一种深层页岩气藏增产方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种深层页岩气藏增产方法，包括以下步骤：(1)对地层进行可压性及地应力评价；(2)确定簇射孔参数，所述射孔方式为周向射孔模式；(3)确定裂缝参数及施工参数后，对目的层页岩进行压裂；(4)前置酸压处理，包括使用高黏酸进行酸压以及使用低黏酸进行闭合酸化处理；(5)注入含有支撑剂的滑溜水，所述砂液比从1％逐渐提高到20％；(6)注入含有支撑剂的高黏度胶液，所述砂液比从5％逐渐提高到23％。使用所述方法改造深层页岩气井，可以提高深层页岩气藏的生产潜力。

A method for increasing production of deep shale gas reservoir and its application

The invention relates to a deep shale gas production method, which comprises the following steps: (1) the formation of compressibility and stress evaluation; (2) to determine the cluster perforation parameters, the perforation for circumferential perforation mode; (3) to determine the parameters and construction parameters of fractures after fracturing of shale; (4) lead acid fracturing treatment, including the use of high viscosity acid by acid fracturing and using low viscosity acid closed acidizing treatment; (5) injected with proppant slippery water, the sand fluid ratio increased from 1% to 20%; (6) injection of high viscosity glue containing proppant. The sand fluid ratio gradually increased from 5% to 23%. Using the method to transform deep shale gas well can improve the potential productivity of deep shale gas reservoir.

【技术实现步骤摘要】
一种深层页岩气藏增产方法及其应用
本专利技术涉及一种页岩气藏增产方法，更具体地涉及一种深层页岩气藏增产方法。
技术介绍
目前，深层页岩气水平井体积压裂技术已进行了一些有益的探索，主要采用了多段少簇、优化酸配方降低破裂压力、增加高黏度胶液的比例及小粒径支撑剂比例等技术对策，在丁山、南川及涪陵外围等区块，取得了一些效果，但仍存在着压后产量低、产量递减快等局限性。从技术角度而言，深层页岩气压裂主要存在以下问题：1)岩石塑性特征加强，裂缝起裂与延伸更为困难；2)岩石塑性导致诱导应力作用减弱，通过多簇裂缝增加诱导应力干扰形成复杂缝的难度增加。3)井筒摩阻增加，井口压力高，施工排量受限，裂缝造缝宽度小，加砂量及施工砂液比难以提升；4)水平主应力差随储层深度增加而增加，对主裂缝转向的临界净压力要求提高，裂缝复杂性程度大为降低；5)地层闭合应力增加，在同样施工设备及施工参数条件下，主裂缝净压力低，难以实现复杂裂缝形态；6)地层闭合应力增加，裂缝导流能力递减快，压裂有效期大为缩短；7)簇射孔一般采用螺旋式方式，每个孔眼单孔独立起裂与延伸，簇内多裂缝起裂严重影响了裂缝的造缝尺度和后续的支撑剂加入，易引起施工压力高、加砂量少、施工砂液比低等不利局面。因此，亟需提出一种针对深层页岩气的压裂新技术，以解决上述不足，从而大幅度提高深层页岩气的压裂效果及有效期。
