一種可阻止高能氣體壓裂預(yù)存裂縫閉合的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種可阻止高能氣體壓裂預(yù)存裂縫閉合的方法，包括步驟：一、射孔槍射孔：采用下放入油氣井井筒內(nèi)的射孔槍射孔，并在目的層段內(nèi)形成多個射孔孔眼；二、人工井底施工：在油氣井井筒底部施工人工井底；三、油管下放及壓擋液注入：將油管下放至目的層段所處位置處，并通過油管向油氣井的井眼內(nèi)注入壓擋液，直至套管和油管內(nèi)均灌滿壓擋液；四、壓裂支撐液注入及頂替，過程如下：隔離液初次注入、壓裂支撐液注入、隔離液二次注入和壓裂支撐液頂替，直至將壓裂支撐液頂替至目的層段；五、起下油管及爆炸藥柱吊裝與下放；六、起爆。本發(fā)明專利技術(shù)方法步驟簡單、設(shè)計合理且實(shí)現(xiàn)方便、使用效果好，能有效解決高能氣體壓裂過程中存在的裂縫閉合問題。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)油氣田地層壓裂改造
，尤其是涉及一種可阻止高能氣體壓裂預(yù)存 裂縫閉合的方法。
技術(shù)介紹
目前，常用的壓裂方法有水力壓裂、爆炸壓裂和高能氣體壓裂。其中，高能氣體壓 裂又稱燃爆壓裂，其利用火藥或推進(jìn)劑的燃燒產(chǎn)生脈沖加載并控制壓力上升速度使迅速釋 放的高溫高壓氣體在井筒附近壓開多方位的徑向裂縫，溝通儲層中的天然裂縫，達(dá)到增產(chǎn) 目的。現(xiàn)如今，高能氣體壓裂技術(shù)及其復(fù)合壓裂技術(shù)均得到了迅速發(fā)展，在油氣田獲得了成 功的應(yīng)用。高能氣體壓裂主要通過火藥或推進(jìn)劑在油氣層段產(chǎn)生的高溫高壓氣體壓開地 層，延伸預(yù)存裂縫的徑向長度，減小地層的破裂壓力，為水力壓裂在目的層段形成體積縫網(wǎng) 創(chuàng)造條件。 但是，目前所采用的高能氣體壓裂技術(shù)遇到的共同尷尬是：在高破裂壓力、低滲透 等地層應(yīng)用時，待燃爆作業(yè)結(jié)束后，井筒內(nèi)的壓力恢復(fù)原狀，由于沒有高壓氣體繼續(xù)支撐已 開啟的預(yù)存裂縫，則預(yù)存裂縫將重新閉合，致使高能氣體壓裂技術(shù)一直追求的減小破裂壓 力的目標(biāo)大打折扣，嚴(yán)重制約著該技術(shù)改造地層的效果。因此，有必要解決高能氣體壓裂技 術(shù)遇到的這一裂縫閉合問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種可阻止高 能氣體壓裂預(yù)存裂縫閉合的方法，其方法步驟簡單、設(shè)計合理且實(shí)現(xiàn)方便、使用效果好，能 有效解決高能氣體壓裂過程中存在的裂縫閉合問題。 為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是：一種可阻止高能氣體壓裂預(yù)存 裂縫閉合的方法，其特征在于該方法包括以下步驟： 步驟一、射孔槍射孔：采用下放入油氣井井筒內(nèi)的射孔槍進(jìn)行射孔，并在目的層段 內(nèi)形成多個射孔孔眼，所述目的層段為需進(jìn)行高能氣體壓裂處理的油氣儲層； 步驟二、人工井底施工：在所述油氣井的井筒底部施工人工井底，所述人工井底位 于所述油氣井內(nèi)的套管底部且其位于所述目的層段下方； 步驟三、油管下放及壓擋液注入：將油管下放至步驟一中所述目的層段所處位置 處，并通過油管向所述油氣井的井眼內(nèi)注入壓擋液，直至套管和油管內(nèi)均灌滿壓擋液；所述 油管位于步驟二中所述人工井底上方； 所述壓擋液為水或KCl水溶液； 步驟四、壓裂支撐液注入及頂替，過程如下： 步驟401、隔離液初次注入：向步驟三中所述油管內(nèi)注入隔離液； 步驟402、壓裂支撐液注入：向所述油管內(nèi)注入壓裂支撐液； 所述壓裂支撐液由以下質(zhì)量百分比的原料組成：稠化劑：0. 2%~1. 25% ;粘土穩(wěn) 定劑：0· 3%~2%;交聯(lián)劑：0· 15%~0· 8%;破膠劑：0· 1%~0· 65%;pH調(diào)節(jié)劑：0· 25%~ 0. 