一种提高多薄层纵向改造程度的压裂方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种提高多薄层纵向改造程度的压裂方法及其应用，属于油气田开发增产领域。该方法利用多薄层中的各个压裂目的层段的破裂压力值，对压裂目的层段进行排序，并优化各个压裂目的层段的射孔数量、封堵球数量和封堵球直径，进而按照破裂压力值从小到大的顺序，利用一次压裂施工作业依次压裂各个压裂目的层段。本发明专利技术利用地层破裂压力差异和射孔数量控制，通过准确计算顶替过程中的顶替时间，在降低过顶替的同时投球封堵已经压开层段，从而实现多个薄储层的分层压裂，进而将纵向上多个薄储层一次有效动用，克服了该类储层以往压裂机械方式难以封隔、多个储层压开难度大、薄层储量难以有效动用的难题。层储量难以有效动用的难题。层储量难以有效动用的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种提高多薄层纵向改造程度的压裂方法及其应用


[0001]本专利技术属于油气田开发增产领域，具体涉及一种提高多薄层纵向改造程度的压裂方法及其应用。

技术介绍

[0002]随着低渗透油田进入开发中后期，开发层系也从初期的大厚层、厚层逐渐过渡到薄层、多薄层。该类多薄层储层具有厚度小、层数多、隔层薄、跨度较大等特点，难以满足机械封隔分层压裂所需的储层条件和井筒条件，如果采用机械封隔还有可能因压裂时缝高失控而造成支撑剂的串层，最终导致支撑剂进入油套环空和封隔器位置处，造成井下作业事故。如果对每个小层单独进行压裂作业，则作业周期长，成本高，纵向动用程度低，导致储量难以控制，产量难以提高，成为制约该类储层的主要因素。
[0003]目前该类储层往往采用前置液投球压裂技术或者压后采用投球封堵技术进行分层。具体的，中国专利公开文献CN103470240A公开了一种分簇射孔与前置投球相结合的水力压裂方法，属于前置液投球压裂技术，其通过前置液投球封堵先压开地层，然后继续注入前置液压开较高应力储层，然后再投球封堵后注入前置液压裂第三层，以此类推压开所有地层。前置液结束后停泵使得封堵球从封堵炮眼掉落井底。在必要的时候可以打开放喷闸门排液2
‑
3方，保证所有封堵球掉落。继续开泵向所有地层内注入携砂液完成整个压裂施工。该方法可以有效提高前置液阶段储层的压开程度，但是携砂液阶段仍然为笼统注入，难以保证所有已压开地层都进入携砂液，因此难以保证前置液阶段压开裂缝的导流能力，进而影响到压后的产量。
[0004]中国专利公开文献CN107605449A公开了一种用于非均质储层的投球暂堵分层压裂方法，属于压后投球分层压裂技术，其根据储层起裂顺序将储层编号，并且判断是否需要封隔器等机械封隔方式辅助；首先对第一层压裂，压裂结束后投入计算后的球封堵射孔孔眼，使得液体进入下一目的层。以此类推完成所有层系的压裂施工。该方法压裂结束后进行封堵导致对支撑剂过顶替，使得裂缝口处的支撑剂铺置显著降低甚至裂缝闭合，影响了产量；无射孔数量控制，射孔数量过多是则需要桥塞或者封隔器辅助，增加了作业时间和井筒内复杂程度，增加了作业风险；投球方式为间歇式投球2
‑
4s，使得整个投球时间过长，先到达的球封堵部分孔眼后孔眼部分摩阻增加，进而液流转向，有可能封堵到了其它层段。
[0005]但是上述专利仅限于前置液阶段投球和压裂结束后投球分层压裂，未见到在压裂施工顶替液阶段投球进行的多薄层的改造技术的专利及文献。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种提高多薄层纵向改造程度的压裂方法及其应用，在降低过顶替的同时投球封堵已经压开层段，从而实现多个薄储层的分层压裂，从而将纵向上多个薄储层一次有效动用。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0008]本专利技术的第一个方面，提供了一种提高多薄层纵向改造程度的压裂方法，所述方法利用多薄层中的各个压裂目的层段的破裂压力值，对压裂目的层段进行排序，并优化各个压裂目的层段的射孔数量、封堵球数量和封堵球直径，进而按照破裂压力值从小到大的顺序，利用一次压裂施工作业依次压裂各个压裂目的层段。
[0009]本专利技术的进一步改进在于：
[0010]所述方法包括：
[0011]第一步：获取多薄层中各个压裂目的层段的破裂压力值，并根据破裂压力值将压裂目的层段进行排序；
[0012]第二步：根据破裂压力值优化射孔数量；
[0013]第三步：根据射孔数量优化投球数量；
[0014]第四步：确定封堵球的直径；
[0015]第五步：注入前置液和注入携砂液；
[0016]第六步：交联液顶替液注入、基液顶替注入和投球顶替；
[0017]第七步：重复第五步到第六步，完成各个压裂目的层段的压裂施工；
[0018]第八步：施工结束。
[0019]本专利技术的进一步改进在于：