技术实现思路
根据现有技术中的不足，本专利技术提供了一种深层页岩气藏增产方法，使用所述方法有效地改造了深层页岩气裂缝体积，解决了深层页岩气施工破裂压力高、加砂量少及砂液比低的问题，显著提高了深层页岩气井产量。根据本专利技术，提供了一种深层页岩气藏增产方法，包括以下步骤：(1)对地层进行可压性及地应力评价；(2)在射孔方式为周向射孔模式下，确定簇射孔参数；(3)确定裂缝参数及施工参数后，对目的层页岩进行压裂；(4)前置酸压处理，包括使用高黏酸进行酸压以及使用低黏酸进行闭合酸化处理；(5)注入含支撑剂的滑溜水，其砂液比从1％逐渐提高到20％；(6)注入含支撑剂的高黏度胶液，其砂液比从5％逐渐提高到23％，优选从16％逐渐提高到18％。根据本专利技术，所述深层页岩气藏为垂深大于3000米的页岩气藏，本专利技术适用于垂深大于3000米的页岩气藏，特别适用于垂深大于3500米的页岩气藏。根据本专利技术，所述对地层进行可压性及地应力评价，包括对地质甜点与工程甜点的评价，都可以采用本领域中常用的方法，例如根据全烃显示曲线、测井曲线以及固井质量，综合优选含气量高、脆性好、固井质量优的位置作为页岩甜点，在满足利于形成及强化裂缝的情况下进行后续步骤，具体参数例如水平应力差异系数满足小于0.25。需要注意的是，岩石力学参数的测试需模拟储层温度及压力条件，此时岩石的塑性特征会明显增强，测试结果对后续压裂施工参数的设计具有指导性。另一方面，对于地应力的求取，最好根据岩心测试结果，通过邻井压裂后获得的实际地应力进行对比校核。由此校核得到的两向水平应力差，对判断能否产生复杂裂缝具有十分重要的意义。根据本专利技术，将现有技术的螺旋式射孔方式变为水平井筒周向射孔方式。螺旋式射孔的结果是每个孔眼单独起裂和延伸，极大分散了压裂液的流入量，即使有的孔眼后期不进液了，主裂缝也会因孔眼数量少而增加进缝阻力；而在水平井筒进行周向射孔，则所有的孔眼进液都在一个裂缝内，便于压裂液集中进液起裂和延伸裂缝。而且一簇内只有一个裂缝起裂和延伸。根据本专利技术，所述周向射孔为等间距分布，通过式1计算每周最大射孔数量：式1中，Nmax为每周最大射孔数量；L为套管周长，mm；d为射孔孔眼直径，mm。所述套管可以使用本领域中常用的套管，例如5.5英寸套管，所述每周射孔数量优选在16孔以上，所述孔眼摩阻可以使用本领域中常用的计算方法计算，例如如下式2计算：式2中，Δppf为孔眼摩阻，MPa；Q为泵排量，m3/min；ρs为压裂液密度，kg/m3；N为孔数；d为射孔孔眼直径，mm；Cp为排出系数。在本专利技术中所述ρs为最大施工排量时所用液体体系密度。根据本专利技术，以往深层压裂由于采用螺旋式射孔方式，一般以每段2-3簇射孔为宜。由于改变了射孔方式，裂缝的扩展及延伸较先前的2-3簇螺旋式射孔的要充分得多，根据本专利技术的一个具体实施例，每段簇数为2-4簇，优选为3或4簇。根据本专利技术，确定及优化裂缝参数及施工参数可以采用本领域中常用的方法及软件，例如通过Schlumberger公司的ECLIPSE软件进行不同主缝长和导流能力的优化，通过MeyerAssocs公司的MEYER裂缝扩展模拟软件进行施工参数的优化。根据本专利技术，关于对深层页岩进行压裂，可以选用本领域中常用的压裂液体系进行处理，包括预处理酸、滑溜水及高黏度胶液，值得注意的是尽量在近井裂缝弯曲处进行酸岩刻蚀反应，增加近井裂缝造缝宽度，减少近井裂缝弯曲摩阻，防止早期砂堵的出现。此外，根据目的层的岩石矿物特征选择不同的浓度及配方的酸溶液，例如使用按照15-20％HCl+1.5-3％HF配比的土酸，对于酸的用量，是根据酸进地层后施工压力的变化情况，如施工压力一直下降，说明酸量有继续加大的必要性；如酸进地层后，很快施工压力基本无变化了，则应以不变化的时间节点，反算已进入地层的酸量，根据本专利技术的一个具体实施例，所述使用酸量为10-20m3。根据本专利技术，所述压裂中采用的滑溜水要求较低的降阻率和黏度，最大限度地降低井口施工压力，提高压裂施工排量并且提高其沟通更微细裂缝的能力，例如使用的滑溜水体系的降阻率在75-80％，黏度在1-2mPa·s。根据本专利技术，所述压裂中滑溜水与高黏度胶液的比例按照体积平衡原理，根据步骤(3)中模拟优化的主裂缝长度、高度及宽度数据，计算主裂缝的体积。