4% ;壓裂支撐劑：23%~29% ;余量為水； 所述稠化劑為胍膠，所述交聯(lián)劑為有機(jī)硼交聯(lián)劑； 步驟403、隔離液二次注入：向所述油管內(nèi)注入隔離液； 步驟404、壓裂支撐液頂替：向所述油管內(nèi)連續(xù)注入頂替液，直至將步驟402中注 入的壓裂支撐液頂替至所述目的層段； 步驟五、起下油管及爆炸藥柱吊裝與下放：先將油管提升至所述油氣井的井眼外 偵L并將爆炸藥柱吊裝在油管下方，再將油管連同所述爆炸藥柱下放至所述油氣井的井筒 內(nèi)；下放到位后，所述爆炸藥柱浸泡于步驟404中所述壓裂支撐液內(nèi)； 所述爆炸藥柱為固體推進(jìn)劑藥柱，所述爆炸藥柱上部裝有起爆器，所述起爆器吊 裝在油管底部； 步驟六、起爆：通過油管引爆步驟五中下放到位的起爆器，并通過起爆器引爆固體 推進(jìn)劑藥柱，固體推進(jìn)劑藥柱產(chǎn)生爆破產(chǎn)生的高壓氣體通過步驟一中多個所述射孔孔眼壓 裂所述目的層段。 上述，其特征是：步驟一中所述射 孔孔眼的孔密度不小于24孔/m，所述射孔孔眼的孔密度指沿所述油氣井的井筒長度方向 每米長度上的射孔孔眼數(shù)量。 上述，其特征是：步驟一中所述射 孔孔眼的走向沿所述目的層段的最小水平主應(yīng)力方向。 上述，其特征是：步驟二中所述人 工井底為通過油管下放至所述油氣井井筒底部的橋塞；步驟402中注入壓裂支撐液的體積 V多Vtl，其中Vtl= SXL ^，其中S為所述油氣井的井筒橫截面積，Ltl為所述目的層段的厚度； 步驟401中注入隔離液的體積為，步驟403中注入隔離液的體積為 上述，其特征是：步驟401和步 驟403中所述隔離液均為憎水隔離液；所述憎水隔離液由四氯化碳和油液按體積比40~ 55 : 100均勻混合而成；所述油液為原油或柴油。 上述，其特征是：步驟402中所述 稠化劑為超級胍膠；所述粘土穩(wěn)定劑為CC-200KF或WD-5,所述有機(jī)硼交聯(lián)劑為BXL-LTD、 BCL-61或BCL-81，所述破膠劑為WBK-143L破膠劑、Breaker 3L破膠劑、DBR-HT破膠劑、APS 破膠劑或NBA-101破膠劑中的一種或幾種，pH調(diào)節(jié)劑為碳酸鈉或碳酸氫鈉；所述支撐劑為 陶粒或石英砂，所述陶粒和石英砂的粒度均為40目~70目。 上述，其特征是：步驟404中所述 頂替液為水或KCl水溶液。 上述，其特征是：步驟三中所述油 管下放到位后，所述油管底端至步驟二中所述人工井底上部的距離為0. 5m~Im ;所述油管 與所述油氣井的井筒呈同軸布設(shè)。 上述，其特征是：步驟五中所述固 體推進(jìn)劑藥柱采用的推進(jìn)劑為雙芳鎂推進(jìn)劑、雙芳-3復(fù)合推進(jìn)劑、RSTll復(fù)合型推進(jìn)劑或 改性雙基推進(jìn)劑。 上述，其特征是：步驟五中所述固 體推進(jìn)劑藥柱的數(shù)量為多個，多個所述固體推進(jìn)劑藥柱由上至下布設(shè)，多個所述固體推進(jìn) 劑藥柱中位于最上部的固體推進(jìn)劑藥柱為上端藥柱，所述起爆器位于所述上端藥柱的上 部；上下相鄰兩個所述固體推進(jìn)劑藥柱之間通過一個連接管進(jìn)行連接。 本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、方法步驟簡單且實(shí)現(xiàn)方便，施工成本較低。 2、施工進(jìn)度快，省工省時。 3、方法設(shè)計合理且各步驟銜接緊密、相互配合，主要施工過程如下：先用射孔搶射 開目的層段；在井筒內(nèi)目的層段處底部下入橋塞坐封以構(gòu)筑人工井底；將油管下入目的層 段處，用泵車將壓擋液通過油管并灌滿井筒；用水泥泵車在油管中先泵入憎水隔離液，然 后泵入壓裂支撐液，接著再泵入憎水隔離液，最后泵入頂替液將泵入的壓裂支撐液的液段 頂替至目的層段；起下油管，并將固體推進(jìn)劑藥柱和起爆器均與油管連接后，下入至目的層 段，使固體推進(jìn)劑藥柱浸沒在壓裂支撐液中，并調(diào)整油管，使得起爆器恰好浸沒在壓裂支撐 液的內(nèi)側(cè)頂部；敞開井筒，在地面向油管中投擲一撞擊桿，引爆起爆器，進(jìn)而點(diǎn)燃固體推進(jìn) 劑藥柱，壓裂地層，并形成多條不受地應(yīng)力控制的裂縫（即預(yù)存裂縫），并將壓裂支撐液（主 要指壓裂支撐液中的支撐劑）推入已張開的裂縫通道，支撐劑在燃爆作業(yè)結(jié)束后便留于預(yù) 存裂縫內(nèi)，對預(yù)存裂縫起到支撐作用，為后續(xù)水力壓裂再次壓開并延伸裂縫創(chuàng)造了有利條 件。 