一种提高段内多簇裂缝均匀延伸和支撑的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高段内多簇裂缝均匀延伸和支撑的方法，包括以下步骤：步骤1、采用段塞式加砂的方式按粒径大小依次注入不同粒径的超低密度支撑剂；步骤2、采用段塞式加砂的方式按粒径大小依次进行不同粒径的混合密度支撑剂和线性纤维的混合注入；步骤3、采用段塞式加砂的方式按粒径大小依次注入不同粒径的常规密度支撑剂。在本发明专利技术中利用超低密度支撑剂与压裂液流动的跟随性好、常规密度与超低密度支撑剂混合后导流能力大幅度提高和常规密度支撑剂密度大、流动惯性大的特点，在施工中后期易进入靠近B靶点裂缝中，且成本低、封堵裂缝缝口效果好的特点，实现多簇裂缝均匀延伸和均匀加砂，增加裂缝复杂程度，大幅度提高多簇分段压裂效果。分段压裂效果。分段压裂效果。

【技术实现步骤摘要】
一种提高段内多簇裂缝均匀延伸和支撑的方法


[0001]本专利技术属于压裂领域，尤其涉及砂岩和页岩水平井多簇分段压裂领域，更具体涉及一种提高段内多簇裂缝均匀延伸和支撑的方法。

技术介绍

[0002]目前，水平井多簇分段压裂技术应用越来越普及，尤其在砂岩及页岩中一般采取套管完井方式为主，应用段内多簇压裂技术更为普遍。一般段内射孔簇数为2-3簇甚至3-5簇。然而多簇裂缝的起裂和延伸，并非想象得那样均匀，国内外大量监测资料表明，靠近跟部(A靶点附近)的裂缝普遍延伸较长，吸收的压裂液及支撑剂也较高，有时靠近跟部的第一簇裂缝可能吸收压裂液及支撑剂量的60％以上，靠近趾部(B靶点附近)的裂缝可能只吸收段内压裂液及支撑剂量的5％或10％。这个现象还具有普遍性，主要原因有：
[0003]1)一般水平井A，B靶点有50-400m的垂向高差，越靠近跟部，垂深越小，因此最小水平主应力越低，越容易破裂和延伸。而段内一般应力及物性等基本相当，垂向高差造成的应力差异最大；
[0004]2)水平井筒内存在压力梯度，越靠近跟部，水平井筒压力越高，也利于裂缝破裂和延伸；
[0005]3)支撑剂注入时因其与压裂液密度差较大，决定其跟随性差。携砂液经过靠近跟部的裂缝时，压裂液可以转向运移，而支撑剂由于流动惯性大，大部分滞留于水平井筒及靠近趾部的裂缝。支撑剂在运移过程中因压裂液转向的滤失效应，支撑剂浓度越来越高，最终在靠近趾部的裂缝及水平井筒内堆积堵塞，迫使后续注入的压裂液及支撑剂大部分进入靠近跟部的裂缝中去；
[0006]4)除了第一段裂缝外，其它段压裂时，靠近趾部裂缝受到上段靠近跟部的较长裂缝的诱导应力干扰作用，一来破裂压力高，二来如诱导应力作用出现应力反转现象，则上述靠近趾部的裂缝可能改变方向呈平行于水平井筒的纵向裂缝，这又大大降低了裂缝的整体改造体积。