在此基础上，考虑到微裂缝张开等因素，可富余20-30％的量。其余则为滑溜水的用量。另外，在120-145℃的温度下，高黏度胶液在剪切速率为170S-1下剪切2小时的黏度在40mPa·s以上。根据本专利技术，关于前置酸压处理，由于页岩成分的原因，通常并不使用酸压进行处理，但在深层页岩中，传统压裂方法已经难以形成复杂裂缝，需要使用符合深层地层环境的酸液对难以形成复杂裂缝的部分进行刻蚀处理，尽可能形成裂缝通道。通过先使用高黏度酸，提高造缝高度及主裂缝形成的概率，之后进行低黏度酸液闭合酸化的处理方式，增加低黏度酸液沟通延伸微裂缝的概率。根据本专利技术的一个具体实施例，所述高黏度酸在120-145℃的温度下，在剪切速率为170S-1下剪切2小时的黏度在45mPa·s以上，所述低黏酸在120-145℃的温度下，其在剪切速率为170S-1下剪切2小时的黏度为1-5mPa·s。根据本专利技术，在使用高黏酸造缝及形成主裂缝之前，可以采用本领域中常用的模拟软件对形成过程先进行模拟及参数调优，例如采用NSITechnologies公司的STIMPLAN、Schlumberger公司的ECLIPSE以及MeyerAssocs公司的MEYER软件进行模拟及参数优化，使得在实际施工中得到的主裂缝长是所述方法步骤(3)中模拟优化的最优缝长的50％以上，主裂缝高度是所述方法步骤(3)中模拟优化的主裂缝高度的40％以上，以保证最终裂缝的绝大部分面积内都能形成酸蚀支裂缝，以最大限度地提高裂缝的复杂性。根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深层页岩气藏增产方法，包括以下步骤：(1)对地层进行可压性及地应力评价；(2)在射孔方式为周向射孔模式下，确定簇射孔参数；(3)确定裂缝参数及施工参数后，对目的层页岩进行压裂；(4)前置酸压处理，包括使用高黏酸进行酸压以及使用低黏酸进行闭合酸化处理；(5)注入含支撑剂的滑溜水，其砂液比从1％逐渐提高到20％；(6)注入含支撑剂的高黏度胶液，其砂液比从5％逐渐提高到23％，优选从16％逐渐提高到18％。

【技术特征摘要】
1.一种深层页岩气藏增产方法，包括以下步骤：(1)对地层进行可压性及地应力评价；(2)在射孔方式为周向射孔模式下，确定簇射孔参数；(3)确定裂缝参数及施工参数后，对目的层页岩进行压裂；(4)前置酸压处理，包括使用高黏酸进行酸压以及使用低黏酸进行闭合酸化处理；(5)注入含支撑剂的滑溜水，其砂液比从1％逐渐提高到20％；(6)注入含支撑剂的高黏度胶液，其砂液比从5％逐渐提高到23％，优选从16％逐渐提高到18％。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述簇射孔参数包括每周最大射孔数量、单段簇数以及孔眼摩阻，按照式1确定每周最大射孔数量：式1，式1中，Nmax为每周最大射孔数量；L为套管周长，mm；d为射孔孔眼直径，mm，所述单段簇数为2-4簇，优选每周射孔数量在16孔以上，单段簇数为3或4簇。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述高黏酸在120-145℃的温度下，其在剪切速率为170S-1下剪切2小时的黏度在45mPa·s以上。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述低黏酸在120-145℃的温度下，其在剪切速率为170S-1下剪切2小时的黏度为1-5mPa·s。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)的注入顺序按照支撑剂粒径从小到大依次注入，优选按照以下顺序：包含140-210目支撑剂的滑溜水、包含70-140目支撑剂的滑溜水、包含40-70目支撑剂的滑溜水，最后为包含70-140目支撑剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋廷学，曾义金，卞晓冰，贾长贵，王海涛，李双明，卫然，苏瑗，
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