一种裂缝气藏复杂缝网创生的氧化致裂方法技术

本发明专利技术公开了一种裂缝气藏复杂缝网创生的氧化致裂方法，包括：对已经压裂的气藏进行重复改造或裂缝气藏改造时，压裂液采用领液

【技术实现步骤摘要】
一种裂缝气藏复杂缝网创生的氧化致裂方法


[0001]本专利技术涉及石油与天然气开采
增产改造新方法，具体的说，涉及一种裂缝气藏复杂缝网创生的氧化致裂方法。

技术介绍

[0002]水力压裂常用于致密气藏开发，致密气藏可能发育天然长裂缝。致密气赋存于致密砂岩、致密碳酸盐、页岩等储层中，致密气储层普遍具有低孔、致密、渗流条件差等特点，相对于常规气难于开发利用。目前，水平井分段水力压裂是致密气藏有效增产改造手段，水力压裂破碎岩石基块，同时开启天然裂缝，使得气层内部形成复杂人工裂缝网络，缩短气体从基质到裂缝的渗流距离、增大泄流面积，实现致密气藏经济开发。受储层致密和其他多种因素影响，致密气藏采收率低，气井增产有效期一般为1
‑
3年。仅依靠水平井水力压裂，鄂尔多斯盆地苏里格致密砂岩气藏采收率为26％，低于气藏平均采收率45％
‑
65％，因此致密气藏需要更为有效的增产技术手段。
[0003]致密气藏有效开发与提高采收率的关键是形成密集裂缝网络。近年来,已有学者提出了一种新的提高产量和采收率的措施——重复压裂,旨在通过该技术改善致密气井的生产状态,重新激活那些已经被废弃或即将被废弃的致密气井。随着研究的深入和认识的提高，已经形成了一定的理论与技术。据矿场数据表明，重复压裂后的生产特征改善非常明显,气井产量和最终可采资源量(EUR)提高效果显著。
[0004]深层气藏基块致密，水力压裂改造效果有限，但可能发育天然裂缝；国内某油田曾在使用过氧化氢对油层解堵时在发生爆炸事故。因此，氧化液解释放的氧气与储层中甲烷混合后具有燃爆潜力；并且氧化液对页岩中有机质、黄铁矿等沉积环境产物具有溶蚀作用。利用氧化溶蚀和混合气体爆炸的复合作用创生裂缝，促使页岩气解吸，增加改造深度，并进一步计算各工作液用量和改造范围。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在基于现有重复压裂技术之上，提供一种裂缝气藏复杂缝网创生的氧化致裂方法，以提高现有压裂改造方法的造缝效率与裂缝密度，补充增强现有理论依据。本专利技术基于对已有裂缝的认识，根据化学热力学性质、重复改造地层物性，考虑氧化致裂产生的高温高压对气层的改造作用，计算合理的压裂液用量和波及范围。
[0006]本专利技术的具体技术方案如下：
[0007]一种裂缝气藏复杂缝网创生的氧化致裂方法，包括：
[0008]对已经压裂的气藏进行重复改造或裂缝气藏改造时，压裂液采用领液
‑
氧化液
‑
隔离液
‑
诱导液
‑
驱替液的顺序，以段塞式注入已有裂缝中，利用氧化液产生的氧气与气层裂缝中的甲烷混合，当产生氧气的量达到甲烷爆炸极限范围时，使气层裂缝内发生局部爆裂，形成密集的裂缝。
[0009]作为优选的技术方案，所述领液是微乳液或弱凝胶，根据水力压裂主裂缝的几何
形态确定所述领液的注入量。
[0010]作为优选的技术方案，根据下式计算所述领液的注入量：
[0011]V1＝1.2hlW
[0012]式中：V1为领液体积；h为水力压裂主裂缝高度；l为水力压裂主裂缝长度，m；W为水力压裂主裂缝宽度。
[0013]作为优选的技术方案，所述氧化液为浓度10％
‑
20％的过氧化氢溶液。
[0014]作为优选的技术方案，建立波及半径与过氧化氢注入质量的方程式：
[0015][0016]式中，P
o
为原始地层压力；σ为岩石抗张强度；R为理想气体常数；Z
o
为氧化致裂前气体压缩因子；Z
m
为氧化致裂后气体压缩因子；T
o
为原始地层温度，K；φ为气层孔隙度；r为氧化致裂波及半径；m为过氧化氢注入质量；M
H2O2
为过氧化氢摩尔质量；M
CH4
为甲烷摩尔质量；C为甲烷的比热容；q为产物为气态水时甲烷的热值；
[0017]根据给定的过氧化氢注入质量m，得到波及半径r的一元四次方程，计算得到波及半径r。
[0018]作为优选的技术方案，所述隔离液是体系粘度10
