一种分层重复压裂方法技术

本发明专利技术提供了一种分层重复压裂方法，包括以下步骤：获得储层特性参数和初始裂缝特性参数，选择分层重复压裂方式、压裂液和分层重复压裂施工参数；任选地，对初始裂缝进行修复；重复压裂压开新裂缝；平衡顶替。本发明专利技术选择合适的分层重复压裂方式，充分利用初始裂缝及其中的支撑剂，优化重复压裂的工艺参数以实现与储层的最佳匹配并造新缝，并在此基础上，提高每层的压开程度，控制新裂缝的缝高延伸，合理优化与控制裂缝支撑剖面，提高新缝的裂缝复杂性程度及有效改造体积。

【技术实现步骤摘要】
一种分层重复压裂方法
本专利技术涉及油气藏压裂增产改造
，具体涉及一种分层重复压裂方法，尤其是适用于多薄层砂岩油气藏的分层重复压裂方法。
技术介绍
目前，多薄层(薄互层)储层在国内松辽盆地、鄂尔多斯盆地、江汉盆地等地区广泛分布，可采储量较为可观。随着油田勘探开发的深入及诸多油气田产量递减的加剧，多薄层储层已成为国内油气田增储上产及挖潜稳产的主要接替区块。多薄层储层压裂一般需要采用分层压裂技术，如封隔器机械分层、填砂分层、投球分层等压裂手段。分层压裂之后随着产量的逐渐递减，当储层产能低于经济开采极限产量后，绝大多数井为了挖潜增效，都将面临分层重复压裂的问题。然而，目前多薄层分层重复压裂方面面临诸多技术挑战及瓶颈，比起单独的实施分层压裂和单独的实施重复压裂，分层重复压裂将会面临以下几方面的技术难题。首次分层压裂中裂缝支撑剖面不合理。多薄层首次分层压裂中，目前诸多工艺采用了多层封隔器管柱实现分层的压裂方式；这种压裂工艺为了防止在压裂过程中砂卡管柱，往往在顶替阶段采取过顶替的策略，从而导致近井裂缝地带导流能力损失严重，甚至会出现导流能力为接近于零的现象，严重影响了压后产量及递减率，致使油气井的压裂效果过早失效。分层重复压裂方式选择难。在多薄层首次分层压裂中，若未进行缝高监测或采用的压裂工艺无法进行缝高监测(多层封隔器管柱压裂方式由于难以在封隔器内腔下测井仪器，故无法进行井温测井等相关作业)，则压裂裂缝缝高的延伸情况是不确定的。这种情况下，进行此类多薄层的重复压裂，若存在裂缝失控现象，会造成多薄层裂缝在纵向上相互贯通，即使下多层封隔器也难以保证层间的有效封隔，重复压裂过程中易引发层间支撑剂的窜流导致的砂卡管柱情况，给施工作业带来极大的风险。重复压裂的裂缝起裂与延伸规律复杂，主要表现在以下两个方面。(1)重复压裂裂缝延伸主要基于压前复杂应力场(首次压裂裂缝引起的诱导应力场和压后长期生产引起的诱导应力场的叠加应力场)的作用；若两个诱导应力场的叠加未改变或未太多改变原始的应力场，则重复压裂时裂缝会沿着首次压裂的老裂缝继续延伸，尤其是在首次分层压裂中存在裂缝高度失控现象的话，重复压裂要取得理想的预期效果是非常困难的。(2)即使在分层重复压裂中，同时考虑裂缝诱导应力和生产引起的诱导应力的耦合模型，重复压裂时裂缝的起裂和延伸也具有较大的不确定性，也很难保证压后能取得理想的增产效果。目前，国内对于多薄层分层重复压裂方面的相关文献报道较少，也缺少相关成功实施先例。因此，对多薄层类储层的压裂改造方法亟待开发。
技术实现思路
在目前多薄层压裂面临诸多难题的背景下，本专利技术提出一种新的分层重复压裂方法及工艺，尤其适用于多薄层储层，以提高对该类储层的压裂改造效果及有效性。根据本专利技术，提供了一种分层重复压裂方法，包括以下步骤：S1：获得储层特性参数和初始裂缝特性参数，(根据评估结果)选择分层重复压裂方式、压裂液(类型和配方等)、分层重复压裂施工参数；S2：任选地，对初始裂缝进行修复；S3：重复压裂压开新裂缝；和S4：平衡顶替。所谓“初始裂缝”是指在重复压裂前已存在的裂缝，可以是第一次分层压裂形成的裂缝，也可以是已实施过压裂改造的裂缝，因此也可以称为“前一次分层压裂裂缝”或“首次分层压裂裂缝”。步骤S3中的“新裂缝”相对于“初始裂缝”或“老裂缝”而言，即在原有裂缝基础上经过重复压裂后压开的裂缝。