[0007]上述四个原因造成段内各簇裂缝延伸的极不均匀性，且有个普遍规律是越靠近跟部，裂缝越长，越靠近趾部的裂缝越短，造成各簇裂缝间难以形成等缝长那样的多缝同步干扰的应力叠加效应，因此，裂缝复杂性也因此大为降低，从而极大地影响了单井压裂效果和产能。
[0008]中国专利CN201710367494.0提供了一种水平井段内多簇压裂优化方法及系统，应用于水平井段内多簇压裂优化装置，该水平井段内多簇压裂优化方法根据地层参数和多组施工参数建立压裂液流动控制方程组、应力干扰计算控制方程组以及多裂缝同步扩展三维形态计算方程组，并在此基础上，考虑缝间应力和流量动态分配建立水平井段内多簇裂缝三维延伸模型。根据建立的水平井段内多簇裂缝三维延伸模型模拟不同施工参数下的裂缝形态以优化施工参数。该水平井段内多簇压裂优化方案全面考虑多个影响因素以建立水平井段内多簇裂缝三维延伸模型，达到了良好的优化效果。但是，该专利只注重理论上的计
算，且没有考虑支撑剂的应用。而支撑剂对多簇裂缝非均匀扩展影响更大，因早期如是常规密度支撑剂注入的话，因流动惯性，大部分滞留于水平井筒中靠近趾部的裂缝缝口处，堆积的后果就是后续的压裂液及支撑剂都大部分进入了靠近跟部的裂缝中。
[0009]中国专利CN201711094325.0公开了一种深层页岩气多尺度支撑剂充填的体积压裂方法。包括：(1)页岩气关键工程参数评估(2)压裂液体系及支撑剂的确定(3)裂缝参数及压裂施工参数优化(4)压裂段簇射孔位置确定及射孔参数(5)酸预处理(6)低黏度滑溜水低排量控缝高压裂(7)超低密度支撑剂脱砂压裂(8)多尺度裂缝压裂充填(9)根据各压裂段的井筒容积，按110-120％进行过顶替作业。本专利技术通过优化酸处理降低破裂压力、低黏滑溜水低排量注入控缝高、混合超低密度支撑剂缝内脱砂等工艺组合，实现净压力的有效提升，再通过全程小粒径支撑剂注入施工，提高小微缝发育的深层页岩气裂缝系统充填度，从而进一步提高裂缝有效改体积和长期裂缝导流能力。该专利主要的创新点是进行主裂缝内部某个位置处的暂堵，主要措施是连续加砂，采用140-230目和70-140目两种较小粒径的支撑剂混合，以期产生多尺度的复杂裂缝系统，更适合在深层页岩气中产生微裂缝，而无法达到多簇裂缝均衡起裂的目的。该专利主要在单簇裂缝中实现多尺度裂缝扩展及全尺度裂缝支撑，自始至终并未提及多簇裂缝如何实现均衡扩展及支撑。
[0010]因此，需要研究提出一种新的多簇裂缝接近均匀延伸和均匀加砂技术，以解决上述局限性。

