一种深部低渗储层阶跃式脉冲循环暂堵复杂缝网压裂方法技术

本发明专利技术属于石油天然气压裂改造领域，涉及一种深部低渗储层阶跃式脉冲循环暂堵复杂缝网压裂方法，包括地面和井眼准备、射孔、起裂、生成复杂缝网、加砂、暂堵、循环脉冲致裂等多个步骤。并配合带底封的脉冲水力能量生成工具，通过脉冲循环冲击致裂、疲劳损伤和暂堵转向，在深部储层中形成复杂缝网，解决深部储层难形成复杂缝网难的问题，在较低起裂压裂条件下降低了诱发微地震振幅，提高压裂改造作业效率、有效性和地震安全性。本方法也适用于针对低渗透储层的重复压裂改造。透储层的重复压裂改造。透储层的重复压裂改造。

【技术实现步骤摘要】
一种深部低渗储层阶跃式脉冲循环暂堵复杂缝网压裂方法


[0001]本专利技术涉及低渗透性储层压裂改造
，具体涉及一种深部储层脉冲循环暂堵复杂缝网压裂方法。

技术介绍

[0002]低孔低渗性储层的勘探开发已成为油气资源勘探开发的重要方向，水力压裂改造技术是实现这类资源开发的主要技术手段，其中页岩储层就是这类低孔低渗性储层典型代表。当前，3500m以浅的页岩储层水力压裂改造技术已经实现有效经济开发，3500～4500m中深层页岩储层水力压裂改造技术也取得较大突破；而4500m以深页岩储层水力压裂改造技术正在探索中，现阶段常规水平井分段水力压裂技术存在以下问题：
①
深部页岩处于超高温(≥130℃)、高地应力(≥100MPa)、高水平应力差(10～20MPa)、高渗透压的复杂环境，水力压裂起裂压力较高，裂缝扩展方向单一，且页岩在深部由弹脆性向延塑性变化，不利于形成大面积渗流通道的复杂缝网；
②
水力压裂过程中大量的压裂液注入地层，短时间内地层能量激增，可能会活化隐伏断层诱发地震、造成地下水污染等灾害。
[0003]现有技术中，形成多裂缝的暂堵压裂技术，主要是建立在常规压裂工艺技术上，通过不同暂堵剂、工作液或一定的工艺来实现，形成复杂缝网有限，暂无适合于深层储层压裂改造。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种深部储层脉冲循环暂堵复杂缝网压裂方法，以在深部低渗储层中形成复杂缝网，克服现有深层低渗储层水力压裂改造中难以形成复杂缝网的难题。
[0005]本专利技术的技术方案为：一种深部低渗储层阶跃式脉冲循环暂堵复杂缝网压裂方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1，地面和井眼准备：进行通井和洗井作业；
[0007]步骤2，射孔作业：使用连续油管把连接的井下脉冲水力能量生成工具下入到指定射孔段，使用第一地面压裂车组为带底封的井下脉冲水力能量生成工具提供80～140MPa压力、0.2～1.0m3/min排量的第一流体，在井下形成超高压脉冲磨料水射流，完成射孔；第一流体为压裂液
[0008]步骤3，储层起裂：使用第二地面压裂车组在连续油管与套管环空之间泵入1.0～3.0m3/min低排量高压的第二流体，使第一流体和第二流体混合，并配合使用井下脉冲水力能量生成工具生成高压脉冲水力能量，完成储层岩石破裂；第二流体为压裂液；
[0009]步骤4，生成主裂缝和少量复杂缝网：提高第二流体排量至8.0～15.0m3/min，提高第一流体排量至2.0～5.0m3/min，泵注本压裂段10～20％的压裂液量，生成主裂缝和少量复杂缝网；
[0010]步骤5，复杂缝网进一步扩展和加砂：按照预定加砂比在第二流体中阶梯式加入支
撑剂，同时根据地层破裂和裂缝延伸压力确定控制第一流体排量和压力，加砂比控制在体积比15％以内；或者，停止第一流体注入，按照预订加砂比，第二流体排量维持8.0～15.0m3/min，并阶梯式加入支撑剂，加砂比控制在体积比15％以内；
[0011]步骤6，暂堵和进一步形成缝网：继续第一流体的注入，在第二流体中加入混合后的可降解暂堵剂和可降解颗粒，可降解颗粒与可降解暂堵剂的体积比为1︰1～2︰1，可降解颗粒的粒径大于可降解暂堵剂；暂堵完成后，重复步骤3、4、5，直到泵注完第一段所有支撑剂和压裂液，第一段压裂结束；
[0012]步骤7，第二段及后续段压裂：重复步骤2、3、4、5、6；期间根据现场工况，每完成3～5段压裂，及时更换井下脉冲水力能量生成工具。
[0013]具体的，所述步骤2中，井下脉冲水力能量生成工具为带底封的脉冲水力能量生成工具。
[0014]优选地，所述步骤2中，井下脉冲水力能量生成工具依靠第一压裂车组提供的第一流体驱动，依靠工具配置的喷腔，进一步提高第一流体压力至200～250MPa。完成不同相位和数量射孔数，需下入井下脉冲水力能量生成工具前配置不同型号喷腔或喷嘴。
[0015]优选地，所述步骤3、4、5，控制第一地面压裂车组和更换井下脉冲水力能量生成工具，能提供频率0.001～0.1HZ、0.01～1HZ、0.1～10HZ的低、中、高频三种、排量为1.0～5.0m3/min的第一流体。采用低频水力能量能在更低水力压力下生成主裂缝，中频水力能量能够产生一定的主裂缝和微裂缝，高频水力能量能生成更多分支裂缝和微裂缝。
