一种注酸压裂方法技术

技术编号:17808940 阅读:26 留言:0更新日期:2018-04-28 03:20
本发明专利技术提供了一种注酸压裂方法,所述方法包括在前置液造缝阶段后采用交替注酸模式进行裂缝压裂改造,所述交替注酸模式为在裂缝中交替注入1~5级的段塞,其中每一级段塞由先后注入的酸液和顶替液构成。根据本发明专利技术提供的注酸压裂方法,结合压裂与酸化的技术优势,通过交替注入工艺的优化,最大限度地提高酸液在压裂裂缝体系中的波及范围,提高缝壁岩石的孔隙度及渗透率,扩充延伸微裂缝及分支缝系统,促进了裂缝复杂性程度及改造体积的提升,并提高裂缝系统保持导流能力的持续时间。

【技术实现步骤摘要】
一种注酸压裂方法
本专利技术涉及油气藏水力压裂增产改造
,更具体地涉及一种提高裂缝改造体积的注酸压裂技术,尤其涉及一种适用于页岩及致密砂岩油气储层压裂中提高裂缝改造体积的交替注酸压裂方法。
技术介绍
裂缝改造体积的提高基于储层条件和压裂施工条件的匹配。储层条件包括岩石的脆性、水平应力差、天然裂缝发育程度及与最大水平主应力方向的夹角;压裂施工条件的优化主要是以主裂缝净压力为目标函数,由此优化与裂缝净压力有关的参数,如排量、液量、施工砂液比、射孔簇数等。在目前对裂缝压裂改造的认识和采取的常规方法中,提高裂缝复杂性程度关键是裂缝的净压力应大于两向水平应力差或者天然裂缝与最大水平主应力的夹角小于60°,只要有一个条件满足,可实现提高裂缝复杂性程度及裂缝改造体积的目的。但是,对于目前更多的储层条件,由于天然裂缝发育密度不够或分布有限(无法确保在主裂缝的近井、中井及远井位置都有天然裂缝的分布)、主裂缝净压力超过两向水平应力差幅度太小等原因,致使微裂缝和分支缝开启及延伸范围有限,造成压裂改造中裂缝复杂性程度提高幅度依然很有限。目前现有的裂缝改造方法在提高裂缝改造体积及裂缝复杂性程度方面通常面临以下几方面的技术问题。1)在储层参数评价具有不确定性情况下,裂缝改造施工方法难以选择,效果不理想:压裂目的层的脆性指数、两向水平应力差及天然裂缝特性等的评价,大多基于岩心分析和测井等方法,岩心的代表性及远离井筒的储层参数变化难以判断,进而造成储层天然裂缝的特性更具有一定的不确定性,这给以提高裂缝改造体积及裂缝复杂性程度为目的的压裂工艺设计带来诸多的不确定性。2)裂缝净压力对施工注入参数的敏感性不强:很多情况下,通过调整施工注入参数(如排量、液量、施工砂液比等)来提升裂缝净压力的方式作用并不明显,裂缝净压力提升幅度不大。3)致密砂岩储层由于缝高过度延伸致使体积压裂改造实施较难:页岩储层由于水平层理缝/纹理缝相对发育,对水力缝高的遮挡具有天然的屏蔽作用,在缝高得到有效控制的前提下,低黏度、大液量、高排量压裂思路可促使裂缝在水平方向上得到较好的转向效果;但致密砂岩储层由于水平层理缝/纹理缝相对不发育,若直接参照页岩气体积压裂低黏度、大液量、高排量的思路,可能促使裂缝高度过度失控,从而与预期水平方向的裂缝转向及扩大改造体积的目标南辕北辙,产生截然相反的效果。随着页岩油气及致密油气储层的开发,体积压裂技术已经成为该类储层增产稳产的重要技术,而尽可能的提高压裂改造体积及裂缝复杂程度是体积压裂技术的核心理念及追求目标。目前,在诸多页岩及致密砂岩油气藏的压裂增产中,存在压后初产低、产量递减快、稳产周期短等问题,影响了该类储层的有效开发及储量的有效动用。
技术实现思路
为提高对油气储层、尤其是页岩油气及致密油气储层的压裂改造效果及有效性,本专利技术提出一种提高裂缝改造体积的交替注酸压裂技术。该技术结合压裂与酸化的技术优势,采用多级交替注入的方式注入低黏度酸液与压裂液组成的段塞,最大限度提高酸液在压裂裂缝体系中的波及范围,促进裂缝复杂性程度及改造体积的提升,提高裂缝系统保持导流能力的持续时间,从而实现提高压裂有效改造体积、形成复杂裂缝体系及提高裂缝系统支撑效率的目的。为此,本专利技术提供一种注酸压裂方法,所述方法包括在前置液造缝阶段后采用交替注酸模式进行压裂改造,所述交替注酸模式为在裂缝中交替注入1~5级、优选2~4级段塞,其中每一级交替注入的段塞由先后注入的酸液和顶替液构成。本专利技术的注酸压裂方法采用交替注入的方式,以[酸液+顶替液]为一个交替注入段塞。若为1级交替注入,则第1级交替注入段塞为:[第1级酸液+第1级顶替液];若为多级交替注入段塞,则多级交替注入段塞为:[第1级酸液+第1级顶替液]+[第2级酸液+第2级顶替液]+┈┈[第N级酸液+第N级顶替液],N取1.2.3……。每一级段塞之间的酸液类型、酸液黏度、顶替液类型、顶替液黏度可相同也可不同,可结合酸液的特性、酸岩反应实验结果及裂缝正交模拟优化结果综合考虑。通过采用如上注酸方式,本专利技术实质提供了一种提高裂缝改造体积的注酸压裂方法。根据本专利技术的优选实施方式,交替注入时机为:当前置液造缝长度达到设计总造缝长度的70%以上时,交替注入[酸液+顶替液]段塞。前置液造缝长度及交替注入时机的确定,可基于GOHFER等商业化裂缝模拟软件的模拟结果来确定。根据本专利技术的优选实施方式,在交替注酸模式施工中使用的注酸总强度(酸液总强度)为1~1.2,所述注酸总强度为注酸总体积与压裂裂缝体积之比。按照常规理解,所述压裂裂缝体积一般指酸波及的压裂裂缝的体积,即压裂裂缝波及体积。压裂裂缝波及体积基于压裂软件对裂缝几何参数的综合模拟结果来确定。采用合适的注酸总强度既能够提高渗透率又可以降低岩石强度,有利于裂缝的破裂延伸。根据本专利技术的优选实施方式,每一级段塞的注酸体积在从井口到目的层段井筒的容积±5%的范围内。为方便现场可操作性,优选每一级段塞的注酸体积等于井口到目的层段井筒的容积。根据本专利技术的优选实施方式,每一级段塞中的酸液注入排量为1.0m3/min~1.5m3/min,优选每一级段塞中酸液注入排量恒定。根据本专利技术的优选实施方式,顶替液黏度随着段塞级数增加而增大。即,优选顶替液黏度比上一级段塞的顶替液黏度大。在本专利技术的一个优选实施方式中,第一级段塞的顶替液黏度为10~20mPa.s,第二级段塞的顶替液黏度为30~60mPa.s,第三级段塞的顶替液黏度为100~120mPa.s。该优选实施方式可以具有3级以上段塞,更优选具有3级段塞,每级段塞的顶替液黏度如前所限定。所述顶替液可以选择相应黏度范围的压裂液。根据本专利技术,每一级段塞的酸液可相同或不同。为简化操作,优选每一级段塞使用相同的酸液。从酸化效果的角度,每一级段塞也可以采用不同的酸液。例如,第一级段塞的酸液为盐酸溶液和/或土酸溶液,第二级和第三级段塞的酸液为胶凝酸。根据本专利技术,优选每一级段塞中酸液黏度小于顶替液黏度,更优选所有段塞中最大酸液黏度小于所有段塞中最小顶替液的黏度。根据本专利技术的优选实施方式,顶替液的注入排量随着段塞级数增加而增大。在本专利技术的一个优选实施方式中,对于致密砂岩储层,第一级、第二级和第三级段塞中顶替液的注入排量依次在1.5~2.5m3/min、3.5~4.5m3/min和5.5~6.5m3/min范围。该优选实施方式可以具有3级以上段塞,更优选具有3级段塞,每级段塞的顶替液注入排量范围如前所限定。在一个具体的优选实施方式中,三级注入段塞中每一级顶替液排量可按2m3/min~4m3/min~6m3/min阶梯式增加。在本专利技术的一个优选实施方式中,对于页岩储层,第一级、第二级和第三级段塞中顶替液的注入排量依次在5.5~6.5m3/min、8.5~9.5m3/min和11.5~12.5m3/min范围。该优选实施方式可以具有3级以上段塞,更优选具有3级段塞,每级段塞的顶替液注入排量范围如前所限定。在一个具体的优选实施方式中,三级注入段塞中每一级顶替液排量可按6m3/min~9m3/min~12m3/min阶梯式增加。通过使交替注入的每一级段塞中酸液黏度与顶替液黏度的匹配,和/或采用排量阶梯式渐增的注入模式,依次将酸液推向近井地带、中远井地带,让低黏本文档来自技高网
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一种注酸压裂方法

