[发明专利]一种页岩气储层立体式压裂方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油天然气开发领域，具体地说涉及一种页岩气储层立体式压裂方法。

背景技术

页岩气是一种以游离气和吸附气为主，储存于低孔、低渗、富含有机质页岩气储层中的非常规天然气资源。要实现页岩气的工业开采，一方面要求大量吸附气从基质和矿物颗粒表面解吸为游离气；另一方面必须使储层具有足够的渗透能力，以便解吸出的气体能够流入井筒。这两方面因素使得页岩气储层改造时的理念与传统观点完全不同——不仅仅是在储层中形成具有足够长度和导流能力的平面裂缝，而是要对储层在长、宽、高三个方向进行“立体式改造”，将储层“打碎”，形成复杂裂缝网络，增大裂缝壁面与储层基质的接触面积，缩短油气从任意方向基质向裂缝的渗流距离，极大地提高储层整体渗透率，从而实现页岩气的工业化开采。

现有的页岩气储层压裂方法主要分为同步压裂和交替压裂两种。同步压裂是指对2口或2口 以上的配对井同时进行压裂，以利用井间连通优势增大工作区裂缝网络形成的程度和强度。然而同步压裂时两井中同时延伸的两条裂缝，只能在裂缝尖端附近区域产生应力干扰，其干扰作用范围相对有限，增产改造体积较小；此外，同步压裂设计必须使两条裂缝尖端距离足够近，才能在其附近产生应力扰动，导致井间窜流风险增大。其次，交替压裂是在水平井多段压裂过程中，将压裂主缝和分支缝与诱导应力松弛缝相连通的压裂方式，但是该方式需要下入特殊的井下作业工具，且很容易使井筒附近应力发生反转，导致纵向裂缝的形成，导致油气井砂堵的可能性增大。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提出了一种页岩气储层立体式压裂方、法，以便增大页岩气储层的压裂改造体积、形成更大范围的复杂裂缝网络，同时降低油气井砂堵的风险。

本发明通过下述技术方案实现：

一种页岩气储层立体式压裂方法，在某一页岩气开发区块内，选取水平段相邻的两口水平井，同时下入压裂工具，实施以下步骤：（a）在第一口水平井趾端进行第一次压裂，待第一次压裂结束后，将压裂工具向水平井根端移动至预定位置，进行第二次压裂；（b）待第二次压裂结束后，在第二口水平井井筒上，在第一口水平井已经形成的两条压裂带之间，进行第三次压裂；（c）待第三次压裂结束后，将第一口水平井的压裂工具再次向水平井根端移动至预定位置，进行第四次压裂；（d）待第四次压裂结束后，将第二口水平井的压裂工具再次向水平井根端移动至第二次和第四次压裂形成的压裂带之间，进行第五次压裂；（e）按照步骤（c）~（d）的方式，在第一口水平井和第二口水平井之间交替进行压裂，直至完成两口井的水平段压裂施工。本发明所提出的一种页岩气储层立体式压裂方法，在同一页岩气开发层位内选取两口水平段相邻的水平井，即所选取的两口水平井的水平段相对距离较近，且朝相同或相近的方位水平延伸。在两口井内均下入压裂工具，在第一口水平井趾端进行第一次压裂，待第一次压裂结束后，将压裂工具向水平井根端移动至预定位置，进行第二次压裂；之后在第二口水平井井筒上，在第一口水平井已经形成的两条压裂带之间，进行第三次压裂；之后依次在第一口水平井、第二口水平井之间交替进行压裂。在第一口水平井上的压裂位置逐渐向水平井根端移动；在第二口水平井上的压裂位置，则始终位于第一口水平井最后两次压裂形成的压裂带之间的某处。相较于现有的同步压裂和交替压裂方法，本发明所提出的页岩气储层立体式压裂方法具有如下优点：（1）现有的同步压裂产生的应力干扰仅局限于裂缝尖端附近区域，而本发明中的方法由于第二口井中产生的裂缝位于第一口井产生的两条裂缝之间，具有更大的应力干扰作用，进而容易形成更大范围的复杂裂缝网络，储层改造体积更大；（2）现有的交替压裂方法，其主裂缝宽度和长度受应力干扰的影响大，存在砂堵风险高和导流能力不稳定等缺点，而采用本发明所述的压裂方法，其产生的主裂缝宽度受应力干扰影响小，导流能力高，砂堵几率小；（3）本发明所述的压裂方法，由于两井延伸裂缝相交叠加部分与井筒有一定距离，降低了井筒附近应力反转的可能性，避免了在井筒附近形成纵向裂缝，增加了远场裂缝网络的复杂性；（4）本发明所述的压裂方法操作简便、无需下入特殊井下工具，减轻了操作人员作业负担，节省了压裂施工时间。