一种常压页岩气筛管完井水力喷射体积压裂方法技术

本发明专利技术公开了一种常压页岩气筛管完井水力喷射体积压裂方法。包括：1)压前页岩关键参数的评价2)水力喷射位置的确定3)裂缝参数的优化4)压裂施工参数优化5)大直径连续油管或3

【技术实现步骤摘要】
一种常压页岩气筛管完井水力喷射体积压裂方法
本专利技术涉及钻井领域，进一步地说，是涉及一种常压页岩气筛管完井水力喷射体积压裂方法。
技术介绍
目前，常压页岩气通常采用套管固井完井方式，利用桥塞、射孔联作的压裂方式进行分段压裂。由于常压页岩气的固有地质特性，对压裂裂缝的复杂性及压裂改造体积提出更高要求，但由于采用套管固井完井方式，井筒与页岩的直接接触面积大幅度降低，每段只有有限的几十个射孔孔眼与页岩地层直接接触，如果压裂裂缝的复杂性程度不够，相邻两个射孔簇间存在大量的未被裂缝沟通的区域，则裂缝的总体改造体积会大幅度降低，导致压后产量达不到经济产量要求，这样会极大地限制常压页岩气井的增产潜力。同时，目前常压页岩气的压裂模式及施工参数仍借鉴高压页岩气藏的压裂方式，采取滑溜水及胶液混合压裂模式。压裂段每段长70m-100m，每段总液量1600m3-1800m3,滑溜水比例约占80-90％，施工排量14m3/min-16m3/min。每段支撑剂总量60m3-80m3，其中，70目-140目支撑剂约10m3-20m3，40目-70目支撑剂45m3-50m3，30目-50目支撑剂5m3-10m3。滑溜水的黏度约9mPa.s-12mPa.s，胶液黏度40mPa.s-50mPa.s。上述压裂模式及参数是针对以涪陵主体背斜构造的高压页岩气藏优化出来的，也是适应的。因为背斜构造属于应力松弛区，各种天然裂隙的张开度较大，上述压裂模式及施工参数所形成的压裂裂缝体积相对较大，因而支撑裂缝体积也相对较大。但对于常压页岩气藏，如中国石化彭水地区常压页岩气藏，大部分处于应力挤压的向斜构造，各种天然裂隙的原始尺度较小，上述9mPa.s-12mPa.s滑溜水沟通与延伸裂缝的概率相对较低，因此，各种粒径的支撑剂进入上述各种裂隙的可能性也小，因而导致最终的有效裂缝改造体积大大降低。因此，亟需改变常压页岩气藏的完井方式和压裂方式，以解决上述技术的局限性。
技术实现思路
现在普遍采用常压页岩气采用水泥固井完井所导致的井筒与页岩的直接接触面积大幅度降低，每段只有有限的几十个射孔孔眼与页岩地层直接接触，压裂裂缝的复杂性程度不够，相邻两个射孔簇间存在大量的未被裂缝沟通的区域，导致的裂缝总体改造体积大幅度降低，导致压后产量达不到经济产量要求。本专利技术针对常压页岩气藏的地址特性及现有的完井方式和压裂方式不能满足常压页岩气藏经济高效开发的要求，本专利技术提供了一种常压页岩气筛管完井水力喷射体积压裂方法的方法，能够保证常压页岩气水平井进行多簇的体积压裂施工，能够大幅度增加常压页岩气压裂裂缝的改造体积，提高常压页岩气开发水平。使得常压页岩气的开发变得经济有效。为非常规页岩气藏，特别是常压页岩气藏的改造提供了新的方法，降低了开发成本，对页岩气的发展具有重要意义。本专利技术的目的是提供一种常压页岩气筛管完井水力喷射体积压裂方法。包括：1)压前页岩关键参数的评价2)水力喷射位置的确定水力喷射的位置选取地质甜点品质好的位置；3)裂缝参数的优化4)压裂施工参数优化5)大直径连续油管或31/2in常规油管喷砂射孔压裂作业大直径连续油管指直径大于或等于2.5in，31/2in常规油管指油管外径即88.9mm；采用两个或多个喷射器串联；6)酸预处理作业7)低黏度滑溜水压裂造缝施工采用黏度1mPa.s-2mPa.s的低黏度滑溜水，以沟通和延伸更多的小微尺度裂缝系统；8)低黏度滑溜水70目-140目支撑剂注入施工9)高黏度胶液加砂压裂施工高黏度胶液的黏度范围是60mPa.s-80mPa.s；10)顶替作业。其中，优选：步骤5)，在下一段压裂前，为了保持有效的封隔效果，上段加砂段的高砂比段施工，应实现接近端部脱砂的效果，使后续的压裂液难以再次进入该段压裂裂缝。步骤5)，每个喷射器安装的喷嘴4个-6个，喷嘴直径6mm-8mm，射孔排量为2m3/min-3m3/min,砂液比为3％-8％，砂量为1m3-2m3，射孔砂的粒径为40目-70目。为了确保两簇射孔都可顺利完成，靠近水平段跟部的二级喷射器喷嘴直径或数量应相对少些，为4个-6个，直径4mm-6mm；靠近水平段趾部的一级喷射器喷嘴直径或数量应相对多些，为6个-8个，直径6mm-8mm。步骤6)，采用稀盐酸或稀土酸，液量10m3-20m3,注酸排量1m3/min-2m3/min,等酸注完后，替酸排量3m3/min-3.5m3/min酸进入孔眼后，再将替酸排量降低1.5m3/min-2m3/min。等酸量进入孔眼50％后，再将替酸排量增加到3m3/min-3.5m3/min。步骤8)长段塞加砂，加砂段分为连续的2个或3个砂液比段，总砂液量为1倍-3倍的井筒容积，砂液比选取(3-5-7)％、(9-11-13)％或(15-17-19)％；压力上升速度接近1MPa/min。步骤8)，如压力上升速度低于1MPa/min，采用连续加砂模式，砂液比可选取比长段塞模式低1％。步骤9)，以连续加砂模式进行施工，砂液比按(21-23-25-27-29-31)％进行。步骤10)顶替量为井筒容积的110％-120％，在顶替的前30％-50％液量采用胶液，以降低水平井筒沉砂效应。本专利技术的总体思路如下：1)将完井方式由套管固井完井改为筛管完井方式。一来筛管可以保证井眼的完整性，便于各种井下作业的顺利进行，二来可以最大限度地增加页岩的裸露面积，可最大限度地增加各种裂缝起裂和延伸的可能性。而以往的套管固井可能正好覆盖了最容易起裂的裂缝位置。2)采用大直径连续油管(如2.5in管径)水力喷射技术进行分段压裂施工。水力喷射可以产生“液力”封隔作用。水力喷射产生的高速水射流，造成喷嘴处的负压作用，可吸引连续油管与套管环空中的压裂液进入射孔腔内，在射孔等速核外进行水力造缝，只要控制好环空中的排量，压裂液就难以进入上一段已压裂的裂缝中。考虑到水力喷射的孔眼为周向排列射孔，与常规的电缆射孔螺旋式布孔方式的不同，每段内采用2簇射孔时，排量4m3/min-5m3/min施工效果即可达到与每段内采用3簇-4簇螺旋式射孔排量14m3/min-16mm3/min的同样的施工效果，即达到同样的裂缝改造强度。如上述大直径连续油管达不到4m3/min以上的排量，可换用直径31/2in常规油管进行施工。但为了真正实现各段裂缝间的有效封隔，采用变化的喷嘴直径或不同的射孔砂液比及射孔砂量等方式。原理在于，先压的段，喷嘴直径小和/或喷砂时间短些，后压段则喷嘴大和/加砂时间长些，目的是确保绝大部分压裂液进入后压段中去。但如上述大直径连续油管达不到喷砂射孔的最低速度要求(一般要求130m/s以上)，可以适当增加射孔时间40％-50％以上，可以弥补喷射速度低的局限性。3)采用低黏度滑溜水，将施工用滑溜水的黏度从原来的9mPa.s-12mPa.s降低到1mPa.s-2mPa.s，低粘度滑溜水可最大限度地增加沟通与延伸各种小微尺度裂缝的几率。4)为了增加支撑剂在各级尺度裂缝中的充满度，更为了最大限度地增加各种尺度裂缝中的净压力，采用更多量的小粒径支撑剂，以及长段塞加砂程序或连续加砂模式。如压力上升速度低于1MPa/min,应提高施工砂液比，直至压力上升速率接近或超过1MPa/min。一旦小微尺度裂缝发生砂堵，则压力上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种常压页岩气筛管完井水力喷射体积压裂方法，其特征在于所述方法包括：1)压前页岩关键参数的评价2)水力喷射位置的确定水力喷射的位置选取地质甜点品质好的位置；3)裂缝参数的优化4)压裂施工参数优化5)大直径连续油管或31/2in常规油管喷砂射孔压裂作业采用两个或多个喷射器串联；6)酸预处理作业7)低黏度滑溜水压裂造缝施工采用黏度1mPa.s‑2mPa.s的低黏度滑溜水，以沟通和延伸更多的小微尺度裂缝系统；8)低黏度滑溜水70目‑140目支撑剂注入施工9)高黏度胶液加砂压裂施工高黏度胶液的黏度范围是60mPa.s‑80mPa.s；10)顶替作业。

