[发明专利]一种促进裂隙错动提升自支撑能力的立井施工方法

说明书

本发明公开了一种促进裂隙错动提升自支撑能力的立井施工方法，适用于油气井致裂增透时使用。首先储层参数探测，获取储层目标开采层段的岩石力学参数、地应力参数；立井施工，立井轴向垂直于最大与最小水平主应力方向所在平面；射孔造缝，利用射孔枪进行聚能射孔造缝，射孔方向为与最大水平主应力方向呈夹角；扩缝压裂，利用水力压裂对射孔裂缝进行扩缝压裂，使之相互连通形成扁平状裂缝面；裂缝错动自支撑，利用高能气体燃爆技术促进裂缝剪切错动滑移，构建立体自支撑裂缝网络。通过对射孔造缝方向的选择，利用储层原岩应力场作用，使裂缝面最大程度地发生错动滑移，从而实现自支撑效果。

技术领域

本发明涉及一种立井施工方法，尤其适用于油气井致裂增透时使用的一种促进裂隙错动提升自支撑能力的立井施工方法。

背景技术

煤层气藏、致密砂岩气藏、页岩气藏等非常规气藏的探勘开发已经成为热点。非常规油气藏储层具有埋藏深、闭合压力大、渗透率低等特点，为充分挖掘储层潜能，建立相互连通的裂缝网络是关键。然而，人工产生的裂缝在闭合压力的作用下，可能会重新闭合。为此，国内外学者对自支撑压裂增产理论进行了研究，自支撑压裂施工中不使用或者使用少量的支撑剂，直接产生裂缝，裂缝面在剪切应力作用下发生错动滑移，由于裂缝断面往往呈现不规则的凹凸形态，错动后的裂缝上下断面的微凸点能够起到相互支撑的效果，有效提高裂缝的导流能力。

研究地下岩体的裂缝自支撑特性，必须考虑地下岩体中存在的三个主地应力，即最大水平主应力、最小水平主应力、垂直主应力，三个主地应力在方向上两两相互垂直。研究指出，采取人工压裂措施产生的裂缝，其扩展路径受储层原岩地应力场的影响。比如，水力压裂裂缝易沿垂直于最小水平主应力的方向扩展，即最大水平主应力方向的平行方向往往是裂缝集中延展的方向。但是此方向下多产生拉张型破坏，与自支撑所需要的滑开型裂纹不相符，不能够产生足够的错动滑移量，撤去压裂措施后不利于水力裂缝的自支撑。

错动滑移量的增加、自支撑的裂缝数量增加，对提高裂缝的导流能力具有积极作用。为此，从促进裂隙错动的角度出发，需要研究人工造缝时裂缝面与三大主地应力之间的角度关系，以期在原岩地应力场的作用下保证裂缝的错动滑移量，进而提升裂缝网络的自支撑能力。

发明内容

针对现有技术的不足之处，提供一种促进裂隙错动提升自支撑能力的立井施工方法，从促进裂隙错动的角度出发，需要研究人工造缝时裂缝面与三大主地应力之间的角度关系，以期在原岩地应力场的作用下保证裂缝的错动滑移量，进而提升裂缝网络的自支撑能力。

为达到上述目的，本发明促进裂缝错动提升自支撑能力的立井施工方法，其步骤为：

a首先进行储层参数探测：通过探测获取储层目标开采层段的岩石力学参数、地应力参数，从而确定聚能射孔造缝的水平射孔方向参数；其中岩石力学参数包括弹性模量、泊松比、内摩擦角、黏聚力，地应力参数包括垂直主应力、最大水平主应力和最小水平主应力的大小与方向；

b施工立井：于地表下钻立井至储层目标开采区域，立井井段轴向垂直于最大与最小水平主应力方向所在平面；

c利用射孔枪在立井中进行聚能射孔造缝，沿立井的钻进方向垂直布置一列射孔，每个射孔的方向均与目标开采区域内最大水平主应力方向呈夹角，射孔孔径为5-7cm，产生射孔间距为20cm的裂缝簇；

d回收射孔枪并对立井进行封孔，利用水力压裂技术向立井中注入压裂液进一步对射孔造缝形成的裂缝进行扩缝压裂，从而使扩缝后的射孔造缝之间相互连通，形成沿射孔裂缝方向的扁平状裂缝面；

e裂缝错动自支撑：利用高能气体燃爆压裂技术促进裂缝剪切错动滑移，构建出立体自支撑裂缝网络。