‑
30mPa
·
s的高黏度滑溜水，用于将氧化液从井筒挤进地层，防止氧化液中过氧化氢与诱导液中催化分解剂在井筒内反应，注入量大于井筒有效容积。
[0019]作为优选的技术方案，所述诱导液为携带催化分解剂的滑溜水，催化分解剂包括但不限于二氧化锰和氢氧化钠。
[0020]作为优选的技术方案，所述催化分解剂的注入量为过氧化氢的0.1
‑
0.3倍。
[0021]作为优选的技术方案，所述驱替液选用滑溜水，用于将过氧化氢、催化剂驱替至裂缝内部。
[0022]作为优选的技术方案，根据下式计算所述驱替液的注入量：
[0023]V5＝1.5(2rhW+2φπr3+V
well
)
[0024]式中，V5为驱替液体积；r为氧化致裂波及半径；h为水力压裂主裂缝高度；W为水力压裂主裂缝宽度；φ为气层孔隙度；V
well
为井筒有效容积。
[0025]有益效果在于：
[0026](1)适用范围广，深层气藏地层压力大，岩石压实作用强，水力压裂造缝能力有限，而氧化致裂利用氧化溶蚀和混合气体爆裂有效改造气藏，既可用于气藏水力压裂后重复压裂增产改造，也可对发育天然长裂缝的气藏进行改造；
[0027](2)利用化学能扩大改造范围，在地层条件下过氧化氢分解放热，增大甲烷爆炸极限范围，促使过氧化氢分解释放的氧气和气藏中甲烷混合后燃爆，释放热量的同时生成大量气体，产生高温高压环境，致裂岩石，进一步提高裂缝深度和缝网密度；
[0028](3)施工快速安全，与现有水力压裂、重复压裂技术相比，氧化致裂基于对已有裂缝认识上，能够使液体快速泵入地层，并初步判断液体注入量和爆裂范围。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0030]图1为根据本专利技术的实施例的致密气藏水平井氧化致裂工作液注入顺序的示意图；
[0031]图2为根据本专利技术的实施例的致密气藏氧化致裂改造的示意图；
[0032]图3为根据本专利技术的实施例的致密气藏氧化致裂波及范围示意图；
[0033]图中：a
‑
致密气藏波及范围；b
‑
水力压裂主裂缝或天然裂缝；c
‑
水平井井眼。
[0034]图中，a
‑
致密气藏；b
‑
驱替液；c
‑
诱导液；d
‑
隔离液；e
‑
氧化液；f
‑
领液；g...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种裂缝气藏复杂缝网创生的氧化致裂方法，其特征在于：包括：对已经压裂的气藏进行重复改造或裂缝气藏改造时，压裂液采用领液
‑
氧化液
‑
隔离液
‑
诱导液
‑
驱替液的顺序，以段塞式注入已有裂缝中，利用氧化液产生的氧气与气层裂缝中的甲烷混合，当产生氧气的量达到甲烷爆炸极限范围时，使气层裂缝内发生局部爆裂，形成密集的裂缝。2.根据权利要求1所述的一种裂缝气藏复杂缝网创生的氧化致裂方法，其特征在于：所述领液是微乳液或弱凝胶，根据水力压裂主裂缝的几何形态确定所述领液的注入量。3.据权利要求1或2所述的一种裂缝气藏复杂缝网创生的氧化致裂方法，其特征在于：根据下式计算所述领液的注入量：V1＝1.2hlW式中：V1为领液体积；h为水力压裂主裂缝高度；l为水力压裂主裂缝长度，m；W为水力压裂主裂缝宽度。4.根据权利要求3所述的一种裂缝气藏复杂缝网创生的氧化致裂方法，其特征在于：所述氧化液为浓度10％
‑
20％的过氧化氢溶液。5.根据权利要求4所述的一种裂缝气藏复杂缝网创生的氧化致裂方法，其特征在于：建立波及半径与过氧化氢注入质量的方程式：式中，P
o
为原始地层压力；σ为岩石抗张强度；R为理想气体常数；Z
o
为氧化致裂前气体压缩因子；Z
m
为氧化致裂后气体压缩因子；T
o
为原始地层温度，K；φ为气层孔隙度；r为氧化致裂波及半径；m为过氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：游利军，钱锐，康毅力，程秋洋，张楠，周洋，王福荣，成露，范道全，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：