[发明专利]支撑剂的蜂窝式铺置方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种支撑剂的蜂窝式铺置方法及应用，属于油气田开发研究的技术领域。

背景技术

我国低渗透、特低渗透油气藏分布广泛，大多数低渗透油气藏不进行储层增产改造难于获得工业油气，目前进行油气藏的增产措施主要是水力压裂技术。水力压裂的目的是建立从地层到井筒的流动路径，提高油气井产能。常规压裂技术通常采用支撑剂填充裂缝，保持裂缝开启，使裂缝具有较高的导流能力，从而建立有效的生产通道。因此在水力压裂中，支撑剂在裂缝中的铺置对作业的成功与否起着至关重要的作用。

目前国内油田现场压裂中，很多施工过程是使用单一支撑剂直接对裂缝进行填充，这样相比于原始油气藏其导流能力的确提高很多。但是，压裂液破胶残渣、支撑剂破碎颗粒等都会堵塞孔道，还有支撑剂的嵌入等造成了裂缝内部污染，都会使裂缝的导流能力大大降低，压后试井测得的裂缝渗透率常常只能达到实验室的十分之一，甚至百分之一。为了进一步的提高裂缝导流能力，国内提出一种将不同粒径的支撑剂按一定的比例分段注入裂缝中，这样既能提高支撑剂的抗压能力，又有更高的导流能力。实验证明当不同粒径支撑剂组合时，为了获得更好的导流能力，应避免不同粒径支撑剂混合铺置，而采用在裂缝前段铺置小粒径支撑剂，裂缝中部铺置中等粒径支撑剂，缝口位置铺置大粒径的分段铺置方式，而现场实际操作时难于确保支撑剂能够实现按粒径分段铺置，往往是大小混合在一起，因此该方法提高裂缝导流能力的作用有限。

近两年来，国外研制出来一种高速通道压裂技术。该技术与常规压裂的区别是改变了裂缝内的支撑剂的铺置形态，把常规均匀铺置变为非均匀的分散铺置。人工裂缝由众多像桥墩一样的“支柱”支撑，支柱与支柱之间形成畅通的“通道”，众多“通道”形成网络，从而实现大裂缝内包含众多小裂缝的形态，极大地提高了油气渗流能力，所以被形象的称之为“高速通道”压裂工艺。但该方法在现场实施较为困难时，对施工参数如施工排量、压裂液粘度的要求较高，一旦参数设置不合理，就达不到理想的效果，难于做到支撑剂非均匀分散铺置，更难于形成“支柱”，此外，在裂缝内还容易出现大面积缺少支撑剂充填，导致裂缝闭合，影响了压裂的效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种支撑剂的蜂窝式铺置方法，即形成类似于蜂窝的支撑剂充填铺置方法，利用蜂窝的孔隙来提高裂缝的渗透率和导流能力，同时又可保证裂缝始终处于被支撑状态，保持张开。在油气田水力压裂施工时，这种方法的支撑剂铺置方法可以大大提高裂缝导流能力，有利于油气的流通，并能确保裂缝始终保持张开的状态，此外，还有助于压裂液的压后返排以及压碎支撑剂颗粒的有效返排，很大程度上降低了压裂液对油气藏的污染程度。

本发明还提供了上述蜂窝式铺置方法的应用。

技术术语解释：

1.普通支撑剂：为压裂支撑剂，是一种陶瓷颗粒产品，具有很高的压裂强度，主要用于油田井下支撑，以增加石油天然气的产量，属环保产品。此产品利用优质铝矾土等多种原材料，用陶瓷烧结而成，是天然石英砂、玻璃球、金属球等中低强度支撑剂的替代品，对增产石油天然气有良好效果。石油天然气深井开采时，高闭合压力低渗透性矿床经压裂处理后，使含油气岩层裂开，油气从裂缝形成的通道中汇集而出。用陶粒支撑材料随同高压溶液进入地层充填在岩层裂隙中，起到支撑裂隙不因应力释放而闭合的作用，从而保持高导流能力，使油气畅通，增加产量。实践证明，使用陶粒支撑剂压裂的油井可提高产量30－50%，还能延长油气井服务年限。

2.前置液：在水力压裂过程中的作用是破裂地层并形成一定几何尺寸的裂缝以备后面的携砂液进入。在温度较高的地层里，它还可以起一定的降温作用。有时为了提高前置液的工作效率，在一部分前置液中加细砂或粉陶(粒径100目，砂比5-10％左右)以堵塞地层中的裂隙，减少液体的滤失。胍胶基液、氯化钾溶液、酸液常用作前置液。

本发明的技术方案如下：

一种支撑剂的蜂窝式铺置方法，包括步骤如下：

（1）选取吸附普通支撑剂的油溶性颗粒、普通支撑剂和压裂液按以下体积比在混砂车中混合均匀，形成混砂液：

油溶性颗粒：占支撑剂总体积的25%~30%；所述支撑剂总体积是指油溶性颗粒和普通支撑剂的体积之和；

普通支撑剂：占支撑剂总体积的70%~75%；

砂比：砂比为5%~50%，所述砂比指的是支撑剂总体积与压裂液体积的比值；

所述油溶性颗粒的粒径为5-16目，所述普通支撑剂的粒径为20-40目；

（2）压裂开始时，向地层泵入前置液，使地层形成一定宽度和长度的裂缝；