增加页岩气压裂裂缝复杂性的方法技术

提出了一种增加页岩气压裂裂缝复杂性的方法，包括：随地层脆性指数提高，降低压裂液的粘度；根据天然裂缝的缝长及缝宽延伸的范围，控制加砂时机；以及增加压裂液粘度、液量、排量及施工砂液比中的一者或多者，以促使主裂缝多次转向。该方法能够增大压裂裂缝体积，提高分段压裂的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油开采领域，更具体地，涉及一种增加页岩气压裂裂缝复杂性的方法。
技术介绍
页岩气是近年来潜力巨大的非常规天然气资源，并已成为世界油气勘探开发的热门领域。页岩气藏富含有机质，是典型的自生自储型气藏。与常规天然气藏相比，其中的天然气以游离气和吸附气为主赋存、原位饱和富集于页岩储集系统的微纳米级孔－缝、矿物颗粒表面，具有无明显气水界面、大面积连续成藏、低孔、低渗等特征，一般无自然产能，必须通过压裂工程才能形成工业生产能力。压裂技术是页岩气开发的一项关键的技术，常用的有水平井多级压裂技术、大型滑溜水分段压裂技术、重复压裂技术、清水压裂技术、水力喷射压裂技术以及同步压裂技术。与常规油气储层压裂技术不同的是页岩气储层压裂需要人工创造有足够大的裂缝体积来改善地层连通性和增加单井泄气体积，其无论是在用液规模、加砂量，还是在施工参数(施工排量、压力等)等方面都远超过常规油气层压裂设计。由此，页岩气储层压裂形成地层网络裂缝为最终改造目的和施工效果好坏的评价标准之一。对于缝网压裂形成的机理，目前有多种观点。Olsen认为有四个方面的因素对形成网络裂缝有利，即正交区域张性裂缝；水平应力及各向异性弱；泊松比小；基质渗透率极低。即使在页岩气压裂技术较为成熟和开发颇具规模性的北美地区，页岩气井压裂施工后形成网络裂缝的几率也是很低的。近几年，我国的页岩气开发规模在不断扩大，页岩气压裂技术水平也有了大幅度的提高，但是通过对已压裂井进行压后的评估和裂缝监测，形成网络裂缝的概率也是很小的。在现有的技术状况下，为了达到更好的压裂施工效果，应最大程度的增加压裂裂缝的复杂性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种增加页岩气井压裂裂缝复杂性的有效方法，能够增大压裂裂缝体积，提高分段压裂的效果。根据本公开的一方面，提出了一种增加页岩气压裂裂缝复杂性的方法，包括：随地层脆性指数提高，降低压裂液的粘度；根据天然裂缝的缝长及缝宽延伸的范围，控制加砂时机；以及增加压裂液粘度、液量、排量及施工砂液比中的一者或多者，以促使主裂缝多次转向。在一个示例中，所述压裂液为滑溜水和胶液其中之一；以及随地层脆性指数提高，降低压裂液的粘度包括：如果地层如脆性指数在60％以上，则选择粘度为1-2mPa.s的滑溜水，如果地层脆性指数低于40％，则选择粘度为30-40mPa.s的胶液。在一个示例中，根据天然裂缝的缝长及缝宽延伸的范围，控制加砂时机包括：在缝长达到10-20m、缝宽达到2-3mm时开始加砂。在一个示例中，增加压裂液粘度、液量、排量及施工砂液比中的一者或多者包括：估计裂缝净压力与上述压裂液粘度、液量、排量及施工砂液比之间的敏感性，以选择增加压裂液粘度、液量、排量及施工砂液比中对裂缝净压力的影响较大的一者或多者。在一个示例中，该方法进一步包括：在压裂液中加入添加剂，以强迫裂缝转向。在一个示例中，所述添加剂为不同粒径分布可溶性固体颗粒和纤维的混合体。在一个示例中，所述添加剂为缝内暂堵剂。在一个示例中，在主缝长达到预期的设计要求时，加入第一批添加剂。在一个示例中，等上一批添加剂形成的暂堵出现效果并且新转向的裂缝延伸一段时间后，再注入后一批添加剂。在一个示例中，相对于第一批添加剂，后续的添加剂逐渐加大粒径。本专利技术各方面可使得使得天然裂缝延伸的更长些，更宽些，让主力缝的转向次数更多，并且在纵向上，尽可能多地压开所有的层理缝/纹理缝，并让其分别最大限度地获得延伸。由此，可在纵横向上最大限度地提高三维裂缝的改造体积，实现压裂效果的最大化，提高裂缝的复杂性。附图说明通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了根据本专利技术实施例的一种增加页岩气压裂裂缝复杂性的方法的流程图。图2示出了根据本专利技术应用示例的A井和B井压裂施工曲线图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。专利技术人认识到，要提高裂缝的复杂性指数，关键是让天然裂缝延伸的更长些，更宽些。