基础上，进一步扩展微裂缝的规模和尺度，进一步提高微裂缝的复杂程度，形成由不同尺度和级别的微裂缝网络系统构成的以井眼为中心的带状渗流体，之后用前置液段塞中的支撑剂对带状渗流体的微裂缝系统进行支撑。其中前置液段塞是由70/100目低砂比支撑剂和中粘液组成。前置液是中粘液。
15)、前置液高粘液扩缝：采用14m3/min的稳定排量向地层中注入高粘液，进一步扩展人工裂缝主裂缝和较大尺度的微裂缝，使带渗流体的体积进一步增大、微裂缝系统进一步复杂化。
16)、扩缝支撑：采用14m3/min的稳定排量向地层中注入携砂液进行扩缝支撑，使步骤13)、步骤14)和步骤15)所形成的井带渗流体中的各级别和尺度的微裂缝系统得以支撑。先利用高粘液携带30/50目陶粒进入人工裂缝网络系统，让较大尺度级别的微裂缝系统形成支撑。之后利用高粘液携带20/40目大粒径陶粒，对人工裂缝的主裂缝进行支撑，以提高人工裂缝主裂缝及缝口的导流能力。该步骤的砂比由小到大楔形加入，以确保加砂顺利。
17)、第2次层间渗流转层：在前一步骤完成加砂并顶替完成之后，降低排量至2m3/min，在排量稳定之后投入“暂堵球+层间暂堵转向剂+纤维丝”，依次加入暂堵球、层间暂堵转向剂，和纤维丝。暂堵球、层间暂堵转向剂和纤维丝在2min之内投加完毕。在暂堵球、层间暂堵转向剂和纤维丝完全通过压裂泵车的泵头之后，提高排量至10m3/min，用低粘液顶替层间暂堵转向剂和纤维丝进入地层。在暂堵球、层间暂堵转向剂和纤维丝进入裂缝之后，观察井口压力上升情况，做好记录。该步骤的目的是通过暂堵球、层间暂堵转向剂和纤维丝，在人工裂缝缝口及射孔炮眼形成堵塞，阻断液流通道，迫使井底净压力上升，当井底净压力上升到达到下一批射孔簇的破裂压力后，下一批射孔簇开始破裂，形成新的人工裂缝。
18)、前置液中粘液造缝：提高排量至14m3/min，用中粘液向地层中交替注入前置液段塞和前置液。前置液段塞是由70/100目低砂比支撑剂和中粘液组成。目的是在步骤17)中新压开的射孔簇的基础上进行造缝，形成具有一定规模和尺度的人工裂缝系统，之后用前置液段塞中的支撑剂对人工裂缝系统进行支撑。其中前置液段塞是由70/100目低砂比支撑剂和中粘液组成。前置液是中粘液。
19)、前置液高粘液扩缝：采用14m3/min的稳定排量向地层中注入高粘液，进一步扩展人工裂缝主裂缝和较大尺度的微裂缝。
20)、扩缝支撑：采用14m3/min排量向地层中注入携砂液进行扩缝支撑，使经过步骤17)步骤18)和步骤19)所形成的人工裂缝系统得以支撑。利用高粘液携带30/50目陶粒进入人工裂缝系统，让较大尺度级别的微裂缝系统形成支撑。该步骤的砂比由小到大楔形加入，以确保加砂顺利。
21)、第3次缝内渗流转向：该阶段分为三步来实施：步骤及目的同步骤5)。
22)、前置液中粘液造缝：同步骤14)。
23)、前置液高粘液扩缝：同步骤15)。
24)、扩缝支撑：同步骤16)。
25)、顶替：采用14m3/min排量，利用低粘液把井筒中的支撑剂全部顶替进入地层，具体顶替排量视井口压力情况进行适当调整。
在本实施例中，层间暂堵转向剂和缝内暂堵转向剂均由三种粒径的暂堵剂组成，三种粒径分别为20/60目、1-3mm和3-5mm；20/60目、1-3mm和3-5mm的用量比为1:1:1。
如图3所示，步骤5)中所述按照投加顺序投加事先准备好的“缝内暂堵转向剂”及“纤维丝”：“缝内暂堵转向剂”及“纤维丝”投加顺序及方法为：
①在混砂车搅伴罐里投入一级架桥粒子——3-5mm颗粒暂堵剂，要求在1-2分钟内投完。目的是让3-5mm颗粒暂堵剂在人工裂缝内形成一级架桥。
②间隔1分钟后在混砂车搅伴罐里投入二级架桥粒子——1-3mm颗粒暂堵剂，要求在1-2分钟内投完。目的是在一级架桥的基础上，在一级架桥粒子形成的孔隙空间内形成次级架桥。