根据本专利技术提供的方法，借鉴首次分层压裂的经验教训，在对初始裂缝性能参数的评估基础上，选择新的分层重复压裂方式，优化重复压裂的工艺参数以实现与储层的最佳匹配并造新缝，且根据需要，在重复压裂之前首先对初始裂缝进行修复。首先，对首次分层压裂后进行评估分析，包括对储层特性参数的评价和认识，以及对首次压裂裂缝特性的评估，获得相关参数。在步骤S1中，所述储层特性参数包括有效渗透率、地应力、水平主应力差及天然裂缝发育情况等；所述首次分层压裂裂缝特性包括裂缝形态和裂缝几何等。优选地，所述有效渗透率通过压后产量历史拟合评估方法，在模拟软件例如成熟的压后产量模拟软件ECLIPSE中进行模拟，输入实际施工参数拟合的裂缝尺寸并建立模型模拟，选择与压后实际生产动态吻合的渗透率(即为储层有效渗透率)来获得。优选地，所述地应力由压后停泵时的井底压力减去裂缝净压力获得，或者对压后压力递减曲线进行G函数分析来获得。优选地，所述水平主应力差通过岩心实验测试或测井解释获得最大、最小水平主应力值，进而得出两向水平主应力差来获得。为获得较精确的值，将最小水平主应力通过压裂测试情况进行校核后进行修正，在此基础上，对岩心实验测试或测井解释获得的两向水平应力差进行校核。优选地，所述天然裂缝发育情况从破裂压力曲线、压裂液液性及排量稳定情况下裂缝延伸过程中的压力变化曲线进行判断。若破裂压力不明显，以及在后续压裂施工中压力呈现锯齿状或正弦波式波动，说明储层天然裂缝发育；若施工压力波动幅度较大，说明天然裂缝程度及宽度相对较大；若施工压力波动的频率较快，说明天然裂缝发育密度相对较大。以这些情况为参考，指导对重复压裂方式和压裂施工方式等的选择和优化。根据本专利技术的优选实施方式，所述首次压裂裂缝特性(形态和裂缝几何尺寸)基于实际压裂施工数据，应用裂缝模拟软件GOHFER等进行裂缝拟合分析获得。若通过拟合分析，判断裂缝不是单一裂缝形态，则可采用近似当量裂缝条数的方法，进行多裂缝的净压力拟合确定。然后，选择合适的分层重复压裂方式。目前的分层压裂方式主要有多层封隔器机械式、常规投球式、填砂式、前置液投球式(层间应力差异相对较大)、限流量式(层间应力差异相对较小)等。多层封隔器分压方式存在过顶替现象且难以克服的问题，常规投球分压方式存在支撑剖面无法有效控制的问题，故本申请不推荐采用这两种方式进行分层重复压裂。在本专利技术提供的方法中，分层重复压裂方式选自填砂式、前置液投球式和限流量式中的任意一种。优选地，对于多薄层目的层跨度小于50m的储层，采用前置液投球式或限流量式分层重复压裂方式；对于多薄层目的层跨度大于50m的储层，采用填砂式分层重复压裂方式。具体地，对于多薄层目的层跨度小于50m的储层，若多薄层内单层间应力差异大于2MPa，则采用前置液投球式分层重复压裂方式；若多薄层内单层间应力差异小于2MPa，则采用限流量式分层重复压裂方式。上述对分层重复压裂方式的选择是本专利技术的专利技术人经过长期的施工试验而得以发现，如此选择分层重复压裂方式能够提高压裂效率和施工成功率，提高压后增产效果。对于多薄层目的层跨度大于50m的储层，在填砂前及填砂后，若要进行重复压裂，则采用前置液投球式或限流量式分层重复压裂方式。根据本专利技术，在步骤S1中通常还包括除压裂液外的其他入井液的选择。所述“入井液”是指将注入井内的流体，例如包括预前置液、前置液、压裂液、携砂液等。根据本专利技术，在步骤S2之前，向首次压裂裂缝中注入预前置液进行预处理。即主压裂前注入预前置液，对首次压裂形成的裂缝进行预处理，处理初始裂缝内的未破胶压裂液残渣或溶蚀裂缝壁的孔隙吼道，增大油气向初始裂缝中的渗流能力，从而在一定程度上增加油气产量。对预前置液的优化主要包括以下几个方面。预前置液配方优化，主要考虑首次压裂的压裂液配方及储层岩石的岩矿特征，可为常规的盐酸、土酸和滤饼溶解剂中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分层重复压裂方法，包括以下步骤：S1：获得储层特性参数和初始裂缝特性参数，选择分层重复压裂方式、压裂液和分层重复压裂施工参数；S2：任选地，对初始裂缝进行修复；S3：重复压裂压开新裂缝；和S4：平衡顶替。

