一种常压页岩气藏储层的压裂方法技术

技术编号:19707900 阅读:20 留言:0更新日期:2018-12-08 16:33
本发明专利技术提供了一种常压页岩气藏储层的压裂方法,包括以下步骤:步骤一、获取储层评价参数;步骤二、确定压裂施工参数,其中包括确定压裂液黏度、排量、用量以及支撑剂粒径和用量;步骤三、压裂施工;其中,步骤三中采用螺旋段塞式混合粒径加砂方式对储层进行逐段压裂施工。本发明专利技术提供的压裂方法可有效提高常压页岩气藏裂缝的复杂性指数,进而提高常压页岩储层的压裂改造效果。

【技术实现步骤摘要】
一种常压页岩气藏储层的压裂方法
本专利技术涉及一种常压页岩气藏储层的压裂方法,属于石油开采领域。
技术介绍
常压页岩气藏是指地层压力系数小于1.1的页岩气藏,在我国该类气藏资源量巨大。由于地层压力系数较低,加之固有的一些特性,高压页岩地层压裂施工技术并不适合套用于常压页岩气藏压裂施工中。例如,常压页岩气藏中不同尺度的微裂隙及层理/纹理缝普遍较窄,在压裂施工过程中如果套用高压页岩地层压裂施工技术模式及工艺参数,大量的小尺度裂隙系统得不到有效充填和支撑,导致裂缝的复杂程度及压后稳产效果变差。与高压页岩储层相比,常压页岩储层压裂施工过程液体滤失量增加,使得压裂主裂缝净压力难以建立及维持。净压力降低导致张开的小尺度分支缝及微裂隙的比例降低,主裂缝难以实现转向。同时,由于常压页岩储层的储层-隔层应力差比高压页岩气藏大,会导致裂缝缝高延伸程度更低。因此,在同样的压裂施工参数(支撑剂量、液量、排量等)条件下,常压页岩气藏的裂缝复杂性及改造体积要低于高压页岩气藏。此外,高压页岩储层提升主裂缝净压力工艺措施对常压页岩储层不适用,特别是在脆性指数相对较高的地层,采用大排量、大液量等常规措施,不能有效提升净压力。由于脆性地层的岩石断裂韧性较小,提高注入液量和排量,会导致裂缝在缝长方向快速增加,此时净压力可能会不升反降。到目前为止,我国在常压页岩气藏开发上一直没有获得真正意义上的突破,产量一直维持在在1-3万方/天左右,且稳产能力较弱,而钻井及开发成本居高不下,严重制约了常压页岩气藏的商业性开发进程。因此,有必要针对常压页岩气藏提出一种新的压裂方法,以提高常压页岩储层的开发和改造效果。
技术实现思路
针对常压页岩气藏的开发现状和存在的问题,本专利技术旨在提供一种常压页岩气藏压裂方法,以有效提高裂缝复杂性指数,进而提高常压页岩储层的开发和改造效果。根据本专利技术提供的常压页岩气藏储层的压裂方法,包括以下步骤:步骤一、获取储层评价参数;步骤二、确定压裂施工参数,其中包括确定压裂液黏度、排量、用量以及支撑剂粒径和用量;步骤三、压裂施工;其中,步骤三中采用螺旋段塞式混合粒径加砂方式对储层进行逐段压裂施工。所述螺旋段塞式混合粒径加砂方式是指采用混合粒径的支撑剂,将段塞式加砂方式和螺旋式加砂方式结合进行加砂施工。段塞式加砂是目前页岩气藏压裂常用的加砂模式;而螺旋式加砂是指采用连续的加砂模式,升高砂液比一定幅度后又自动降低砂液比,降低到一定程度后再次提高砂液比。本专利技术采用螺旋段塞式混合粒径加砂方式,将螺旋加砂与段塞式加砂结合起来发挥其各自优势,实现非均匀加砂,提高裂缝导流能力,并用来探索临界砂液比(超过该临界砂液比后压力快速上升,可能引发砂堵),以便对压裂施工的安全性进行监控。在本专利技术的一些具体实施方案中,在步骤三中,每一级段塞的砂液比由初始砂液比逐渐升高至最高砂液比后,逐渐降低至最低砂液比,然后又逐渐升高至最高砂液比,依次类推,直至完成一级段塞的压裂注入;其中,所述最高砂液比是初始砂液比的3-5倍,所述最低砂液比是初始砂液比的1-2倍。其中,初始砂液比是指各个段塞注入的起始砂液比,可由本领域普通技术人员根据具体情况通过例如模拟来确定。在此具体实施方案中,既保证压裂施工的安全性,又实现了非均匀加砂,能显著提高裂缝导流能力。根据本专利技术提供的压裂方法,步骤三中采用混合粒径支撑剂,可以采用两种或三种或更多种粒径的支撑剂混合注入。在一些优选的实施方案中,采用两种粒径的支撑剂,其中小粒径支撑剂的用量为总的支撑剂用量的10-30体积%,较大粒径支撑剂的用量为总的支撑剂用量的70-90体积%。在另一实施方案中,使用三种粒径的支撑剂,分别为大、中、小粒径的支撑剂,其中小粒径支撑剂的用量为总的支撑剂用量的10-20体积%,中粒径支撑剂的用量为总的支撑剂用量的60-80体积%,大粒径支撑剂的用量为总的支撑剂用量的10-20体积%。其中,支撑剂的总的用量可通过模拟来确定。在压裂施工过程中,由于排量、黏度及施工砂液比等参数的变化,在施工的不同阶段,可能同时存在不同尺度的造缝空间,本专利技术方法使用混合粒径加砂可有助于充分提高造缝效果。小粒径支撑剂在每个混注阶段所占比例都不能太高,以免小粒径支撑剂填充到大粒径支撑剂之间孔隙中,导致导流能力降低。根据本专利技术的一些优选实施方案,在步骤三的压裂施工过程中,若施工压力降幅大于10MPa,例如降幅为10-12MPa,则提高压裂液排量,使施工压力维持在降低之前的压力水平。施工压力降幅大于10MPa是指在一个加砂替砂阶段施工压力从某个时刻开始出现下降,直至比前述时刻的压力低10MPa以上,即绝对降幅在10MPa以上。例如,可以在观察到施工压裂下降10MPa时,提高压裂液排量,或者例如,在施工压裂下降11MPa时,提高压裂液排量。应理解,在达到这个降幅的过程中,施工压力可能存在多次小幅度的上涨,但均未上涨至开始下降时刻的压力。在这些优选实施方案中,采用了限压不限排量策略,即基于施工压力变化情况进行排量调整,一旦施工压力发生较大幅度降低,压力降幅大于10MPa,就采取提高排量的措施,使施工压力比降低之前的压力水平高0-2MPa,例如与降低前的压力水平持平,或者高出1-2MPa。通过这种方式,可以最大限度增加主裂缝净压力。根据本专利技术的一些优选实施方案,在步骤三的压裂施工过程中,向储层中间歇性地注入泡沫压裂液;优选所述泡沫压裂液通过在压裂液中加入起泡剂和惰性气体制成;更优选所述泡沫压裂液包含40-80体积%,优选50-70体积%的气泡(一般指在使用条件下进行测定的气泡体积含量)。所述泡沫压裂液是以气相为内相、液相为外相的压裂液体系。在一个具体实施方式中,所述泡沫压裂液通过在压裂液中加入起泡剂,然后冲入氮气来获得。其中,所使用的压裂液可以选自常规使用的压裂液,优选为本专利技术方法中加砂阶段使用的压裂液。所述起泡剂也没有特殊限定,可以使惰性气体、如氮气在压裂液中产生泡沫的常规起泡剂均可适用。混注泡沫压裂液可以增强贾敏效应,使得主裂缝内的净压力升高,进而提高裂缝的复杂性甚至可能导致裂缝发生转向。根据本专利技术的一些优选实施方案,在步骤三的压裂施工过程中,在注入支撑剂时,停止注入泡沫压裂液,在不注入支撑剂时,注入泡沫压裂液;优选泡沫压裂液的注入排量为压裂液的最高注入排量的30-45%。在此,压裂液的最高注入排量是指在压裂过程中注入的压裂液的最高排量。不混注泡沫压裂液时,可利用低黏度的滑溜水最大限度地沟通和延伸小尺度的微裂隙系统;混注泡沫压裂液可以增加滑溜水及胶液的混合黏度,有利于增加主裂缝净压力。根据本专利技术的压裂方法,包括步骤一中对储层的评价,除了一些常规评价项目以外,主要包括获取微裂隙系统(天然裂缝及层理缝)的评价参数,即对小尺度微裂隙系统(包括高角度天然裂缝及水平方向的层理缝(纹理缝))的压前精细评价,尤其是精细评估常压页岩地层的微观孔隙结构参数,特别是微裂缝及水平层理缝(纹理缝)的特征参数,以及对不同尺度的微裂隙的比例及分布进行评价。具体地,步骤一中,所述储层评价参数包括储层的岩性参数、物性(包括孔隙性和渗透性)参数、岩石力学参数、地应力、温度和压力等,以及微裂缝的开度、形态、密度和产状(裂缝的走向、倾向和倾角)等。储层的常规评价手段可采取测井、录井、本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种常压页岩气藏储层的压裂方法,包括以下步骤:步骤一、获取储层评价参数;步骤二、确定压裂施工参数;步骤三、压裂施工;其中,步骤三中采用螺旋段塞式混合粒径加砂方式对储层进行逐段压裂施工。