技术实现思路

[0011]为了克服现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种提高段内多簇裂缝均匀延伸和支撑的方法，主要包括依次注入：三种粒径的超低密度支撑剂、三种不同粒径混合密度支撑剂并加入线性纤维、后期注入三种粒径常规密度支撑剂。利用超低密度支撑剂与压裂液流动的跟随性好，常规密度与超低密度支撑剂混合后导流能力大幅度提高，常规密度支撑剂密度大、流动惯性大的特点，在施工中后期易进入靠近B靶点裂缝中，且成本低、封堵裂缝缝口效果好的特点，实现段内多簇裂缝的跟部和趾部均匀延伸和均匀加砂，增加裂缝复杂程度，提高裂缝导流能力，大幅度提高多簇分段压裂效果。
[0012]本专利技术的目的之一在于提供一种提高段内多簇裂缝均匀延伸和支撑的方法，包括以下步骤：
[0013]步骤1、采用段塞式加砂的方式按粒径大小依次注入不同粒径的超低密度支撑剂。
[0014]由于超低密度支撑剂的视密度(1.05～1.25g/cm3)与压裂液密度(1.01-1.03g/cm3)已相当接近，因此，超低密度支撑剂的悬浮性相当好，很难发生常规密度(2.8-3.3g/cm3)支撑剂那样的砂堵效应，即使发生，井底压力的上升也是非常缓慢的。采用超低密度支撑剂就是提高其与压裂液的跟随性，即压裂液转向时，其绝大部分也随之转向，因此，大部分支撑剂可进入靠近跟部的第一簇和/或第二簇裂缝。
[0015]在一种优选的实施方式中，在步骤1中，按粒径大小依次注入80-120目超低密度支撑剂、40-70目超低密度支撑剂和30-50目超低密度支撑剂。
[0016]在进一步优选的实施方式中，以步骤1中不同粒径超低密度支撑剂总用量100％计，80-120目超低密度支撑剂占比70～80％(优选75％)，40-70目超低密度支撑剂占15～25％(优选20％)，30-50目超低密度支撑剂占2～8％(优选5％)。
[0017]由于超低密度支撑剂是三种粒径，如进入靠近趾部的裂缝中，因是顺序注入，小粒径在前、中粒径在中、大粒径在后，对导流能力的影响不大。唯一担心的是，在靠近趾部裂缝后续延伸过程中，前边的中大粒径超低密度支撑剂可能产生较大的运移阻力，即在靠近趾部的裂缝内部起到过早的封堵效应，阻止后续支撑剂的继续运移。为此，在不同粒径超低密度支撑剂比例优化时，可刻意增加小粒径的比例，缩小中大粒径的比例，尤其是大粒径的比例要尽量压缩。这样，即使发生了上述的缝内封堵效应，也是局部的，可通过后续注入时适当延缓加砂时机而冲淡。
[0018]在一种优选的实施方式中，以步骤1～3中支撑剂总体积用量100％计，步骤1中注入的超低密度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高段内多簇裂缝均匀延伸和支撑的方法，包括以下步骤：步骤1、采用段塞式加砂的方式按粒径大小依次注入不同粒径的超低密度支撑剂；步骤2、采用段塞式加砂的方式按粒径大小依次进行不同粒径的混合密度支撑剂和线性纤维的混合注入；步骤3、采用段塞式加砂的方式按粒径大小依次注入不同粒径的常规密度支撑剂；其中，所述超低密度支撑剂的视密度为1.05～1.25g/cm3，所述常规密度支撑剂的视密度为2.8～3.3g/cm3。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1中，依次注入80-120目超低密度支撑剂、40-70目超低密度支撑剂和30-50目超低密度支撑剂；优选地，以步骤1中不同粒径超低密度支撑剂总用量100％计，80-120目超低密度支撑剂占比70～80％，40-70目超低密度支撑剂占15～25％，30-50目超低密度支撑剂占2～8％。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤1中，80-120目超低密度支撑剂采用5～7段的段塞式连续加砂，第一段的砂液比控制在1％至3％，并控制之后每段的砂液比比前一段的砂液比提高2％至4％；优选地，80-120目超低密度支撑剂采用段塞式连续加砂，砂液比为2-5-8-11-14-17％。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤1中，40-70目超低密度支撑剂采用2～4段的段塞式连续加砂，控制第一段的砂液比为10％至14％，并控制之后每段的砂液比比前一段的砂液比提高3％至4％；优选地，40-70目超低密度支撑剂采用段塞式连续加砂，砂液比为12-16-20％。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤1中，30-50目超低密度支撑剂采用2～4段的段塞式连续加砂，控制第一段的砂液比为15％至17％，并控制之后每段的砂液比比前一段的砂液比提高3％至4％；优选地，30-50目超低密度支撑剂采用段塞式连续加砂，砂液比为16-20-24％。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1之前进行如下步骤：步骤1-1、关键储层参数的评估；步骤1-2、地质工程甜点计算及段簇位置的优选；；步骤1-3、裂缝参数优化；步骤1-4、压裂施工参数的优化；步骤1-5、射孔作业；步骤1-6、酸预处理作业；步骤1-7、前置液造缝施工。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2中，依次进行80-120目混合密度支撑剂和线性纤维的混合注入、40-70目混合密度支撑剂和线性纤维的混合注入、30-50目混合密度支撑剂和线性纤维的混合注入，优选地，所述混合密度支撑剂包括常规密度支撑剂和超低密度支撑剂，更优选地，所述常规密度支撑剂和所述超低密度支撑剂的用量比为1∶(1～3)，优选为1∶2。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，以步骤2中不同粒径混合密度支撑剂总用量100％计，80-120目混合密度支撑剂占比70～80％，40-70目混合密度支撑剂占15～25％，30-50目混合密度支撑剂占2～8％。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤2中，所述80-120目混合密度支撑剂的注入采用两个三段...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋廷学，卫然，王海涛，卞晓冰，李双明，苏瑗，肖博，左罗，仲冠宇，
申请(专利权)人：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：