【技术保护点】
一种注酸压裂方法,所述方法包括在前置液造缝阶段后采用交替注酸模式进行压裂改造,所述交替注酸模式为在裂缝中交替注入1~5级段塞,其中每一级交替注入的段塞由先后注入的酸液和顶替液构成。

【技术特征摘要】
1.一种注酸压裂方法,所述方法包括在前置液造缝阶段后采用交替注酸模式进行压裂改造,所述交替注酸模式为在裂缝中交替注入1~5级段塞,其中每一级交替注入的段塞由先后注入的酸液和顶替液构成。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在交替注酸模式施工中使用的注酸总强度为1~1.2,所述注酸总强度为注酸总体积与压裂裂缝体积之比。3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,每一级段塞的注酸体积在从井口到目的层段井筒的容积±5%的范围内,优选等于从井口到目的层段井筒的容积。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,每一级段塞中的酸液注入排量为1m3/min~1.5m3/min,优选每一级段塞中的酸液注入排量恒定。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于,顶替液黏度随着段塞级数增加而增大;优选每一级段塞中酸液黏度小于顶替液黏度;优选第一级段塞的顶替液黏度为10~20mPa.s,第二级段塞的顶替液黏度为30~60mPa.s,第三级段塞的顶替液黏度为100~120mPa.s。6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,顶替液的注入排量随着段塞级数增加而增大;优选地,对于致密砂岩储层,第一级、第二级和第三级段塞中顶替液的注入排量依次在1.5~2.5m3/min、3.5~4.5m3/min和5.5~6.5m3/min范围;优选地,对于页岩储层,第一级、第二级和第三级段塞中顶替液的注入排量依次在5.5~6.5m3/min、8.5~9.5m3/min和11.5~12.5m3/min范围。7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括在交替注酸模式施工后进行加砂压裂施工,采用压裂液携带混合粒径支撑剂进行加砂的模式;优选所述混合粒径支撑剂为40/70目支撑剂和30/50目支撑剂中的一种或两种与70/140目支撑剂形成的混合支撑剂;更优选所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒋廷学刘建坤刘红磊吴春方卞晓冰贾文峰吴峙颖刘世华
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院
类型:发明
国别省市:北京,11

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