如有可能，让主力缝的转向次数再更多些。在纵向上，尽可能多地压开所有的层理缝/纹理缝，并让其分别最大限度地获得延伸。由此，可在纵横向上最大限度地提高三维裂缝的改造体积，实现压裂效果的最大化。基于这样的原理，图1示出了根据本专利技术实施例的一种增加页岩气压裂裂缝复杂性的方法的流程图，包括：步骤101，随地层脆性指数提高，降低压裂液的粘度；步骤102，根据天然裂缝的缝长及缝宽延伸的范围，控制加砂时机；以及步骤103，增加压裂液粘度、液量、排量及施工砂液比中的一者或多者，以促使主裂缝多次转向。本实施例的方法可用于页岩气压裂施工中，本实施例通过随地层脆性指数提高，降低压裂液的粘度，使压裂液进可能多地沟通裂缝的末梢处，促使天然裂缝尽可能长地延伸，并且，本实施例通过根据天然裂缝的缝长及缝宽延伸的范围，控制加砂时机，避免加砂过早造成早期砂堵或加砂过晚起不到打磨和降滤作用，从而进一步促使天然裂缝尽可能长地延伸。此外，本实施例通过调节压裂液粘度、液量、排量及施工砂液比中的一者或多者，最大限度地提高主裂缝的净压力，以促使主裂缝多次转向。通过这些步骤，本实施例使得天然裂缝延伸的更长些，更宽些，让主力缝的转向次数更多，并且在纵向上，尽可能多地压开所有的层理缝/纹理缝，并让其分别最大限度地获得延伸。由此，可在纵横向上最大限度地提高三维裂缝的改造体积，实现压裂效果的最大化，提高裂缝的复杂性。以下为便于理解，描述本实施例的一些具体示例，本领域技术人员应理解，这些示例仅为了让本领域技术人员更好的理解本专利技术实施例，而非意在以任何方式限制本专利技术。随地层脆性指数提高，降低压裂液的粘度该步骤是基于这样的原理，地层脆性非常发育，则容易形成复杂的网络裂缝，裂缝宽度相对较窄，此时可注入低粘度的压裂液，例如低粘度滑溜水，因各个裂缝系统很窄，低粘度压裂液更容易进入和沟通延伸各支缝与微缝系统，使压裂液进可能多地沟通裂缝的末梢处，促使天然裂缝尽可能长地延伸。反之，如果地层脆性较差，则复杂裂缝难以形成，一般只能形成单一的主裂缝，此时要用适当高的粘度，例如采用比滑溜水粘度更高的胶液，目的是保证携砂和不过早沉降缝底，影响裂缝的有效支撑体积。在一个示例中，以滑溜水和胶液作为压裂液为例，如果地层脆性指数高，例如在60％以上，则可以选择1-2mPa.s的低粘度滑溜水。因为这样的地层缝隙较窄，低粘度滑溜水携带的低砂液比支撑剂(一般1-8％)也不容易沉降，此时缝壁的凸凹度影响最大，会阻止支撑剂的快速沉降，不会影响裂缝的有效支撑体积。随着地层脆性指数下降，即地层脆性变差，可提高滑溜水粘度。如果地层脆性指数进一步下降，例如低于40％，则复杂裂缝难以形成，一般只能形成单一的主裂缝，此时可以选用粘度比滑溜水更高的压裂液，例如粘度为30-40mPa.s的胶液。基于上述方案，可以以滑溜水与胶液交替注本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增加页岩气压裂裂缝复杂性的方法，包括：随地层脆性指数提高，降低压裂液的粘度；根据天然裂缝的缝长及缝宽延伸的范围，控制加砂时机；以及增加压裂液粘度、液量、排量及施工砂液比中的一者或多者，以促使主裂缝多次转向。

【技术特征摘要】
1.一种增加页岩气压裂裂缝复杂性的方法，包括：随地层脆性指数提高，降低压裂液的粘度；根据天然裂缝的缝长及缝宽延伸的范围，控制加砂时机；以及增加压裂液粘度、液量、排量及施工砂液比中的一者或多者，以促使主裂缝多次转向。2.根据权利要求1所述的增加页岩气压裂裂缝复杂性的方法，其中，所述压裂液为滑溜水和胶液其中之一；以及其中，随地层脆性指数提高，降低压裂液的粘度包括：如果地层如脆性指数在60％以上，则选择粘度为1-2mPa.s的滑溜水，如果地层脆性指数低于40％，则选择粘度为30-40mPa.s的胶液。3.根据权利要求1所述的增加页岩气压裂裂缝复杂性的方法，其中，根据天然裂缝的缝长及缝宽延伸的范围，控制加砂时机包括：在缝长达到10-20m、缝宽达到2-3mm时开始加砂。4.根据权利要求1所述的增加页岩气压裂裂缝复杂性的方法，其中，增加压裂液粘度、液量、排量及施工砂液比中的一者或多者包括：估计裂缝净压力与...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋廷学，苏瑗，卞晓冰，卫然，贾长贵，
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