一種綜合控制裂縫高度的壓裂方法技術

本發明專利技術公開了一種綜合控制裂縫高度的壓裂方法。所述方法包括：注入轉向劑產生人工隔層，使用清潔壓裂液，控制施工規模，設計變排量、低排量的施工泵序，使用不同粒徑支撐劑組合，根據施工壓力監控結果調整泵注程序。本發明專利技術所述方法工藝簡單、便于操作、施工效果明顯，可廣泛用于目標儲層薄，儲層和隔層之間應力差小的油氣藏改造施工中，可以很好的控制裂縫在垂向延伸，從而避免溝通水層、氣層或在垂向上的無效延伸，降低壓裂液和支撐劑的用量，減少壓裂施工的成本，提高壓裂改造增產的效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及采油領域，進一步地說，是涉及。
技術介紹
壓裂是國內外低滲透儲層改造的重要措施，而將裂縫高度控制在生產層中是壓裂成功的關鍵。常規的裂縫高度控制技術就是選擇和利用生產層上下的致密泥質隔層、施工排量、壓裂液粘度和密度來控制裂縫高度。但是當生產層很薄或者當阻擋層為弱應力層時，裂縫可能穿透生產層進入阻擋層，導致縫高失控，從而達不到設計要求，影響壓裂效果。對于裂縫高度的控制還采用人工隔層技術，即在進行加砂壓裂之前，在裂縫上部、下部或者上部和下部同時使用轉向劑，以限制裂縫縱向延伸。但是由于攜帶液粘度的選擇、上浮劑或下沉劑粒度選擇和使用濃度等因素，存在砂堵和人工隔層厚度不夠、形不成有效的應力遮擋，導致縫高失控的風險。WO 2010/068128A1公開了:在進行常規壓裂工藝之前，在裂縫上部、下部或者上部和下部同時使用轉向劑，以限制裂縫縱向延伸。低粘度前置液啟裂，然后注入較高粘度液體攜帶轉向劑，隨后較低粘度不含轉向劑液體將轉向劑頂替到預定位置。上轉向劑密度低于液體密度，下轉向劑密度高于液體密度。另外，在泵入轉向劑階段和較低粘度頂替液階段之間，也可以使用高粘度不含轉向劑液體將轉向劑推向裂縫深處。為了同時添加上、下轉向齊U，可以使用較高粘度的前置液，或者同時包括低密度和高密度轉向劑。采取不同的方法注入轉向劑，可以較好的控制裂縫在垂向的延伸；但是存在砂堵和人工隔層厚度不夠、形不成有效的應力遮擋，導致縫高失控的風險；是一種單一的控縫高工藝。美國專利US 2005/0016732A1公開了:在壓裂時，為了確保儲層下部水層的滲透性降低，采取2個步驟。第一步是采用鹽水、清水、鹵水、液態烴或者N2和其他氣體等不含支撐劑的流體或者其加重流體壓開儲層；第二步注入含有相對較輕密度的支撐劑的流體。不含支撐劑的流體的密度或粘度大于含支撐劑流體的密度或粘度。在有底水的油氣藏壓裂時，注入轉向劑，可以較好的控制裂縫高度的增長，避免壓開水層；但是存在砂堵和人工隔層厚度不夠、形不成有效的應力遮擋，導致縫高失控的風險；是一種單一的控縫高工藝。美國專利US4478282公開了:為了控縫高，正式壓裂以前注入一段無支撐劑的流體；在無支撐劑液體注入階段包括傳輸液體和回流物質；該回流物質可以是任何用作支撐劑的顆粒，但是顆粒粒徑分布必須滿足在裂縫頂底部形成致密的不滲透隔離。回流物質的組成最好是有兩種以上不同粒徑顆粒。假設壓裂時裂縫在鄰近頁巖的擴展寬度窄于儲層的擴展寬度，注入可以回流的轉向劑，可以較好的控制垂向縫高的延伸；但是存在砂堵和人工隔層厚度不夠、形不成有效的應力遮擋，導致縫高失控的風險；是一種單一的控縫高工藝。美國專利US3851709公開了:先水力加壓，使裂縫啟裂。然后降低壓力，使其不超過預定壓力，實現裂縫向地層延伸通過控制施工壓力，控制裂縫垂向延伸；該技術對于較厚生產層有一定的適用性，但是對于薄生產層不適用；是一種單一的控縫高工藝。《裂縫高度控制技術在大牛地氣田的應用》(科技信息，2010年，第20期)分別采用上轉向劑技術和下轉向劑技術控制縫高；在前置液+變排量+上轉向劑技術壓裂施工的6井層中，有67%的井控制縫高有效，達到或超過預測的無阻流量；下轉向劑技術施工I井次，控制縫高無效；是一種單一的控制縫高工藝，需根據具體井況與其他控制縫高工藝結合提高控制縫高的成功率。《水力壓裂裂縫高度的控制技術及其成功應用》(油氣井測試，2006年，15卷，第4期)低前置液量；低壓裂液粘度；低泵注排量；小規模；監測套壓變化。該井壓裂前后井溫測試及試油驗竄，縫高29m，未竄至上部含油水層。研究成果表明:目的層和上下隔層應力差值為5MPa左右，即可有效控制裂縫在垂向的延伸。該井壓裂目的層和上下隔儲層應力差值分別為14MPa、22MPa，具有較好的遮擋作用，可以有效的控制裂縫在垂向的延伸。因此，控縫高的效果值得進一步探討分析。目前，目標儲層薄，儲層和隔層之間應力差小的油氣藏改造施工中，還沒有形成一套有效的綜合控制裂縫高度的壓裂方法。
技術實現思路