【技术特征摘要】
1.一种常压页岩气藏储层的压裂方法,包括以下步骤:步骤一、获取储层评价参数;步骤二、确定压裂施工参数;步骤三、压裂施工;其中,步骤三中采用螺旋段塞式混合粒径加砂方式对储层进行逐段压裂施工。2.根据权利要求1所述的压裂方法,其特征在于,在步骤三中,每一级段塞的砂液比由初始砂液比逐渐升高至最高砂液比后,逐渐降低至最低砂液比,然后又逐渐升高至最高砂液比,依次类推,直至完成一级段塞的压裂注入;其中,所述最高砂液比是初始砂液比的3-5倍,所述最低砂液比是初始砂液比的1-2倍。3.根据权利要求1或2所述的压裂方法,其特征在于,在步骤三的压裂施工过程中,若施工压力降幅大于10MPa,则提高压裂液排量,使施工压力比降低之前的压力水平高0-2MPa。4.根据权利要求1-3中任一项所述的压裂方法,其特征在于,在步骤三的压裂施工过程中,向储层中间歇性地注入泡沫压裂液;优选所述泡沫压裂液通过在压裂液中加入起泡剂和惰性气体制成,更优选所述泡沫压裂液包含50-70体积%的气泡。5.根据权利要求4所述的压裂方法,其特征在于,在步骤三的压裂施工过程中,在注入支撑剂时,停止注入泡沫压裂液,在不注入支撑剂时,注入泡沫压裂液;优选泡沫压裂液的注入排量为压裂液的最高注入排量的30-45%。6.根据权利要求1-5中任一项所述的压裂方法,其特征在于,步骤一中,所述储层评价参数包括储层的岩性参数、物性参数、岩石力学参数、地应力、温...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒋廷学肖博路保平卞晓冰王海涛刘红磊侯磊
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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