[0016]优选地，所述步骤5中，第二流体中加入砂比控制在体积比为5～12％。
[0017]优选地，所述步骤2、3、4、5中，可根据地层的破裂和复杂缝网延伸压力，通过调节第一地面压裂车组泵注参数，并与井下脉冲水力能量生成工具配合使用，可实时关闭第一流体或生成特定频率和压力的脉冲水力能量流体。
[0018]优选地，所述步骤6中，可降解暂堵剂的粒径为60～140目多种规格，为可降解暂堵剂和可降解颗粒总质量的60～80％；可降解颗粒的粒径为2～14mm多种规格，为可降解暂堵剂和可降解颗粒总质量的20～40％。
[0019]进一步的，所述步骤6中，可降解暂堵剂的粒径为60、80、100、120或140目中的至少一种。
[0020]进一步的，所述步骤6中，可降解颗粒的粒径为2、4、6、8、10、12或14mm中的至少一种。
[0021]优选地，所述步骤7，更换井下脉冲水力能量生成工具时需先解封，再使用连续油管取至地面。
[0022]步骤1中，在通井洗井作业中还需进行第一地面压裂车组、第二地面压裂车组、配套工具和压裂液准备。
[0023]本专利技术方法步骤5中按照逐渐提高加砂比数值的方式称为阶梯式；第一流体排量和压力主要是根据地层破裂和裂缝延伸压力确定。
[0024]在实际使用过程中，井下脉冲水力能量生成工具型号根据压裂设计方案要求提供的脉冲水力参数确定，提供远高于第一流体的压力，能够有效地在套管上完成射孔。步骤3、4、5中，提供0.001～0.1HZ、0.01～1HZ、0.1～10HZ的低、中、高频三种流体，其中低频流体更易致裂储层和形成更长的裂缝；高频流体更易在主裂缝周围形成更多小裂缝，使裂缝更复
杂；中频流体兼顾高频和低频流体优势，效果居中。
[0025]步骤4和5中不同的第二流体排量可实现携带不同砂比的支撑剂，大排量可携带更高砂比的支撑剂。步骤6中多规格的可降解暂堵剂和颗粒可实现暂时封堵不同尺寸大小裂缝，实现更多裂缝的封堵，不同可降解暂堵剂和颗粒的比例，更能实现微裂缝的封堵。
[0026]所述带底封的脉冲水力能量生成工具为“201811389155.3连续油管拖动带底部坐封式的脉冲水力压裂工具及方法”中所示，见图4和图5。其具体结构包括：相连的脉冲频率调节装置以及液体喷射装置；所述脉冲频率调节装置包括：内部设有通道11的转子6，其用于供连续油管15提供的一部分第一流体通过；布设在所述转子6外围的转动件3和固定件4，所述转动件3随所述转子6一体转动，所述转子6相对于所述固定件4转动；布设在所述转子6外围的定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深部低渗储层阶跃式脉冲循环暂堵复杂缝网压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，井眼准备：进行通井和洗井作业；步骤2，射孔作业：使用连续油管把连接的井下脉冲水力能量生成工具下入到指定射孔段，使用第一地面压裂车组为带底封的井下脉冲水力能量生成工具提供80～140MPa压力、0.2～1.0m3/min排量的第一流体，在井下形成超高压脉冲磨料水射流，完成射孔；第一流体为压裂液；步骤3，储层起裂：使用第二地面压裂车组在连续油管与套管环空之间泵入1.0～3.0m3/min低排量高压的第二流体，使第一流体和第二流体混合，并配合使用井下脉冲水力能量生成工具生成高压脉冲水力能量，完成储层岩石破裂；第二流体为压裂液；步骤4，生成主裂缝和少量复杂缝网：提高第二流体排量至8.0～15.0m3/min，提高第一流体排量至2.0～5.0m3/min，泵注本压裂段10～20％的压裂液量，生成主裂缝和少量复杂缝网；步骤5，复杂缝网进一步扩展和加砂：按照预定加砂比在第二流体中阶梯式加入支撑剂，同时根据地层破裂和裂缝延伸压力确定控制第一流体排量和压力，加砂比控制在体积比15％以内；或者，停止第一流体注入，按照预订加砂比，第二流体排量维持8.0～15.0m3/min，阶梯式加入支撑剂，加砂比控制在体积比15％以内；步骤6，暂堵和进一步形成缝网：继续第一流体的注入，在第二流体中加入混合后的可降解暂堵剂和可降解颗粒，可降解颗粒与可降解暂堵剂的体积比为1︰1～2︰1，可降解颗粒的粒径大于可降解暂堵剂，暂堵完成后，重复步骤3、4、5，直到泵注完第一指定射孔段所需支撑剂和压裂液，第一段压裂结束；步骤7，第二段及后续段压裂：重复步骤2、3、4、5、6；期间根据现场工况，每完成3～5段压裂，及时更换井下脉冲水力能量生成工具。2.如权利要求1所述深部低渗储层阶跃式脉冲循环暂堵复杂缝网压裂方法，其特征在于，所述步骤2中，井下脉冲水力能量生成工具为带底封的脉冲水力能量生成工具。3.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆朝晖，贺培，贾云中，刘洪，邓智，欧阳黎明，袁勇，
申请(专利权)人：重庆地质矿产研究院，
类型：发明
国别省市：