[发明专利]水力喷射径向钻孔与压裂一体化方法

说明书

技术领域

本发明涉及到石油天然气开采领域，为一种新型石油天然气高效开发技术手段，尤其能够在天然裂隙发育的非常规油气藏(如储层气、页岩气)中形成“公路网”式的大规模裂缝网络。

背景技术

随着我国经济快速增长，我国能源需求高速增长，2013年我国石油和天然气的对外依存度分别达到58.1％和31.6％，中国已成为全球第三大天然气消费国。非常规油气资源，如致密气、页岩气、储层气、致密油等非常规油气，作为常规油气资源的重要补充，以其储量巨大、分布集中、开发技术日趋进步等特点，日益成为世界石油市场竞相追逐的新宠。研究表明，中国非常规油气资源丰富，发展潜力大，其中致密气可采资源量为8.8×10¹²～12.1×10¹²m³，页岩气可采资源量为15×10¹²～25×10¹²m³，储层气可采资源量为10.9×10¹²m³，致密油可采资源量为13×10⁸～14×10⁸t，可回收页岩油资源量为160×10⁸t，油砂也具有一定资源潜力。

非常规油气藏属低渗透油气藏，具有渗透率低、孔隙度低，非均质强等特点，绝大多数此类油气井必须实施特殊的钻完井工艺以及后期储层改造措施之后方能见效。目前诸如煤层气、页岩气等在国外已有成功的开发先例，但是国外的成功经验并不能直接适用于我国的实际情况。以煤层气为例，我国煤层气开发与增产技术多借鉴美国的成功经验，如采用分支井、羽状水平井，裸眼洞穴完井、U型井等，但效果均不理想。美国的成功经验均是作用于储层条件较好的气藏(埋深不大、含气量高、对甲烷吸附能力较弱、游离甲烷含量高、地层压力高、渗透率高、适当产水、储层构造完整等)，但我国煤储层普遍具备低压、低渗、低孔隙度的三低特征，构造破环严重，原地应力较大，储层非均质性较强，使我国煤层气开采陷入困境，现有技术均无法经济高效开采。

目前，水力压裂技术是非常规油气开采中最常用的增产措施，该技术在常规油气开发中已十分成熟，以水平井压裂为例，最多可实现60级次的压裂，能够形成较为完善的缝网结构，极大提高油气资源的开采效率与采收程度。但是对于某些特殊物性的岩层，如煤岩(泊松比高，杨氏模量低，强度低，塑性大，天然裂隙发育)，易在井筒附近形成短而宽的裂缝形态，按照传统压裂方式很难形成高导流稳定长裂缝，因而沟通能力有限，在井筒周围形成的压降漏斗范围小，煤层气解吸范围有限，单井产量较低。

水力喷射径向钻孔技术能够垂直于主井眼沿径向钻出呈辐射状分布的一口或多口水平孔眼。将该技术应用石油天然气开发，不存在压实作用，保持了储层原始的裂隙结构；辐射状的分支水平孔眼与原始裂隙在储层中形成相互连通的网络，更大限度地沟通储层原生裂缝和裂隙系统，大大降低了裂隙内流体的流动阻力，极大地提高油气藏开发效益。但是如果储层构造破坏严重，则储层非均质强，原始孔隙连通性变差，由于径向孔眼偏小，垂向沟通效率偏低，会导致分支孔眼的沟通效率受到很大限制。

鉴于此，本发明人根据多年从事水力压裂和径向钻孔技术研究的经验，以高效开采非常规油气藏为目的，提出了一种新型的提高单井产量的技术思路，即水力喷射径向钻孔与压裂一体化方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的提高石油天然气单井产量的技术思路，尤其是一种可以克服现有技术存在的缺陷，实现非常规油气的高效开采。

为此，本发明提出了在非常规油气藏中进行水力喷射径向钻孔与压裂一体化方法，综合水力压裂与径向钻孔技术的优势，高效开采油气资源。其特征是：