一种利用高强度可降解暂堵球的页岩气水平井压裂新方法技术

本发明专利技术提供了一种利用高强度可降解暂堵球的页岩气水平井压裂新方法，该方法包括对目标页岩气水平井进行井况条件及地质条件分析；对目标页岩气水平井预压页岩井段进行储层可压性评价分析；对目标页岩气水平井邻井压裂情况进行分析；目标页岩气水平井优化设计及方法，其包括选择分段压裂工具，优化目标井分段参数，选择压裂层段，优化目标井射孔参数，目标页岩气水平井分段压裂方案设计；目标页岩气水平井分段压裂方案设计包括选择暂堵球体系，该暂堵球为高强度可降解的油气井暂堵球，其主要由如下成分经反应制备而成：聚丙烯酰胺、聚乙烯蜡、碳化硼、热塑性聚合物、田菁胶、苯并三唑及4,4‑二氨基二苯酰胺。

A new fracturing method for shale gas horizontal wells using high strength and biodegradable temporary plugging balls

The present invention provides a new fracturing method for shale gas horizontal wells using high strength degradable temporary plugging balls, which includes analyzing well condition and geological condition of target shale gas horizontal wells, evaluating and analyzing reservoir compressibility of pre-pressed shale section of target shale gas horizontal wells, and adjacent well pressure of target shale gas horizontal wells. Fracture analysis; optimization design and method of target shale gas horizontal well, including selection of subsection fracturing tools, optimization of target well subsection parameters, selection of fracturing intervals, optimization of target well perforation parameters, target shale gas horizontal well subsection fracturing program design; target shale gas horizontal well subsection fracturing program design including selection Temporary plugging ball system, which is a high strength degradable temporary plugging ball for oil and gas wells, is mainly prepared by the reaction of the following components: polyacrylamide, polyethylene wax, boron carbide, thermoplastic polymer, Sesbania gum, benzotriazole and 4,4-diaminodiphenylamide.

