一种页岩气水平井重复压裂提高有效改造体积的方法技术

本发明专利技术公开了一种页岩气水平井重复压裂提高有效改造体积的方法。包括：(1)重复压裂前的储层评价；(2)确定重复压裂分压段簇位置；(3)选择分压方法；(4)注活性水补充地层压力；(5)低黏度滑溜水扩缝；(6)低黏滑溜水及小粒径支撑剂携砂；(7)高黏度滑溜水泡沫液施工阶段；(8)其它顶替、钻塞、排液、求产等流程。本发明专利技术的方法为页岩气藏的重复压裂施工设计提供可靠的依据。可有效指导页岩气藏重复压裂施工、极大增加改造体积、明显改善施工效果，从而获得最大的经济效益。

A method of increasing effective volume of shale gas horizontal well by repeated fracturing

【技术实现步骤摘要】
一种页岩气水平井重复压裂提高有效改造体积的方法
本专利技术涉及石油开采
，进一步地说，是涉及一种页岩气水平井重复压裂提高有效改造体积的方法。
技术介绍
目前，页岩气水平井分段压裂技术已在中国的海相高压区块获得了重大突破，但随着生产时间的进行，产量递减也越来越明显，按目前的油价水平，当单井日产量低于6万方时就可能认为不具经济开采价值。此时，就有必要进行重复压裂以减缓产量递减，并提高采收率。页岩气水平井的重复压裂技术从狭义而言是同井同层再次进行压裂，从广义角度而言，在上次两个相邻裂缝间重新射孔压裂也是重复压裂的范畴。考虑到第一次压裂的簇间距相对较大，一般为20-25m左右，也有再次压裂的必要。但本专利的重点聚焦于同井同层的再次压裂。就两簇间的新缝压裂而言，主要的技术问题有：1)临近两个裂缝的生产产生泄压效应，地层压力会有相对幅度的降低，因此，压裂液的造缝效率低，裂缝净压力难以快速提升；2)由于相邻两个裂缝生产的不均匀性，地应力大小在发生降低的同时，地应力的方位可能发生改变，且这种方位的改变具有不确定性。在造缝过程中，可能早期沟通某条临近裂缝，造成裂缝的不利转向和影响改造体积的大幅提升；就同井同层的重复压裂而言，主要的技术问题有：1)地层压力亏空更大，压裂液的滤失更大，裂缝净压力更难有效建立和提升；2)是否在老缝延伸还是重新起裂新裂缝不得而知，因此，压裂的针对性难以加强。如裂缝重新转向，则与上述两簇相邻裂缝间的起裂新缝有类似性；但如沿同井同层延伸，则造缝及充填支撑剂的复杂性更为增加。既存在第一次压裂的大尺寸主裂缝，又存在分支缝及更次级裂缝的小尺度裂缝系统。专利CN106845043A公开了一种页岩气水平井重复压裂工艺流程及设计方法，其包括重复压裂选区定井、重复压裂工程设计、重复压裂现场实施及重复压裂监测与压后评估。此专利技术的压裂液类型为滑溜水和胶液，重复压裂工程设计主要进行暂堵剂的用量设计，未对压裂工艺进行详细说明。文献《页岩气井重复压裂补孔优化技术研究》(能源与环保、2017年1月)通过耦合缝间应力干扰理论、质量守恒定律和流动压力连续性原理，建立了页岩气藏重复压裂补孔优化数值模型，预测了最大诱导水平应力时簇间距范围，结合地层水平主应力反转条件，优化了射孔参数，形成了一套页岩气井重复压裂补孔设计方法，对涪陵页岩气井重复压裂补孔设计具有一定指导和参考作用。主要从机理上研究了重复压裂补孔优化技术，并没有涉及具体的工艺方法。文献《美国页岩油气井重复压裂提高采收率技术进展及启示》(环球石油、2016年2月)指出页岩油气井的重复压裂面临技术适应性、经济性、不确定性等方面的挑战，目前发展趋势是建立适合作业区的选井标准、可膨胀衬管技术、精确的产量预测模型、新型材料的压裂液和支撑剂，指出页岩油气开发需要持续技术创新，重复压裂作为重要的创新方向，虽尚不成熟，但发展前景良好，随时关注并适时开展相关研究，将会助力我国页岩油气开发。本文对美国重复压裂技术进行概述，并没有涉及具体的工艺方法。因此，有必要就页岩气水平井重复压裂时的单段压裂技术进行研究，以最大限度地提高裂缝的复杂性和各种尺度裂缝的支撑效率，从而最大限度地提高有效改造体积(ESRV)。
技术实现思路
为解决现有技术中出现的问题，本专利技术提供了一种页岩气水平井重复压裂提高有效改造体积的方法。为页岩气藏的重复压裂施工设计提供可靠的依据。可有效指导页岩气藏重复压裂施工、极大增加改造体积、明显改善施工效果，从而获得最大的经济效益。本专利技术的总体思路是：针对相邻两簇新起裂裂缝的重复压裂技术而言：(1)为补充地层压力亏空，先期低排量注入一定量的活性水。排量的确定以变化了的地应力为基准，反推井口压力的最大值，目标是不让第一次裂缝再次张开。注入的量的设计，以气藏数值模拟为基准，根据地层压力的降低幅度，至少压力系数要恢复到原始值的70％以上。如目前的压力系数已超过原始值的70％，则可不采取此步骤，或注入100m3～200m3的活性水即可。(2)在(1)的基础上，注入低黏度滑溜水(1mPa·s～3mPa·s)，以最高排量的60％～70％注入一定量的滑溜水扩展小尺度的裂缝系统。用量的设计可考虑为预期的总液量的20％～30％。支撑剂粒径可采用第一次压裂相同的粒径(一般为70目～140目)，但用量比例较第一次对应段的压裂要适当提高50％以上，以增加小粒径支撑剂进入各种尺度小裂缝的概率。也可采用混合粒径(一般为70目～140目和40目～70目支撑剂混合，且小粒径的比例一般在10％左右)支撑剂施工。(3)为了提高压裂液造缝效率、降低伤害和提高压裂液的返排效果，在(2)的基础上，进行高黏度滑溜水(黏度10mPa·s～15mPa·s)混合30％～70％CO2或N2的泡沫压裂液注入施工。排量为设计的最高排量，用量根据成熟的裂缝扩展模拟软件MEYER进行模拟确定。支撑剂粒径可采用第一次压裂相同的粒径(一般为40目～70目)，但用量比例要适当降低30％左右，一方面可降低砂堵概率，另一方面也能防止过量小粒径支撑剂充填于主裂缝中大粒径支撑剂的孔隙中造成堵塞，导致主裂缝导流能力的大幅度降低。但针对同井同层的重复压裂而言：(1)基本参照上述思路(1)的做法。但如地层压力系数大于原始值的70％，应注入，150m3～250m3的活性水，以进一步缩小滤失压差；(2)在上述思路(2)的基础上，考虑到第一次压裂裂缝已存在，小粒径支撑剂易于快速运移到主裂缝全缝长范围内各级宽度的裂缝系统，因此，增加这一段低黏度滑溜水的注入及加砂时间，用液量为总液量的35％以上。支撑剂的加量也在第一次压裂的基础上增加20％以上。(3)最后主裂缝中的加砂程序参照上述思路(3)中的做法。本专利技术的目的是提供一种页岩气藏重复压裂提高有效改造体积的方法。包括：(1)重复压裂前的储层评价；(2)确定重复压裂分压段簇位置；(3)选择分压方法；(4)注活性水补充地层压力；(5)低黏度滑溜水扩缝；(6)低黏滑溜水及小粒径支撑剂携砂；(7)高黏度滑溜水泡沫液施工阶段；(8)其它顶替、钻塞、排液、求产等流程。其中，优选：步骤(1)，利用第一次压裂的施工参数及施工压力曲线、压后的生产动态特征分析及测试资料，第一次压裂裂缝周围的储层动用情况及相邻两个射孔簇间的储量分布情况、结合地质建模及气藏数值模拟成果确定。步骤(2)，优先考虑出气潜力大的位置，在老缝或未射孔的地方补孔；射孔方式改为平面射孔模式。步骤(3)，采取注水泥方式封固第一次已射孔位置，或用高强度的化学暂堵剂暂堵老裂缝。步骤(4)，低排量注入活性水，至压力系数恢复到原始值的70％以上；如目前的压力系数已超过原始值的70％，则不注入活性水，或注入100m3～200m3的活性水；步骤(5)，低黏度滑溜水的黏度为1mPa.s～3mPa.s；排量为最高排量的60％～70％；用量为总用量的20％～30％；支撑剂粒径采用第一次压裂相同的粒径，或采用混合粒径；支撑剂的用量比第一次对应段的压裂要提高50％以上。支撑剂粒径采用70目～140目和40目～70目支撑剂混合，且小粒径的比例为8％～12％；步骤(6)，为了确保小粒径支撑剂能运移到远井的各级缝宽的小裂缝系统中，提前支撑剂的加入时机：较第一次同样加砂段的时间提前3min～4m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种页岩气水平井重复压裂提高有效改造体积的方法，其特征在于所述方法包括：(1)重复压裂前的储层评价；(2)确定重复压裂分压段簇位置；(3)选择分压方法；(4)注活性水补充地层压力；(5)低黏度滑溜水扩缝；(6)低黏滑溜水及小粒径支撑剂携砂；(7)高黏度滑溜水泡沫液施工阶段；(8)其它顶替、钻塞、排液、求产等流程。