[0020]所述第一步中的根据破裂压力值将压裂目的层段进行排序的操作包括：
[0021]多薄层的总压裂层数为M；
[0022]根据破裂压力值从低到高将各个压裂目的层段从1～M进行排序，第1层的破裂压力值最低，第M层的破裂压力值最高。
[0023]本专利技术的进一步改进在于：
[0024]所述第二步的操作包括：
[0025]利用下式获得第1层的射孔数量：
[0026][0027]其中，q为排量，ρ为液体密度，C
d
为孔眼流量系数，D为孔眼直径，N
p(i)
为第i层的射孔数量；
[0028]第2层的孔眼数量比第1层的孔眼数量少25
‑
30％，第3层的孔眼数量比第2层的孔眼数量少25
‑
30％，依此类推。
[0029]本专利技术的进一步改进在于：
[0030]所述第二步的操作包括：
[0031]利用下式获得第1层的射孔数量：
[0032][0033]利用下式获得第2层的射孔数量：
[0034][0035]利用下式获得第3层的射孔数量：
[0036][0037]其中，ΔP
ef(2)
＝ΔP
ef(1)
+3
[0038]ΔP
ef(3)
＝ΔP
ef(2)
+3
[0039]依此类推，获得其它各层的射孔数量。
[0040]其中，ΔP
ef
为孔眼摩阻，q为排量，ρ为液体密度，C
d
为孔眼流量系数，D为孔眼直径，N
p(i)
为第i层的射孔数量。
[0041]本专利技术的进一步改进在于：
[0042]所述C
d
的取值范围为0.80
‑
0.85。
[0043]本专利技术的进一步改进在于：
[0044]所述第三步的操作包括：
[0045]利用下式获得每层的投球数量：
[0046]N
i
＝αN
p(i)
，(i＝1，2，3...，M
‑
1)
[0047]式中，N
i
为第i层的投球数量，α为封堵球封堵系数。
[0048]本专利技术的进一步改进在于：
[0049]所述堵球封堵系数α的取值范围为：1.1～1.2。
[0050]所述第四步的操作包括：
[0051]利用下式计算获得封堵球的直径：
[0052]D
p
≥βD
[0053]其中，D
p
为封堵球直径；
[0054]β为封堵球选择系数，当射孔时采用的是大孔径射孔弹时，β取值为1.2，当射孔时采用的是普通射孔弹时，β取值为1.3。
[0055]本专利技术的进一步改进在于：
[0056]所述第六步中的所述交联液顶替液注入的操作包括：
[005本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高多薄层纵向改造程度的压裂方法，其特征在于：所述方法利用多薄层中的各个压裂目的层段的破裂压力值，对压裂目的层段进行排序，并优化各个压裂目的层段的射孔数量、封堵球数量和封堵球直径，进而按照破裂压力值从小到大的顺序，利用一次压裂施工作业依次压裂各个压裂目的层段。2.根据权利要求1所述的提高多薄层纵向改造程度的压裂方法，其特征在于：所述方法包括：第一步：获取多薄层中各个压裂目的层段的破裂压力值，并根据破裂压力值将压裂目的层段进行排序；第二步：根据破裂压力值优化射孔数量；第三步：根据射孔数量优化投球数量；第四步：确定封堵球的直径；第五步：注入前置液和注入携砂液；第六步：交联液顶替液注入、基液顶替注入和投球顶替；第七步：重复第五步到第六步，完成各个压裂目的层段的压裂施工；第八步：施工结束。3.根据权利要求2所述的提高多薄层纵向改造程度的压裂方法，其特征在于：所述第一步中的根据破裂压力值将压裂目的层段进行排序的操作包括：多薄层的总压裂层数为M；根据破裂压力值从低到高将各个压裂目的层段从1～M进行排序，第1层的破裂压力值最低，第M层的破裂压力值最高。4.根据权利要求3所述的提高多薄层纵向改造程度的压裂方法，其特征在于：所述第二步的操作包括：利用下式获得第1层的射孔数量：其中，q为排量，ρ为液体密度，C
d
为孔眼流量系数，D为孔眼直径，N
p(i)
为第i层的射孔数量；第2层的孔眼数量比第1层的孔眼数量少25
‑
30％,第3层的孔眼数量比第2层的孔眼数量少25
‑
30％，依此类推。5.根据权利要求3所述的提高多薄层纵向改造程度的压裂方法，其特征在于：所述第二步的操作包括：利用下式获得第1层的射孔数量：利用下式获得第2层的射孔数量：
利用下式获得第3层的射孔数量：其中，ΔP
ef(2)
＝ΔP
ef(1)
+3ΔP
ef(3)
＝ΔP
ef(2)
+3依此类推，获得其它各层的射孔数量。其中，ΔP
ef
为孔眼摩阻，q为排量，ρ为液体密度，C
d
为孔眼流量系数，D为孔眼直径，N
p(i)
为第i层的射孔数量。6.根据权利要求4或5所述的提高多薄层纵向改造程度的压裂方...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙海成，蒋廷学，王海涛，王宝峰，李奎为，刘建坤，周林波，
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：