[发明专利]一种改造裂缝体积的方法及其应用

说明书

本发明涉及一种改造裂缝体积的方法，其包括：步骤A，对储层特性参数进行评价，所述特性参数包括脆性指数、天然裂缝发育程度及水平应力差异系数；步骤B，采用模拟软件确定使用支撑剂的种类及各自用量；步骤C，采用含有步骤B中确定的支撑剂的液体对储层实施压裂改造。本发明提供的改造裂缝体积的方法设计合理简便、易于计算和操作；可有效提高有效裂缝改造体积，确保不同尺度裂缝的饱充填，最大程度的提高压后增产效果，并延缓产量的递减率。

技术领域

本发明属于石油勘探技术领域，具体涉及一种对页岩气体积压裂中的裂缝体积改造的方法。

背景技术

目前，页岩气体积压裂已在国内进行了近五年的理论研究及现场试验，并在中石化的涪陵及中石油的长宁-威远地区实现了商业性突破。在页岩气可压性评价、页岩裂缝扩展物理模型、复杂裂缝导流特性、高效滑溜水及胶液研制、分段压裂工具研制以及压后返排、后评估等方面的研究，已基本成熟并完善配套。但就技术层面而言，尤其是支撑剂的优选及注入模式方面，还有待进一步细化和改进，现有的支撑剂优选方法仅凭经验，缺乏科学依据，注入模式单一，不利于复杂储层条件的体积改造，将影响支撑裂缝的导流能力，并造成压后产量的快速递减，因此，针对支撑剂优选方法及注入模式的改进对于页岩气体积压裂改造意义重大。

在支撑剂注入模式方面，目前存在以下不足：

(1)选用的支撑剂种类单一。70/140目(通常所谓的100目)、40/70目及30/50目三种类型的支撑剂组合成为通用的模式，并被广泛应用于各种不同的页岩储层，但其没有考虑到具体页岩储层的特点以及裂缝发育情况和页岩岩石力学特性等特征，因此，可能导致加入的支撑剂粒径与裂缝尺寸不匹配，造成支撑剂难以加入，并可能引起早期砂堵等问题。

(2)支撑剂注入模式单一。支撑剂一般按粒径大小的顺序依次注入，即先注入100目支撑剂，然后注入40/70目支撑剂，最后注入30/50目支撑剂。这种注入模式与裂缝扩展过程中的裂缝宽度变化趋势是吻合的，但由于页岩分均质性及天然裂缝等的分布随机性等非常强，很难保证上述3种支撑剂的比例适当，不适当的支撑剂比例，要么影响压后产量，要么引起早期砂堵，都是非常不利的。

(3)不同粒径支撑剂的使用比例一般凭经验，没有科学可行的设计依据。如100目支撑剂目前一般加入10-20m³，设计的依据主要根据天然裂缝或层理/纹理缝的发育情况，希望对它们能进行有效封堵。但实际上，天然裂缝发育及分布情况随机性很大。此外，低黏度液体的加入又进一步扩展了不同尺度的天然裂缝系统，使100目支撑剂的设计更缺乏针对性。100目支撑剂用少了，天然裂缝及层理/纹理缝系统封堵效率低，支撑效率也低，对压后产量递减影响较大。反之，100目支撑剂用多了，则会在40/70目或30/50目支撑剂充填的主裂缝或分支缝宽度较宽部分充填支撑剂层，堵塞裂缝导流能力，对压后产量递减的影响也同样较大。

因此，目前存在的问题是急需研究开发一种新的支撑剂注入模式，以实现体积压裂中不同尺度裂缝的饱充填，最大限度地提高“有效”的裂缝改造体积的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种改造裂缝体积的方法，使用所述方法有效地改造了深层页岩油气裂缝体积，使得裂缝有效改造体积最大化，显著提高体积压裂增产效果，并最大程度地延缓产量的递减率。

为此，本发明第一方面提供了一种改造裂缝体积的方法，其包括：

步骤A，对储层特性参数进行评价，所述特性参数包括脆性指数、天然裂缝发育程度及水平应力差异系数；

步骤B，采用模拟软件确定使用支撑剂的种类及各自用量，所述支撑剂的种类包括小粒径支撑剂、中粒径支撑剂和任选的大粒径支撑剂；

步骤C，采用含有步骤B中确定的支撑剂的液体对储层实施压裂改造。