一种水平井分段压裂提高远井裂缝复杂性的方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种水平井分段压裂提高远井裂缝复杂性的方法及其应用，针对非常规油气和致密砂岩油气压裂施工所形成远井裂缝复杂程度低的问题，本发明专利技术通过不同排量、不同黏度滑溜水和胶液组合、不同密度不同粒径支撑剂、加入上浮剂和下沉剂，使得裂缝上部、下部和端部都能够有效封堵，促成主裂缝远端净压力升高，在主裂缝远端形成更多的分支缝，并采用不同粒径、不同密度支撑剂对主裂缝和分支缝进行有效支撑，整体上提高裂缝改造体积和导流能力，按照所提出的方法进行施工，能够有效的提高压后初产和稳产。高压后初产和稳产。高压后初产和稳产。

【技术实现步骤摘要】
一种水平井分段压裂提高远井裂缝复杂性的方法及其应用


[0001]本专利技术属于压裂领域，尤其涉及非常规油气藏压裂改造
，更具体地涉及一种适用于非常规油气藏水平井分段压裂提高远井裂缝复杂性的新方法。

技术介绍

[0002]目前，水平井分段压裂技术已广泛应用于砂岩、碳酸盐岩、页岩、煤层及地热等领域。分段压裂工艺有裸眼滑套分段压裂、套管桥塞射孔联作分段压裂、水力喷射分段压裂等。上述三种分段压裂工艺已基本成熟，并取得了丰富的现场施工经验。但随着页岩气体积压裂技术的发展和应用，更多的着眼点放在如何最大限度地提高裂缝的复杂性程度，并与分段压裂形成的多条裂缝一起，大幅度提高裂缝的改造体积。
[0003]目前，提高裂缝改造体积在增加单一裂缝的条数、缝长及导流能力等方面，已做得致臻完美，但在提高单一裂缝特别是远井裂缝(靠近裂缝端部位置)的复杂性程度方面，做得还很不够，主要表现在：(1)在主裂缝侧翼方向形成的分支缝复杂程度不够甚至难以形成分支缝，最终的裂缝形态以单一裂缝为主；(2)即使在主裂缝内形成了分支缝，因主裂缝内存在延伸压力梯度，且压裂液黏度越高，施工排量越大，远井裂缝内延伸压力衰减得越快，换言之，分支缝仅在主裂缝的近井地带存在，因此，压后产量在初期相对较高，随后就快速递减，难以实现经济有效开发；(3)更进一步来说，即使在主裂缝的全缝长范围内形成了分支缝，但由于主裂缝内延伸压力从井筒到缝端的快速递减，分支缝在近井地带延伸较长，在远井地带则相对较短，也不利于提高远井地带的油气供给能力，则压后产量的递减速度仍有较大的改进空间；(4)支撑剂的运移分布特点，决定了靠近井筒的分支缝内支撑剂最多，越往裂缝端部，分支缝的支撑剂越少。这种不均衡的支撑剂分布特点，也不利于提高远井地带油气的持续供给能力。
[0004]原因在于，随着携砂液在主裂缝内的运移，遇到靠近井筒的第一个分支缝时，压裂液可以转向运移到分支缝中，而支撑剂由于密度远大于压裂液，运动惯性较大，难以随之转向运移到第一个分支缝中。显然地，随着上述携砂液在主裂缝中往端部运移，压裂液滤失越来越大，最后携砂液的浓度会越来越高，支撑剂会更有可能只在主裂缝中运移，并在主裂缝的端部堆积封堵，此时，后续注入的携砂液只有在靠近井筒的分支缝中运移，最终造成的结果是大部分支撑剂在靠近井筒的一个或多个分支缝中运移铺置，使得支撑剂铺置不均匀，影响整体导流能力和压后效果。因此，需要研究提出一种新的方法，可解决上述局限性。
[0005]专利CN110344799A公开了一种提高裂缝复杂性的临界砂堵压裂方法，通过优选前置造缝压裂液的黏度在不同阶段造不同尺度的裂缝，并优选与不同裂缝尺度相匹配的支撑剂用量比例及粒径，采用“板凳式”段塞加砂模式，结合临界砂堵压裂工艺，实现了一次加砂压裂全过程净压力和诱导应力场作用的有效提升，从而减小主裂缝不同位置处地层两向水平应力差，使天然裂缝或钙质充填的微裂隙更容易打开，主裂缝转向后与之沟通、相交，从而最大限度地提升整个裂缝系统的复杂性程度，进一步提高裂缝改造体积和单井产量。
[0006]专利CN109958426A公开了一种提高深层页岩气裂缝复杂性的压裂方法，采用前置
高粘胶液+低粘滑溜水+高粘胶液模式，用140～230目及70～140目支撑剂将各尺度裂缝充填饱和，从而达到提高深层页岩气压裂裂缝复杂性及有效改造体积的目的。该专利采用前置高粘胶液，促使主裂缝在高度及长度上快速充分的延伸；再用低粘滑溜水充分沟通与延伸与主缝连通的各种尺度的小裂缝，并以低砂比注入140～230目砂(占比5-10％)；低粘滑溜水达到设计量后，提高滑溜水粘度并逐步提高排量，以增加多尺度裂缝；140-230目支撑剂完成加入量后，采用70～140目陶粒直至泵注结束，最后用高粘胶液，以高砂比将主裂缝充填饱和。
[0007]专利CN109689836A公开了使用远场转向体系增强裂缝复杂性的方法，通过使用包含可溶解转向剂微粒和支撑剂的转向体系，可以将井处理流体的流动从地下地层内的裂缝网络内的高渗透区带转向到低渗透区带。用所述转向体系的所述支撑剂将所述高渗透区带的至少一部分支撑敞开，并用所述转向剂微粒封堵所述高渗透区带的至少一部分。然后将流体泵入所述地下地层中并进入距离所述井筒更远的所述地层的较低渗透区带中。然后，可以将所述高渗透区带中的所述转向剂微粒在原位储层条件下溶解，并且从所述裂缝网络的所述高渗透支撑区域中开采烃类。所述转向体系特别适用于增强烃类从位于井筒远场的裂缝网络中的高渗透区带中的开采。
[0008]专利CN106382111A公开了一种增加页岩气压裂裂缝复杂性的方法，根据地层脆性指数提高，降低压裂液的粘度；根据天然裂缝的缝长及缝宽延伸的范围，控制加砂时机；以及增加压裂液粘度、液量、排量及施工砂液比中的一者或多者，以促使主裂缝多次转向。以此使得天然裂缝延伸的更长些，更宽些，让主力缝的转向次数更多，并且在纵向上，尽可能多地压开所有的层理缝/纹理缝，并让其分别最大限度地获得延伸。由此，可在纵横向上最大限度地提高三维裂缝的改造体积，实现压裂效果的最大化，提高裂缝的复杂性。
[0009]文献《提高改造体积的新裂缝转向压裂技术及其应用》(油气地质与采收率，2012.5)提供了一种利用强制闭合、快速返排、多次加砂的工艺。即：在压裂过程中，在先加入一定量的支撑剂后，人工裂缝可达到一定缝长，通过计算其应力场达到一定条件后停止加砂，进行强制闭合和快速放喷，由于第1次支撑剂和强制放喷，致使人工裂缝附近产生应力集中现象，使应力场重新分布，导致地层2个水平主应力差值变小；再次施工时，通过施工参数优化，可使人工裂缝方位发生转向，其转向距离大于连续施工采用转向剂造成的转向距离，这样通过改变短期内2个水平应力场的分布而实现提高改造体积的新裂缝转向压裂技术。该技术方法核心是多次加砂和强制闭合来减小地层的2个水平主应力差值实现裂缝转向。
[0010]非常规油气水平井分段压裂追求的目标是获得更大的改造体积和更高的导流能力。目前在水平井筒范围内采取密切割结合段内多簇压裂方法，使得主裂缝条数已达到极限，但主裂缝内特别是远端的分支缝复杂程度和有效支撑还远远不够，储层整体改造体积还有待提高。