為解決現有技術中存在的問題，本專利技術提供了。可以很好的控制裂縫在垂向延伸，從而避免溝通水層、氣層或在垂向上的無效延伸，降低壓裂液和支撐劑的用量，減少壓裂施工的成本，提高壓裂改造增產的效果。本專利技術的目的是提供。包括前置液壓裂、注入支撐劑支撐等步驟。具體方法如下:A通過最小水平主應力計算，確定改造目的層與上下隔層的應力差，根據改造目的層厚度，通過壓裂軟件模擬，確定是否加入轉向劑，或加入轉向劑的類型和數量；目的層所受的地應力有垂向應力、最大水平主應力和最小水平主應力，其值的大小獲得的方法有兩種:一是通過實驗獲得的靜態數值；二是通過利用測井參數計算獲得動態數值；一般是把測井參數計算獲得動態數值通過與實驗獲得的靜態數值進行校正，然后再計算縱向剖面上目的層與上下隔層最小水平主應力，從而獲得應力差值，為裂縫模擬和優化設計提供依據；應力差是確定轉向劑的參數，如果計算的目的層與上下隔層的應力差小，則要考慮包括加入轉向劑在內的控制縫高的方法；如果應力差大，則裂縫高度可以得到較好的控制，就不用加入轉向劑。應力差大小的判斷根據現有技術中的經驗值而判斷。B通過壓裂軟件模擬，確定施工規模、排量及泵注程序；壓裂改造的主要目的就是盡量造長縫，形成油氣滲流的通道，從而達到提高產量的目的。因此根據壓裂改造井的動靜態資料分析，首先利用壓裂軟件模擬優化裂縫長度和導流能力，在確定了裂縫長度以后，再利用壓裂軟件模擬優化施工的規模，也就是為了要形成使油井高產的所需的裂縫長度，所需要的加砂量；所述壓裂軟件是本
現有的模擬軟件。排量是指壓裂施工的地面壓裂車的排量，如3m3/min等；泵注順序是指往井內注入液體的先后順序。C施工壓力監控:采用帶套管壓力傳感器的光油管進行壓裂施工；壓力監控可以直接通過井口壓力對施工進行判斷，及時調整泵注程序，從而確保施工成功。所述方法還可以包括:D前置液階段采用清潔壓裂液作為前置液、建立人工隔層和低排量控縫高組合；此步驟的目的是對地層進行造縫、冷卻地層，為后續的加砂提供條件；一般來講，在壓裂施工初期中用做對地層進行造縫的液體都叫做前置液。清潔壓裂液是前置液的一種類型，可采用現有技術中公開的各種清潔壓裂液；建立人工隔層是指加入上下轉向劑，從而得到需要的隔層；一般是先注入轉向劑，等轉向劑上浮或者下沉以后，再注入前置液。所述轉向劑采用現有技術中常用的轉向劑。低排量控縫高:低排量是一個相對的概念，比如說利用壓裂軟件模擬在3m3/min排量注入的情況下，縫高失控，而2.5m3/min排量注入,縫高不失控,那么說相對于3m3/min排量,2.5mVmin排量就是低排量。為了控制縫高，前置液和/或轉向劑以低排量注入。在之后的加砂施工中，根據情況保持低排量注入，然后再以較高的排量加砂，以便取得較好的施工效果；針對具體的施工井需要進行優化，一般是保持一個比較低的排量注入前置液，排量不變化，可根據不同的井深調整排量范圍，如井深2000m-5000m，排量范圍1.5-3.0m3/min。E主加砂階段根據確定的施工規模進行施工，采取清潔壓裂液作為攜砂液、不同粒徑支撐劑組合、控制施工規模、變排量和低排量控縫高組合并根據施工壓力監測，調整泵注程序。主加砂階段本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種綜合控制裂縫高度的壓裂方法，包括前置液壓裂、注入支撐劑支撐，其特征在于所述方法包括：A通過最小水平主應力計算，確定改造目的層與上下隔層的應力差，根據改造目的層厚度，通過壓裂軟件模擬，確定是否加入轉向劑，或加入轉向劑的類型和數量；B通過壓裂軟件模擬，確定施工規模、排量及泵注程序；C施工壓力監控：采用帶套管壓力傳感器的光油管進行壓裂施工。

【技術特征摘要】
1.種綜合控制裂縫高度的壓裂方法，包括前置液壓裂、注入支撐劑支撐，其特征在于所述方法包括: A通過最小水平主應力計算，確定改造目的層與上下隔層的應力差，根據改造目的層厚度，通過壓裂軟件模擬，確定是否加入轉向劑，或加入轉向劑的類型和數量； B通過壓裂軟件模擬，確定施工規模、排量及泵注程序； C施工壓力監控:采用帶套管壓力傳感器的光油管進行壓裂施工。2.權利要求1所述的綜合控制裂縫高度的壓裂方法，其特征在于所述方法包括以下步驟: D前置液階段采用清潔壓裂液作為前置液、建立人工隔層和低排量控縫高組合； E主加砂階段根據確定的施工規模進行施工，采取清潔壓裂液作為攜砂液、不同粒徑支撐劑組合、控制施工規模、變排量和低排量控縫高組合并根據施工壓力監測，調整泵注程序。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張波，薛承瑾，蔣廷學，張旭東，李洪春，王寶峰，趙曉，姚奕明，衛然，周林波，封衛強，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院，
類型：發明
國別省市：