③间隔1分钟后在混砂车搅伴罐里投入充填粒子——20/60目粉末暂堵剂，要求在1-2分钟内投完。目的是在一级和二级架桥粒子的孔隙空间内形成充填层。
④间隔1分钟后用纤维丝添加车在混砂车搅伴罐内加入纤维丝暂堵剂，要求在1-2分钟内投完。目的是在充填粒子形成充填层的基础上，进一步提高封堵质量。
步骤5)所述的缝内暂堵转向剂及纤维丝的投加顺序是对人工裂缝形成暂堵的关键和保障。如果顺序错误或顺序相反，则难以形成暂堵。
如图4所示，步骤9)中所述按照顺序投入事先准备好的“暂堵球”“层间暂堵转向剂”及“纤维丝”。“层间暂堵转向剂”及“纤维丝”投加顺序及方法为：
①用连接在高压管线上的投球器向高压管线内逐个投入暂堵球。目的是让暂堵球在射孔孔眼内形成初步堵塞。
②在混砂车搅伴罐里投入一级架桥粒子——3-5mm颗粒暂堵剂，要求在1-2分钟内投完。目的是让3-5mm颗粒暂堵剂在暂堵球与射孔孔眼之间的孔隙空间内形成一级架桥。
③间隔1分钟后在混砂车搅伴罐里投入二级架桥粒子——1-3mm颗粒暂堵剂，要求在1-2分钟内投完。目的是在一级架桥的基础上，在一级架桥粒子形成的孔隙空间内形成次级架桥。
④间隔1分钟后在混砂车搅伴罐里投入充填粒子——20/60目粉末暂堵剂，要求在1-2分钟内投完。目的是在一级和二级架桥粒子的孔隙空间内形成充填层。
⑤间隔1分钟后用纤维丝添加车在混砂车搅伴罐内加入纤维丝暂堵剂，要求在1-2分钟内投完。目的是在充填粒子形成充填层的基础上，进一步提高封堵质量。
步骤9)所述的暂堵球、暂堵剂及纤维丝的投加顺序是对射孔孔眼及缝口形成暂堵的关键和保障。如果顺序错误或顺序相反，则难以形成暂堵。
以上压裂过程中，总排量保持在大排量不变，排量一般为14-20m3/min。其中初始起裂阶段排量从中等排量开始，逐步提升到设计排量。在投送暂堵剂时，需要把排量降低至2m3/min，暂堵剂投送完成之后，提升排量到设计稳定排量的三分之二排量来运送暂堵剂到地层，观察压力上升情况之后提排量到设计稳定排量，正常施工。
在本实施例中，低粘液是由“0.1～0.2％降阻剂+0.1％杀菌剂+0.3％助排剂+清水或返排液”组成，清水配液粘度范围4-15mpa.s。
中粘液是由“0.4～0.6％降阻剂+0.1％杀菌剂+0.3％助排剂+清水或返排液”组成。清水配液粘度范围30-50mpa.s。
高粘液是由“0.8～1.0％降阻剂+0.1％杀菌剂+0.3％助排剂+清水或返排液”组成。清水配液粘度范围70-110mpa.s。
前置液段塞由低粘液或中粘液+70/100目粉陶组成。前置液段塞设置为4个，前置液段塞中的粉陶砂比分别为6～9％、11～13％、13～15％、17～19％。
以上注入液体中，所涉及的降阻剂、杀菌剂、助排剂为市售常规商品。压裂中使用了能够实现井带渗流的高强度暂堵剂，包括粉末及颗粒暂堵剂、暂堵球、暂堵纤维丝。粉末及颗粒暂堵剂、暂堵球主要起到封堵渗流通道、封堵射孔炮眼、诱导渗流发生转向的作用。暂堵纤维丝主要起到增强渗流控制质量的作用。粉末及颗粒暂堵剂、暂堵球、暂堵纤维丝(纤维丝)的性能指标如表1-3所示。
表1纤维丝暂堵剂性能指标
| 序号 | 测定项目 | 技术指标 |
| 1 | 外观 | 白色细丝状 |
| 2 | 长度，mm | 6-10 |
| 3 | 分散性, | 搅拌5s后，均匀分散 |
| 4 | 承压强度，MPa | ≥48 |
| 5 | 溶解时间,h | 16h |
| 6 | 溶解率,％ | ≥95 |
表2粉末及颗粒暂堵剂性能指标
| 序号 | 测定项目 | 技术指标 | 备注 |
| 1 | 外观 | 黄色或白色 | |
| 2 | 尺寸及目数 | 20/60目、1-3mm、3-5mm、5-8mm | 可根据客户要求调整 |
| 3 | 密度，g/cm3 | 1.1-1.2 | |