【技术特征摘要】
1.一种常压页岩气筛管完井水力喷射体积压裂方法，其特征在于所述方法包括：1)压前页岩关键参数的评价2)水力喷射位置的确定水力喷射的位置选取地质甜点品质好的位置；3)裂缝参数的优化4)压裂施工参数优化5)大直径连续油管或31/2in常规油管喷砂射孔压裂作业采用两个或多个喷射器串联；6)酸预处理作业7)低黏度滑溜水压裂造缝施工采用黏度1mPa.s-2mPa.s的低黏度滑溜水，以沟通和延伸更多的小微尺度裂缝系统；8)低黏度滑溜水70目-140目支撑剂注入施工9)高黏度胶液加砂压裂施工高黏度胶液的黏度范围是60mPa.s-80mPa.s；10)顶替作业。2.如权利要求1所述的常压页岩气筛管完井水力喷射体积压裂方法，其特征在于：步骤5)，在下一段压裂前，为了保持有效的封隔效果，上段加砂段的高砂比段施工，应实现接近端部脱砂的效果，使后续的压裂液难以再次进入该段压裂裂缝。3.如权利要求2所述的常压页岩气筛管完井水力喷射体积压裂方法，其特征在于：步骤5)，每个喷射器安装的喷嘴4个-6个，喷嘴直径6mm-8mm，射孔排量为2m3/min-3m3/min,砂液比为3％-8％，砂量为1m3-2m3，射孔砂的粒径为40目-70目。4.如权利要求3所述的常压页岩气筛管完井水力喷射体积压裂方法，其特征在于：为了确保两簇射孔都可顺利完成，靠近水平段跟部的二级喷射器喷嘴数量为4个-6个，喷嘴直径为4mm-6mm；靠近水平段趾部的一级喷射器喷嘴数量为6个-8个，喷嘴直径为6mm-8mm。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋廷学，李洪春，曾义金，卞晓冰，詹美玲，李奎为，周珺，周林波，刘建坤，
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