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水平井分段压裂提高远井裂缝复杂性的方法，在增大裂缝整体有效改造体积的同时，有效减缓裂缝导流能力递减率，提高压后初产和稳产。
[0012]本专利技术的目的之一在于提供一种水平井分段压裂提高远井裂缝复杂性的方法，包括：
[0013](I)在前置液造缝施工时先注入上浮剂和下沉剂进行裂缝顶底封堵，再注入低密度小粒径支撑剂进行裂缝端部砂堵；
[0014]其中，在前置液早期造缝施工时先注入上浮剂和下沉剂进行裂缝顶底封堵，在前置液中后期注入低密度小粒径支撑剂进行裂缝端部砂堵；
[0015](II)在携砂液阶段先注入超低密度小粒径支撑剂，再注入中密度小粒径支撑剂；
[0016]其中，在携砂液阶段早期注入超低密度小粒径支撑剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水平井分段压裂提高远井裂缝复杂性的方法，包括：(I)在前置液造缝施工时先注入上浮剂和下沉剂进行裂缝顶底封堵，再注入低密度小粒径支撑剂进行裂缝端部砂堵；(II)在携砂液阶段先注入超低密度小粒径支撑剂，再注入中密度小粒径支撑剂；(III)在主裂缝加砂施工时注入大粒径支撑剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(I)中，所述上浮剂的粒径为140目～210目、密度小于1g/cm3，所述下沉剂的粒径为140目～210目、密度大于3.2g/cm3，优选地，上浮剂与下沉剂的比为(1～1.2):1；和/或在步骤(I)中，所述超低密度小粒径支撑剂的视密度为0.85～1.1g/cm3，粒径为70目～140目或40目～70目或两者的混合。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤(I)中，在步骤(I)中，采用黏度1mPa.s～3mPa.s的低黏度滑溜水进行造缝施工，排量先取设计最高排量的30％～40％，再逐级升高到设计的最高排量；优选地，当前置液液量达到设计的10％～15％时，注入所述上浮剂和下沉剂，施工砂液比3％～5％～7％～9％，每段砂液比量按10m3～15m3，注完后可停泵3min～5min，以确保其控缝高效果。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(I)中，在前置液量注完50％～60％后，开始注入所述超低密度支撑剂，连续施工的砂液比为4％～6％～8％～12％，每段液量为10m3～15m3。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(II)中，所述超低密度小粒径支撑剂的视密度为0.85～1.1g/cm3，粒径为70目～140目；优选地，在注入超低密度小粒径支撑剂时，前期段塞式加砂，砂液比3％～5％～7％，每个砂液比段液量8～10m3，隔离液段与支撑剂段体积比为(0.8～1.2):1；中后期采取连续加砂模式，砂液比5％～7％～9％～11％，每个砂液比液量8m3～10m3。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(II)中，所述中密度小粒径支撑剂的视密度为2.8g/cm3以上，粒径为70～140目；优选地，在注入中密度小粒径支撑剂时，为适当增加支撑剂量，前期段塞式加砂，砂液比3％～5％～7％，每个砂液比段液量8～10m3，隔离液段与支撑剂段体积比为(0.8～1.2):1；中后期采...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋廷学，吴春方，刘建坤，许国庆，王宝峰，李奎为，吴峙颖，
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：