[发明专利]导流压裂方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油天然气开采技术领域中的一种油气井压裂工艺方法，特别是低损害的油气藏压裂新方法。具体而言，本发明涉及一种依靠提高导流能力与有效裂缝半长从而实现更大的油气采收率的新型压裂方法，即在压开的裂缝中形成不均匀的支撑剂墩柱来保持裂缝的张开，油气不再通过支撑剂填充体，而是流过由支撑剂墩柱形成的通道，这种墩柱结构可以产生无限导流能力，更有利于液体及聚合物的返排，而且对裂缝表面伤害更小。

背景技术

我国低渗透油气资源量巨大，占已探明总储量的70%以上，是我国未来增储上产的主要潜力工区。这类油气资源具有三低的特点，即探明率低、自然投产率低、采收率低。水力压裂改造是提高该类油气藏产能和开发效果的重要技术手段。

水力压裂是用于通过将来自井眼的高传导性裂缝置入储层内或使所述高传导性裂缝延伸到所述储层内而提高井产能。传统的水力压裂处理基本上以多个不同阶段进行泵送。在通常被称为填塞的第一阶段期间，以高速度和高压力将流体注入通过井眼进入到地下岩层内。流体注入速率超过进入到地层内的过滤速率(也被称作漏失速率)，从而使得水压增加。当压力超过阈值时，地层破裂并断裂。当继续注入流体时，水力压裂裂缝产生并开始扩展到地层内。

在接下来阶段期间，将支撑剂混合到流体内，并且当水力压裂裂缝继续增长时，所述流体在整个所述水力压裂裂缝上被输送。前置液和压裂液可以相同或不同。支撑剂在所设计的长度上沉积在裂缝内，并且在注入停止并且压力减小之后，所述支撑剂以机械的方式防止裂缝闭合。在处理之后，并且一旦井投产，则储层流体流入到裂缝内并且通过可渗透支撑剂充填层渗透到井眼。

压裂效果主要取决于裂缝的导流能力和有效裂缝半长。常规水力压裂是在压开的裂缝中充填高性能的支撑剂来提高裂缝的导流能力，主要通过提高支撑剂强度和球度等性能，降低其破碎率和胶液附着，改善携砂液破胶性能等方法来实现高导流的流动通道，因此常规压裂施工的效果根本上依赖于所用支撑剂的质量。

已经有关于不均匀支撑剂充填的在先尝试。一些现有发明的目的在于通过将支撑剂不均匀地放置在地层的层内来增加裂缝的水力传导率。这些发明中的多个包括在分离层段内泵送不同类型的泥浆或流体泵送。这主张提供比由常规处理获得的传导性裂缝更高的传导性裂缝，并且通过利用不均匀支撑剂充填层替代均匀支撑剂充填层来增加裂缝传导性。称为支柱、凝块或柱的支撑剂结构放置在整个人工裂缝的层段处。这些支柱具有足够的强度以在闭合应力下保持裂缝部分张开。支柱之间的间隔形成可用于流动的相互连接的开口通道网。这使得显著增加整个裂缝的有效水力传导率。

专利文献CN101688443A提出了一种在水力压裂中形成不均匀支撑剂充填的方法，其中，通过在压裂层内形成多簇射孔并交替注入无支撑剂的流体和承载支撑剂的流体，从而在裂缝闭合时，所述承载支撑剂的流体段塞形成支撑剂的支柱。该文献提出将射孔簇的数量控制在2个与300个之间，射孔簇长度在0.15米与3.0米之间，射孔簇间距在0.30米到30米之间。

不过，这仍然难以保证支撑剂从泵注设备至裂缝的输送过程中，在裂缝中和在裂缝闭合中保持非均匀分布。最大的风险是支撑剂脉冲段在其输送过程中的分散，支撑剂段塞的分散将导致这项技术的失败，因为这会降低裂缝闭合前支撑剂段的浓度从而减少支撑剂柱的高度，这也会导致流动通道没有明显的分界。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种在压开的裂缝中形成支撑剂墩柱来保持裂缝的张开，形成高导流油气通道，改善压裂效果的新型压裂方法。

该压裂方法包括以下步骤：

1)采用非射孔井段隔离的由射孔簇组成的不均匀射孔；

2)周期性地以脉冲方式泵注支撑剂和净压裂液，以使支撑剂以支撑剂墩柱的方式在裂缝中非均匀地置放。

为了消除或最小化裂缝内支撑剂脉冲的沉降，压裂液应该具有合适的粘度。所使用的压裂液的粘度在井底温度条件及170s^-1的剪切速率下不应低于100mPa·s(使用RS600 ThermoHaake流变仪测量)。

如果压裂施工时间较长，所述压裂液在井底温度条件及170s^-1的剪切速率下的粘度应大于300mPa·s。

优选的是，在支撑剂脉冲段和净液段匀速加入纤维，而在前置液段、顶替段和尾追段无需加入所述纤维。纤维可以改善支撑剂的输送和减少支撑剂脉冲过程中支撑剂的沉降。