一种降温增脆多步压裂方法技术

本发明专利技术提供了一种降温增脆多步压裂方法，其中，所述方法包括以低温流体对地层进行反复n步压裂以在储层中形成压裂缝网，压裂结束后以压裂支撑剂对压裂缝网进行支撑，n为每次压裂的实施步骤的次数。按照本发明专利技术，通过多步储层降温增脆，往复多步压裂，可实现页岩等储层的充分体积改造。按照鄂尔多斯盆地东缘山西组泥页岩储层条件，初步估算单井初期日产量可在目前的基础上提高3

【技术实现步骤摘要】
井压裂中每一段的一次压裂。
[0009]本专利技术主要是采用低温流体(如液氮、液态二氧化碳或其他低温流体等)作为压 裂液，通过低温压裂液来降低储层温度以提升脆性，且在作业过程中通过分步脉冲式 注入压裂液，使每步压裂过程中低温流体与储层充分接触，以达到更好体积压裂效果。
[0010]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述低温流体的热容满足如下公式(1)：
[0011][0012]其中，C
f
为低温流体的热容，J/g；V
f
为注入地层的压裂液体积，m3；ρ
f
为注入 地层的压裂液密度，t/m3；C
r
为储层的热容，J/g；V
r
为储层降温体积，m3；ρ
r
为储 层密度，t/m3；T
r0
为储层初始绝对温度，K；T
r1
为降温后的储层绝对温度，K；T
f0
为 压裂液初始绝对温度，K；T
f1
为吸热后的压裂液绝对温度，K。
[0013]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述低温流体选自液氮或液态二氧化碳。
[0014]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，所述方法包括如下步骤：
[0015](1)以低温流体对储层进行压裂，然后关井降温，使得低温流体充分与储层接 触，并实现低温流动对储层的降温作用；
[0016](2)步骤(1)的关井降温结束后，继续以低温流体对储层进行压裂，然后关井 降温；
[0017](3)重复步骤(2)，直至完成压裂；
[0018](4)加入压裂支撑剂，对压裂形成的压裂缝网进行支撑。
[0019]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，步骤(1)的压裂压力大于储层最大水平 主应力并且比破裂压力(储层破裂压力)大至少10％。
[0020]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，步骤(2)的压裂压力比步骤(1)的压裂 压力大至少10％。
[0021]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，步骤(3)的第n步的压裂压力比第n
‑
1 步压裂压力大至少10％。
[0022]其中可以理解的是，上面所述的某某比某某某大至少10％，是表示某某至少等于 某某某
×
(1+10％)，或者比这个数值更大。
[0023]根据本专利技术一些具体实施方案，其中，步骤(3)中每次(每重复一次)关井降 温的时间按照公式(2)
‑
(5)求取：
[0024]根据储层特征建立井筒附近页岩储层热传导方程(2)
[0025][0026]其中，T为储层绝对温度，K；r为储层中某一点距井筒中心的距离，m；α为储 层热扩散系数，m2/d；t为关井降温时间，天；
[0027]初始条件：T|
ti＝0
＝T
di
ꢀꢀꢀ
(3)
[0028](第i步降温的初始条件为第i
‑
1步降温后的储层温度场)
[0029]其中，ti为第i步降温的初始时间，d；T
di
为第i步降温的初始时刻低温流体的绝 对温度，K；
读者更好地理解本专利技术的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
[0046]实施例1
[0047]以海陆过渡相页岩储层为例(例如鄂尔多斯盆地陆相山西组)，储层埋深2500m， 温度76℃，石英矿物含量25％
‑
30％、黏土矿物含量40％
‑
45％，储层破裂压力 62
‑
65Mpa，储层脆性较差，压裂后形成体积封网难度较大。按照本专利技术专利，根据 固态物质降温后可提高脆性的属性，采用低温液氮作为压裂液，并使压裂液在储层中 与页岩充分接触，吸取储层热量降低温度，以实现储层脆性的增强。
[0048]采用多步脉冲压裂方式对降温增脆后的储层区域进行体积改造，进行提升压裂缝 网的复杂程度，最后一步压裂加入支撑剂以实现裂缝网络的支撑。具体为：
[0049](1)如图1所示，以液氮对储层进行压裂，压裂压力为72Mpa，然后根据以上 方法计算得关井1.0
‑
1.5天，储层2m范围内平均温度降温至35
‑
40℃。
[0050](2)步骤(1)的关井降温结束后，继续以液氮对储层进行压裂，然后关井降温， 每次施工压裂比上一次提高10％左右，关井时间1.0
‑
1.5天。
[0051](3)重复步骤(2)过程4次(共实施5次)，每次压裂压力分别为79、87、 96和103Mpa，每次关井时间为关井时间1.0
‑
1.5天，最终是要压裂裂缝的垂向逢高 10m左右(见图2)。
[0052](4)在最后一次压裂过程中加入压裂支撑剂，对压裂形成的缝网进行支撑(见 图3)。选用低密度陶粒作为支撑剂，按照70
‑
100目、40
‑
70目和20
‑
40目顺序加入 支撑剂。
[0053]经过上述处理，页岩气水平井1000m水平段长10段压裂，可使得单井测试产量 由2
×
104‑5×
104m3/d提高至10
×
104m3/d，单井最终可采储量由0.2
×
108‑
0.4
×
108m3， 提高至0.8
×
108m3以上。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降温增脆多步压裂方法，其中，所述方法包括在每次压裂中，以低温流体对地层进行反复n步压裂以在储层中形成压裂缝网，压裂结束后以压裂支撑剂对压裂缝网进行支撑。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述低温流体的热容满足如下公式(1)：其中，C
f
为低温流体的热容，J/g；V
f
为注入地层的压裂液体积，m3；ρ
f
为注入地层的压裂液密度，t/m3；C
r
为储层的热容，J/g；V
r
为储层降温体积，m3；ρ
r
为储层密度，t/m3；T
r0
为储层初始绝对温度，K；T
r1
为降温后的储层绝对温度，K；T
f0
为压裂液初始绝对温度，K；T
f1
为吸热后的压裂液绝对温度，K。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述低温流体选自液氮或液态二氧化碳。4.根据权利要求1～3任意一项所述的方法，其中，所述方法包括如下步骤：(1)以低温流体对储层进行压裂，然后关井降温，使得低温流体充分与储层接触，并实现低温流动对储层的降温作用；(2)步骤(1)的关井降温结束后，继续以低温流体对储层进行压裂，然后关井降温；(3)重复步骤(2)，直至完成压裂；(4)加入压裂支撑剂，对压裂形成的压裂缝网进行支撑。5.根据权利要求1～4任意一项所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨慎，王红岩，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：