| 4 | 溶解性能(90℃) | 4-12小时可调，4小时后开始溶解 | 可根据客户要求调整 |
| 5 | 溶解率，％ | ≥98 | |
| 6 | 封堵能力，％ | ≥95 | |
| 7 | 抗压强度，MPa | ≥40 | |
| 8 | 封堵压力，MPa | ≥37.4 |
表3暂堵球性能指标
以下为本实施例的一个具体应用实例：
以渤南油田义37-斜94井为例进行说明。该井压裂井段为沙三段3528.5-3564.5m，射孔5层，射孔总厚度9.5m，对应测井解释井段为3527.80-3564m，共5层，砂层总厚度为18.38m。压裂目的层平均孔隙度15.2％，平均渗透率15.9mD，平均泥质含量8.2％。为提高增产效果，采用实施例1所示三维井带渗流体积压裂方法，以确保在纵向上形成以井眼为中心的三维渗流体，以最大限度的增大缝网改造体积，以提高压后效果。
利用本实施例的方法实现义37-斜94井的三维井带渗流体积压裂。该井压裂井段为沙三段3528.5-3564.5m井段，施工稳定排量14m3/min，共加入支撑剂115m3，共注入液体1452m3。具体泵注工艺如表4所示。
表4义37-斜94井的具体压裂施工泵注工艺：
义73-斜94井泵注程序
表5例举了渤南油田义37区块采用常规改造和采用三维井带渗流体积压裂方法改造后2口井(义37-斜94井、义37-斜101井)的施工效果对比情况。
表5义37区块常规压裂和三维井带渗流体积压裂效果对比
由表5可以看出，义37-斜94井、义37-斜101井经三维井带渗流体积压裂改造后，增产效果显著优于常规压裂的井，增产效果明显。
图5和图6分别显示出了义37-4-斜3井采用常规压裂和义37-斜94井采用三维井带渗流体积压裂方法(实施例1)压裂后的波及SRV体积模拟图。可以看出，采用实施例1的三维井带渗流体积压裂方法改造后，压裂后的波及SRV体积有显著的增大，增大倍数约为2.7倍，改造效果明显。
所述常规压裂的具体过程为：
1)前置液高粘液造缝：以一定的排量向地层中注入高粘液，利用高粘液的高粘特性，压开地层，形成主裂缝。
2)前置液低粘液造缝：在步骤1)的基础上，利用大排量交替注入低粘滑溜水前置液和前置液段塞。通过低粘液和大排量配合，形成复杂人工裂缝。前置液段塞采用低砂比小粒径陶粒，并采用低粘液携带进入微小的人工裂缝网络，形成支撑。
3)前置液中粘液扩缝：利用大排量中粘液进一步扩展人工裂缝。
4)扩缝支撑：向步骤1)2)3)造缝后的地层中注入携砂液进行支撑。利用中粘液携带中粒径陶粒进入人工裂缝网络，形成支撑。利用中粒径陶粒目的是让较大尺度级别的微裂缝形成支撑。砂比由小到大楔形加入，以确保加砂顺利。
5)顶替：利用低粘液把井筒中的支撑剂全部顶替进入地层。
义37-斜94井采用三维井带渗流体积压裂方法压后自喷期平均产油量为6.3t/d，义37-斜101井采用三维井带渗流体积压裂方法压后自喷期平均产油量为6.9t/d，相邻相同层位的井压后自喷期平均产油量为2.7t/d，同比产量增长了2.4倍。该技术试验成功，除了在渤南油田推广应用外，还可应用到相邻油气田及全国其它油气田，为开发我国其它地区低孔低渗油气藏提供技术指导和有益的经验，预期将产生巨大的经济效益和社会效益。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种三维井带渗流暂堵体积压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、向地层中注入高粘液形成主裂缝；
S2、依次进行前置液低粘液造缝、前置液中粘液扩缝、扩缝支撑和缝内渗流转向；
S3、经过步骤S2的缝内渗流转向后，交替进行层间渗流转层、缝内渗流转向；每次进行层间渗流转层和缝内渗流转向之前均依次进行前置液中粘液造缝、前置液高粘液扩缝、扩缝支撑；