【技术实现步骤摘要】
一种利用高强度可降解暂堵球的页岩气水平井压裂新方法
本专利技术涉及一种利用高强度可降解暂堵球的页岩气水平井压裂新方法，属于石油天然气增产

技术介绍
目前，国内页岩气水平井压裂在海相下志留系的龙马溪高压、常压、低压地层均获得明显突破，多种用于解决这类储层开发的水平井压裂工艺技术已成为页岩油气藏开发应用较为广泛、成熟的石油工程技术。然而，这些技术在降本增效方面仍有提升空间，换言之在同样保证施工安全、质量、效果的前提下，这些页岩气水平井压裂工艺技术并没有实现最大程度的“降本增效”效果，主要表现在以下两个方面：根据现场实际压裂案例分析，已压裂的页岩气水平井压裂改造后储层多呈现单一裂缝特征(约占70％)，而复杂裂缝及网络裂缝的概率低于30％，这说明多数相关压裂工艺技术未能保证对页岩气水平井新井所钻遇的全井段龙马溪储层进行一次性充分改造，从而形成全井段复杂缝网体系，而未能充分改造的水平井在开发后期则需要进行二次压裂或多次重复压裂改造作业，少数压裂工艺技术虽能保证全井筒改造，但与这些技术相配套的压裂材料却在一定程度上增加了整口井的压裂成本，降低了该页岩气水平井的经济收益率。另外，目前配套使用的封隔工具数量较多，入井作业管串较为复杂，导致工程成本增加的同时，压裂作业过程中亦容易出现井下复杂或井下事故等情况，从而增加施工、储层改造难度。由于以上两点关键性影响因素的存在，这些应用广泛且成熟的水平井压裂工艺技术不仅未能保证页岩气水平井在首次压裂时促进全井筒复杂缝网形成，又延长了压裂施工作业的运行周期，降低了压裂作业安全系数，增加了人员与设备的投入成本。因此，丞需提出一种有针对性解决以上问题的页岩气水平井压裂新方法。
技术实现思路
为了解决上述的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种利用高强度可降解暂堵球的页岩气水平井压裂新方法。该方法用于解决国内高压、常压、低压页岩气水平井的压裂改造。为达到上述目的，本专利技术提供一种利用高强度可降解暂堵球的页岩气水平井压裂新方法，其中，该方法包括以下步骤：(1)、对目标页岩气水平井进行井况条件及地质条件分析；(2)、对目标页岩气水平井预压页岩井段进行储层可压性评价分析；(3)、对目标页岩气水平井邻井压裂情况进行分析；(4)、目标页岩气水平井优化设计及方法，其包括选择分段压裂工具，优化目标井分段参数，选择压裂层段，优化目标井射孔参数，目标页岩气水平井分段压裂方案设计，所述目标页岩气水平井分段压裂方案设计包括选择暂堵球体系，该暂堵球为高强度可降解的油气井暂堵球，其主要由如下成分经反应制备而成：聚丙烯酰胺、聚乙烯蜡、碳化硼、热塑性聚合物、田菁胶、苯并三唑及4,4-二氨基二苯酰胺，所述聚丙烯酰胺、聚乙烯蜡、碳化硼、热塑性聚合物、田菁胶、苯并三唑及4,4-二氨基二苯酰胺的质量比为1-2:1-2:0.5-1:2-3:1-2:0.5-1:0.5-1。在本专利技术所述的方法中，优选地，所述热塑性聚合物包括热塑性聚醚酯、聚乙烯醇以及聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种的组合。在本专利技术所述的方法中，优选地，所述热塑性聚合物为热塑性聚醚酯。在本专利技术所述的方法中，优选地，所述热塑性聚醚酯是由聚醚酯弹性体与聚碳酰亚胺按照质量比5-9:1-4合成制备得到的。在本专利技术较为优选的实施方式中，该热塑性聚醚酯是由聚醚酯弹性体与聚碳酰亚胺按照质量比7:3合成制备得到，通过聚碳酰亚胺进一步提高聚醚酯弹性体材料的力学性能、绝缘性能、耐高温性能，以此获得相较热塑性聚醚酯原料，热塑性参数、弹性变形性能比等指标更优的热塑性聚醚酯。在本专利技术所述的方法中，在该高强度可降解的油气井暂堵球中，所述聚丙烯酰胺为胶合剂；所述聚乙烯蜡为分散剂；所述碳化硼为耐温材料；所述热塑性聚合物(如热塑性聚醚酯)为弹性体；所述田菁胶为稳定剂；所述苯并三唑为防光照剂；所述4,4-二氨基二苯酰胺为刚化剂。具体而言，所述聚丙烯酰胺用以胶合其余组分；所述聚乙烯蜡用以承载互溶其余组分；所述碳化硼用以提高强度产品的耐热性；所述田菁胶用以提高产品结构稳定性；所述苯并三唑用以抵抗光照作用；所述4,4-二氨基二苯酰胺用以增强产品的刚性能力，优化产品抗压性能；所述热塑性聚醚酯(热塑性聚醚酯)用以使产品形成可靠的热塑性与弹性变形能力。此外，用于制备热塑性聚醚酯的原料聚醚酯弹性体与聚碳酰亚胺均为本领域常规物质，均可以通过商购获得。在本专利技术所述的方法中，优选地，所述反应条件为140-250℃条件下，35-50MPa压力容器内反应3-7小时。在本专利技术更为优选的实施方式中，所述反应条件为140-250℃条件下，35-50MPa压力容器内反应5小时。在本专利技术所述的方法中，优选地，该高强度可降解的油气井暂堵球的制备还包括将反应所得可降解材料加热至熔融状态，倒入至球形模具中，得到不同尺寸的高强度可降解油气井暂堵球的操作。在本专利技术所述的方法中，优选地，所述高强度可降解的油气井暂堵球的尺寸主要根据射孔枪型对应射孔孔径、孔眼扩径率的大小决定。在本专利技术所述的方法中，优选地，所述的高强度可降解油气井暂堵球的直径为5mm-20mm。具体而言，本专利技术所针对解决的是页岩气水平井新井的压裂改造，目前页岩气水平井新井通常选用89枪作为常用压裂射孔枪型，其射孔孔径为9.5mm，孔眼扩径率约为0.2-0.4倍，故为了封堵正在进液孔眼，优选直径为13.5mm的高强度可降解暂堵球，该暂堵球即可完全满足加长平均压裂段压裂改造的施工要求。在本专利技术所述的方法中，优选地，所述高强度可降解的油气井暂堵球的用量则主要根据单段射孔数决定。具体而言，假设单段射孔数为60孔，以理论封堵不小于50％为参考，那么直径为13.5mm的暂堵球的用量可按照0.5-0.7倍的单段射孔数计算，即每次封堵用球量为30-40个，以保证每次投送高强度可降解的油气井暂堵球均能实现一次不同射孔位置上的段内封堵转向，在加大平均水平段长(100-300m)的情况下酌情增加段内投送高强度可降解暂堵球封堵转向的作业次数，即：平均水平段长100m时，可实施段内暂堵转向作业1-2次；平均水平段长200m时，可实施段内暂堵转向作业2-4次；平均水平段长300m时，可实施段内暂堵转向作业3-6次。本专利技术所提供的高强度可降解的油气井暂堵球的暂堵压裂实施原理在于：该高强度可降解的油气井暂堵球遵循流体向阻力最小方向流动的原则，在施工过程中随着压裂液流入井底，封堵已压开层段形成的低压区的射孔孔眼，使后续压裂液不能向已压开区域射孔孔眼进入，迫使压裂液转向流入未压裂的高应力区域，促使新缝的产生形成复杂缝网，并在施工完成后，在压裂要求时间范围内实现降解，不对地层产生污染且不影响生产。本专利技术所提供的高强度可降解的油气井暂堵球可封堵经过支撑剂打磨后不规则炮眼，提高封堵效率，同时具备很高的承压能力；封堵性能好，可封堵各种形状的炮眼；可溶性好，在压裂液中可以完全溶解，无残留；操作和投入方法简单，不会给操作人员和压裂设备带来负担等优点。除此以外，使用本专利技术所提供的该高强度可降解的油气井暂堵球以及配套压裂工艺有利于大幅度降低下入桥塞等工具数量，加大平均压裂段或射孔段长度(100-300m)的条件下，尽可能使用更少的暂堵球实现水平井井段全井筒复杂缝网改造效果，配合全可溶桥塞作为坐封工具可进一步降低井下工具使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用高强度可降解暂堵球的页岩气水平井压裂新方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)、对目标页岩气水平井进行井况条件及地质条件分析；(2)、对目标页岩气水平井预压页岩井段进行储层可压性评价分析；(3)、对目标页岩气水平井邻井压裂情况进行分析；(4)、目标页岩气水平井优化设计及方法，其包括选择分段压裂工具，优化目标井分段参数，选择压裂层段，优化目标井射孔参数，目标页岩气水平井分段压裂方案设计；所述目标页岩气水平井分段压裂方案设计包括选择暂堵球体系，该暂堵球为高强度可降解的油气井暂堵球，其主要由如下成分经反应制备而成：聚丙烯酰胺、聚乙烯蜡、碳化硼、热塑性聚合物、田菁胶、苯并三唑及4,4‑二氨基二苯酰胺，所述聚丙烯酰胺、聚乙烯蜡、碳化硼、热塑性聚合物、田菁胶、苯并三唑及4,4‑二氨基二苯酰胺的质量比为1‑2:1‑2:0.5‑1:2‑3:1‑2:0.5‑1:0.5‑1；优选地，所述热塑性聚合物包括热塑性聚醚酯、聚乙烯醇以及聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种的组合；更优选地，所述热塑性聚合物为热塑性聚醚酯；进一步优选地，所述热塑性聚醚酯是由聚醚酯弹性体与聚碳酰亚胺按照质量比5‑9:1‑4合成制备得到的；还优选地，该高强度可降解的油气井暂堵球的制备还包括将反应所得可降解材料加热至熔融状态，倒入至球形模具中，得到不同尺寸的高强度可降解油气井暂堵球的操作。...

