[发明专利]端部脱砂压裂方法

说明书

本发明涉及油田压裂酸化技术领域，是一种端部脱砂压裂方法；第一步，向压裂地层泵入前置液；第二步，待压裂地层的主裂缝长达到压裂设计目标值时，泵入高效降滤失液；第三步，泵入高效降滤失液待压力增加时泵入携砂液；第四步，注入顶替液，测试油气产量。本发明在泵入高效降滤失液时不用改变施工排量，施工程序简单，便于现场操作，本发明中的高效降滤失液中含有助排剂、粘土稳定剂和破胶剂，可以降低滤液对储层的伤害，5小时后降滤失剂的剩余率在30%左右；同时本发明端部脱砂压裂方法较现有技术压裂后产量提高了80%至160%，稳产期较现有技术压裂后提高了2倍至3倍，采用本发明压裂后增产效果明显，没有发生临井压窜现象。

技术领域

本发明涉及油田压裂酸化技术领域，是一种端部脱砂压裂方法。

背景技术

中高渗油藏、常规低渗油藏以及加密油井区块的水力压裂要获得高导流能力，端部脱砂压裂技术（TSO）是最好选择。由Smith等人（1984）提出TSO压裂技术的应用，对低高渗油藏的完井与增产改造技术带来了一次革命。

TSO压裂技术能获得97.6kg/m²的支撑剂铺置浓度，这表明导流能力可提高10倍至20倍。在高应力条件下，用人造支撑剂（相应于石英砂）也可使导流能力得到相同的提高，二者结合可使导流能力提高近100倍。如果是有限导流时，油井产能可能会提高4倍至7倍。

脱砂压裂技术（TSO）是在一定缝长的前端形成砂堵，阻止裂缝延伸，同时以一定排量继续泵入不同支撑剂浓度的压裂液，迫使裂缝膨胀，获得较宽的裂缝和较高的砂浓度，提高裂缝导流能力的水力压裂技术。在压裂施工中，压裂液被地面泵注设备以大排量快速泵注到井底，由于压裂液的泵注速度远远大于井底射孔层段地层的滤失速度，井底压力被快速蹩起，当井底压力达到地层破裂压力时，地层岩石开始产生裂缝，压裂前置液随即进入裂缝。在注液速度大于液体滤失速度的情况下，裂缝继续扩展，当前置液全部进入裂缝以后，由于不断向地层滤失，前置液越来越少，最终全部滤失进地层。此时，缝内砂浆前缘到达缝宽很小的裂缝前缘端部，其中的砂粒被卡在具有一定硬度的裂缝壁面之间不再流动。随着注液过程的继续，在裂缝端部的窄小地带逐渐积聚形成一定的脱砂带，后续的压裂液通过脱砂带越来越困难，当液体供给速度和其滤失速度达到动平衡之后，该地带压力逐渐下降以至达不到扩展裂缝所需的压力，从而使裂缝不能向缝长和缝高方向继续扩展。在地面泵注液体的速度恒定的情况下，裂缝体积的膨胀速度由于滤失速度越来越小而逐渐加快，也就是缝宽的增长速度在加快。上述脱砂压裂过程一直持续到缝宽或者井底压力达到设计限定值才停止。因此，裂缝端部脱砂压裂可以在一定程度上控制裂缝的长度和高度，获得较大的裂缝宽度，形成“短宽裂缝”。

目前的端部脱砂技术存在一定技术局限性，在端部压裂过程中，压裂液粘度低于常规压裂液，对压裂液粘度的要求比常规压裂更严格，端部脱砂压裂的压裂液粘度要求满足两个互相矛盾的方面：一是保证液体悬砂，二是利于在裂缝周边脱砂。若粘度太低，在缝内不能保证悬砂，缝上部分会出现无砂区，达不到周边脱砂目的：粘度太高，周边滤失太慢，难以实现周边适时脱砂。另外在前置液已形成一定缝长的裂缝条件下，要达到端部脱砂效果，必须增加一段低砂浓度的携砂液，在脱砂时压裂液效率为50%，为使水力裂缝宽度提高两倍，需要注入的总液量是脱砂前注入液量的1.8倍，由此增加了压裂费用与滤失液对储层渗透率伤害的风险。因此在实际运用中，端部脱砂液的性能很难把握，能成功实现端部脱砂压裂施工的机率也很低。随着各种类型的油气田开发不断深入，发现很多油气井经过压裂后，增产效果总是不明显；多表现为产气量不佳、压后压力与产量递减快、稳产期短或相临井压窜。

发明内容

本发明提供了一种端部脱砂压裂方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有油气井经过压裂后，增产效果总是不明显；多表现为产气量不佳、压后压力与产量递减快、稳产期短或相临井压窜的问题。