【技术特征摘要】
1.一种页岩气水平井重复压裂提高有效改造体积的方法，其特征在于所述方法包括：(1)重复压裂前的储层评价；(2)确定重复压裂分压段簇位置；(3)选择分压方法；(4)注活性水补充地层压力；(5)低黏度滑溜水扩缝；(6)低黏滑溜水及小粒径支撑剂携砂；(7)高黏度滑溜水泡沫液施工阶段；(8)其它顶替、钻塞、排液、求产等流程。2.如权利要求1所述的页岩气水平井重复压裂提高有效改造体积的方法，其特征在于：步骤(1)，利用第一次压裂的施工参数及施工压力曲线、压后的生产动态特征分析及测试资料，第一次压裂裂缝周围的储层动用情况及相邻两个射孔簇间的储量分布情况、结合地质建模及气藏数值模拟成果确定。3.如权利要求1所述的页岩气水平井重复压裂提高有效改造体积的方法，其特征在于：步骤(2)，优先考虑出气潜力大的位置，在老缝或未射孔的地方补孔；射孔方式改为平面射孔模式。4.如权利要求1所述的页岩气水平井重复压裂提高有效改造体积的方法，其特征在于：步骤(3)，采取注水泥方式封固第一次已射孔位置，或用高强度的化学暂堵剂暂堵老裂缝。5.如权利要求1所述的页岩气水平井重复压裂提高有效改造体积的方法，其特征在于：步骤(4)，低排量注入活性水，至压力系数恢复到原始值的70％以上；如目前的压力系数已超过原始...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋廷学，肖博，卞晓冰，王海涛，卫然，苏瑗，吴峙颖，吴春方，贾文峰，
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