所述缝内渗流转向采用缝内暂堵转向剂和纤维丝实现缝内封堵，所述缝内暂堵转向剂由多种粒径的暂堵剂组成，先按照粒径由大到小顺序依次添加暂堵剂，最后添加纤维丝；
所述层间渗流转层采用层间暂堵转向剂、暂堵球和纤维丝实现缝口及射孔炮眼封堵，所述层间暂堵转向剂均由多种粒径的暂堵剂组成，先添加暂堵球在缝口和射孔孔眼内形成初步堵塞，然后按照粒径由大到小的顺序依次添加暂堵剂，最后添加纤维丝。
2.根据权利要求1所述的一种三维井带渗流暂堵体积压裂方法，其特征在于，所述层间暂堵转向剂和缝内暂堵转向剂均由三种粒径的暂堵剂组成，三种粒径分别为20/60目、1-3mm和3-5mm；20/60目、1-3mm和3-5mm的用量比为1:1-2:1-2。
3.根据权利要求2所述的一种三维井带渗流暂堵体积压裂方法，其特征在于，所述纤维丝与20/60目暂堵剂的用量比为1:1-2。
4.根据权利要求1所述的一种三维井带渗流暂堵体积压裂方法，其特征在于，步骤S1中，以变排量的方式向地层中注入高粘液，利用高粘液的高粘特性，压开地层，形成主裂缝。
5.根据权利要求1所述的一种三维井带渗流暂堵体积压裂方法，其特征在于，缝内渗流转向的具体实施步骤为：
A1、扩缝支撑后，先用低粘液顶替一个井筒容积，把井筒中的支撑剂全部顶替进入地层；
B1、降低排量至2m3/min，用低粘液按5％砂比开始加入30/50目陶粒，在砂比稳定之后按照投加顺序投加缝内暂堵转向剂和纤维丝；
C1、在缝内暂堵转向剂和纤维丝完全通过压裂泵车的泵头之后，提高排量至设计稳定排量的三分之二排量，用低粘液顶替缝内暂堵转向剂和纤维丝进入地层。
6.根据权利要求1所述的一种三维井带渗流暂堵体积压裂方法，其特征在于，层间渗流转层的具体实施步骤为：
A2、扩缝支撑后，先用低粘液顶替一个井筒容积，把井筒中的支撑剂全部顶替进入地层；
B2、按照投加顺序投加暂堵球、层间暂堵转向剂和纤维丝，用低粘液携带暂堵球、层间暂堵转向剂和纤维丝进入地层；
C2、在暂堵球、层间暂堵转向剂和纤维丝完全通过压裂泵车的泵头之后，提高排量至设计稳定排量的三分之二排量，用低粘液顶替暂堵球、层间暂堵转向剂和纤维丝进入地层。
7.根据权利要求1所述的一种三维井带渗流暂堵体积压裂方法，其特征在于，步骤S2中，前置液低粘液造缝为利用大排量交替注入低粘液和前置液段塞，其中，前置液段塞采用70/100目低砂比小粒径陶粒；扩缝支撑为造缝后的地层中注入携砂液进行支撑；携砂液中粘液携带30/50目陶粒。
8.根据权利要求1所述的一种三维井带渗流暂堵体积压裂方法，其特征在于，步骤S3中，层间渗流转层之前进行的前置液中粘液造缝为提高排量至设计稳定排量，用中粘液向地层中交替注入前置液段塞和前置液，使在上一次缝内渗流转向产生的分支微裂缝的基础上，扩展微裂缝的规模和尺度，以及提高微裂缝的复杂程度，形成由不同尺度和级别的微裂缝网络系统构成的以井眼为中心的带状渗流体。
9.根据权利要求1所述的一种三维井带渗流暂堵体积压裂方法，其特征在于，步骤S3中，缝内渗流转向之前进行的前置液中粘液造缝为提高排量至设计稳定排量，用中粘液向地层中交替注入前置液段塞和前置液，使在上一次层间渗流转层中新压开的射孔簇的基础上进行造缝，形成具有一定规模和尺度的人工裂缝系统。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种三维井带渗流暂堵体积压裂方法，其特征在于，步骤S3中，层间渗流转层和缝内渗流转向的交替次数大于等于2次。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220712 |
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