【技术特征摘要】
1.一种分层重复压裂方法，包括以下步骤：S1：获得储层特性参数和初始裂缝特性参数，选择分层重复压裂方式、压裂液和分层重复压裂施工参数；S2：任选地，对初始裂缝进行修复；S3：重复压裂压开新裂缝；和S4：平衡顶替。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2的施工过程为：若初始裂缝缝高向上延伸过度，先用1.0～10mPa.s的低黏度压裂液以递增的排量挤注地层，使注入压力高于井口闭合压力临界值，以撑开缝高失控方向的初始裂缝，并使初始裂缝内的支撑剂回流到储层内，在储层内起支撑作用；若初始裂缝缝高向下延伸过度，采用100～120mPa.s的中高黏度压裂液将初始裂缝内的支撑剂携带起来，并采用变排量施工策略，利用变排量产生的涡流效应，将支撑剂向有效储层的中上部运移，通过返排工作加速初始裂缝的闭合，使运移后的支撑剂留在储层内，实现对初始裂缝的支撑。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，若重复压裂前通过裂缝诱导应力场分析，初始裂缝的诱导应力场能够改变原始水平应力差，则在初始裂缝修复过程中提升净压力，然后再使其回落，当实时水平应力差恢复到原始水平应力差±5％范围时进行重复压裂施工；若重复压裂前通过裂缝诱导应力场分析，初始裂缝的诱导应力场不足以改变原始水平应力差，则采用固体暂堵剂混合纤维暂堵的重复压裂方法，封堵近井地带的初始裂缝。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述固体暂堵剂的粒径为初始裂缝缝口宽度的0.3-0.5倍；所述纤维为可溶解纤维，其长度为初始裂缝缝口宽度的1.0-1.5倍；优选固体暂堵剂与纤维的体积比为0.8-1.2:1。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，基于步骤S1中对储层特性参数和首次分层压裂裂缝特性的评估，通过模拟软件对裂缝参数和施工参数进行优化，以控制裂缝缝高和裂缝支撑剖面。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，若通过压裂施工参数的调整可以实现天然裂缝张开的临界压力要求，则向储层中先后注入压裂液a、压裂液b和压裂液c进行压裂；所述压裂液a、压裂液b和压裂液c的黏度依次增大，优选压裂液a、压裂液b和压裂液c的排量和/或砂液比依次增大；若压裂施工参数的调整不能实现天然裂缝张开的临界压力要求，则采用固体暂堵剂混合纤维暂堵的重复压裂方法进行一次或多次裂缝转向压裂。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述压裂液a的黏度在10～15mPa·s，排量在2.0～2.5m3/min，砂液比为3～12％，携带70/140目支撑剂；所述压裂液b的黏度在30～50mPa·s，排量在2.5～3.5m3/min，砂液比为10～18％，携带70/140目支撑剂和40/70目支撑剂中的一种或其混合；和/或所述压裂液c的黏度在100～120mPa·s，排量在3...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋廷学，刘建坤，王宝峰，吴峙颖，周珺，贾文峰，刘世华，眭世元，
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