4、施工過程安全、可靠，固體推進(jìn)劑藥柱下井作業(yè)結(jié)束后，在橋塞之上是壓裂支撐 液，壓裂支撐液內(nèi)浸沒的是固體推進(jìn)劑藥柱，起爆器在固體推進(jìn)劑藥柱的頂端，在起爆器之 上的油管內(nèi)設(shè)置有憎水隔離液和壓擋液，壓裂支撐液上部是憎水隔離液，憎水隔離液上部 至所述油氣井的井口是壓擋液。由于壓裂支撐液上方是憎水隔離液，用以將壓擋液與壓裂 支撐液分隔開來，以免破壞壓裂支撐液；而壓擋液則充滿了憎水隔離液上部的井筒空間，主 要用于井筒憋壓壓開地層，但又起到緩沖燃爆產(chǎn)生的能量以免損壞井筒的作用。 5、所采用的憎水隔離液配方設(shè)計合理、制本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種可阻止高能氣體壓裂預(yù)存裂縫閉合的方法，其特征在于該方法包括以下步驟：步驟一、射孔槍射孔：采用下放入油氣井井筒內(nèi)的射孔槍進(jìn)行射孔，并在目的層段內(nèi)形成多個射孔孔眼(8)，所述目的層段為需進(jìn)行高能氣體壓裂處理的油氣儲層；步驟二、人工井底施工：在所述油氣井的井筒底部施工人工井底，所述人工井底位于所述油氣井內(nèi)的套管(5)底部且其位于所述目的層段下方；步驟三、油管下放及壓擋液注入：將油管(6)下放至步驟一中所述目的層段所處位置處，并通過油管(6)向所述油氣井的井眼內(nèi)注入壓擋液(4)，直至套管(5)和油管(6)內(nèi)均灌滿壓擋液(4)；所述油管(6)位于步驟二中所述人工井底上方；所述壓擋液(4)為水或KCl水溶液；步驟四、壓裂支撐液注入及頂替，過程如下：步驟401、隔離液初次注入：向步驟三中所述油管(6)內(nèi)注入隔離液；步驟402、壓裂支撐液注入：向所述油管(6)內(nèi)注入壓裂支撐液(2)；所述壓裂支撐液(2)由以下質(zhì)量百分比的原料組成：稠化劑：0.2％～1.25％；粘土穩(wěn)定劑：0.3％～2％；交聯(lián)劑：0.15％～0.8％；破膠劑：0.1％～0.65％；pH調(diào)節(jié)劑：0.25％～0.4％；壓裂支撐劑：23％～29％；余量為水；所述稠化劑為胍膠，所述交聯(lián)劑為有機(jī)硼交聯(lián)劑；步驟403、隔離液二次注入：向所述油管(6)內(nèi)注入隔離液；步驟404、壓裂支撐液頂替：向所述油管(6)內(nèi)連續(xù)注入頂替液，直至將步驟402中注入的壓裂支撐液(2)頂替至所述目的層段；步驟五、起下油管及爆炸藥柱吊裝與下放：先將油管(6)提升至所述油氣井的井眼外側(cè)，并將爆炸藥柱吊裝在油管(6)下方，再將油管(6)連同所述爆炸藥柱下放至所述油氣井的井筒內(nèi)；下放到位后，所述爆炸藥柱浸泡于步驟404中所述壓裂支撐液(2)內(nèi)；所述爆炸藥柱為固體推進(jìn)劑藥柱(1)，所述爆炸藥柱上部裝有起爆器(9)，所述起爆器(9)吊裝在油管(6)底部；步驟六、起爆：通過油管(6)引爆步驟五中下放到位的起爆器(9)，并通過起爆器(9)引爆固體推進(jìn)劑藥柱(1)，固體推進(jìn)劑藥柱(1)產(chǎn)生爆破產(chǎn)生的高壓氣體通過步驟一中多個所述射孔孔眼(8)壓裂所述目的層段。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳飛鵬，劉靜，蒲春生，任楊，黃小梅，趙青，
申請(專利權(quán))人：中國石油大學(xué)華東，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37