【技术特征摘要】
1.一种利用高强度可降解暂堵球的页岩气水平井压裂新方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)、对目标页岩气水平井进行井况条件及地质条件分析；(2)、对目标页岩气水平井预压页岩井段进行储层可压性评价分析；(3)、对目标页岩气水平井邻井压裂情况进行分析；(4)、目标页岩气水平井优化设计及方法，其包括选择分段压裂工具，优化目标井分段参数，选择压裂层段，优化目标井射孔参数，目标页岩气水平井分段压裂方案设计；所述目标页岩气水平井分段压裂方案设计包括选择暂堵球体系，该暂堵球为高强度可降解的油气井暂堵球，其主要由如下成分经反应制备而成：聚丙烯酰胺、聚乙烯蜡、碳化硼、热塑性聚合物、田菁胶、苯并三唑及4,4-二氨基二苯酰胺，所述聚丙烯酰胺、聚乙烯蜡、碳化硼、热塑性聚合物、田菁胶、苯并三唑及4,4-二氨基二苯酰胺的质量比为1-2:1-2:0.5-1:2-3:1-2:0.5-1:0.5-1；优选地，所述热塑性聚合物包括热塑性聚醚酯、聚乙烯醇以及聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种的组合；更优选地，所述热塑性聚合物为热塑性聚醚酯；进一步优选地，所述热塑性聚醚酯是由聚醚酯弹性体与聚碳酰亚胺按照质量比5-9:1-4合成制备得到的；还优选地，该高强度可降解的油气井暂堵球的制备还包括将反应所得可降解材料加热至熔融状态，倒入至球形模具中，得到不同尺寸的高强度可降解油气井暂堵球的操作。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述井况条件及地质条件分析包括钻井基础数据分析、钻井液使用分析、井漏及溢流情况分析、井身结构分析、经验轨迹分析、固井质量分析、储层岩性分析以及水平井轨迹位置分析。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述储层可压性评价分析包括矿物组成分析、地应力场分析、岩石力学参数分析、纵向应力剖面分析、天然裂缝及层理发育分析以及可压性综合评价分析。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对目标页岩气水平井邻井压裂情况进行分析包括邻井的井况、地质参数分析、邻井压裂施工参数分析以及测试求产...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜林麟，张斌，
申请(专利权)人：东方宝麟科技发展北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11