[发明专利]一种水平井产生缝网的水力压裂工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种油气井水力压裂增产改造措施，尤其涉及一种可显著提高天然裂缝不发育的高应力差地层有效改造体积的缝网压裂工艺技术。

背景技术

近年来，缝网压裂技术广泛应用于非常规油气藏的增产改造。随着勘探开发难度的增加，此类压裂技术的推广应用逐渐受到限制，主要原因：无天然裂缝发育储层难以形成多分支裂缝；高水平主应力差储层无法实现裂缝的转向；部分工艺如层内爆炸压裂技术可操作性差、危险性高。因此，水平井分段压裂、端部脱砂等压裂工艺难以实现在天然裂缝不发育、高应力差地层中产生缝网。

针对天然裂缝发育地层，国内外主要研究如何利用缝间干扰开启并沟通天然裂缝(SPE127986；曾凡辉,郭建春,刘恒等.致密砂岩气藏水平井分段压裂优化设计与应用[J].石油学报,2013,34(5):959-968)。也有学者提出水平井水力喷射分段多簇压裂的方法(CN201210375941)、双水平井分段多簇同步体积压裂工艺技术(CN201210070293)和水平井分布分段压裂技术，这些技术核心思想是同一段内压多条裂缝，利用缝间干扰形成的附加应力场改变新裂缝的起裂位置并沟通天然裂缝，从而形成复杂缝网。但这些技术都仅适用于天然裂缝发育，且地应力差较小的地层。

针对天然裂缝不发育储层，有学者提出适合低孔隙度、低渗透、天然裂缝不发育储层的缝网压裂技术(雷群,胥云,蒋廷学等.用于提高低-特低渗透油气藏改造效果的缝网压裂技术[J].石油学报,2009,30(2):237-241)。此类技术主要采用蜡球和粒径较大的支撑剂作为封堵剂迫使主裂缝转向形成分支缝，该类方法相比传统方法效果有所提高，但只适用于水平应力差小于7MPa的地层。可降解纤维缝内暂堵压裂工艺(CN201310610753)采用可降解聚酯纤维+线性胶+支撑剂及水溶液进行压裂可实现缝内转向，但实验室模拟发现当应力差高于10MPa时，所需施工排量大于12.9m³/min，现场设备几乎不可能达到该要求，并且连续注入纤维剂容易造成砂堵导致压裂失败。

迄今为止，尚未见到针对天然裂缝不发育的高应力差地层有效形成缝网的方法。目前勘探发现的很多致密气藏天然裂缝不发育且地层水平应力差大于10MPa，为实现这类气藏的有效改造，有必要提出一种减小应力差迫使裂缝强制转向的方法，使缝网压裂工艺在更多类型油气藏推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水平井产生缝网的水力压裂工艺，主要是根据主裂缝与邻近裂缝造成的水平应力差下降值，同时应用分段多簇压裂和脉冲式暂堵增压技术，迫使裂缝发生转向，突破了天然裂缝不发育的高应力差地层难以形成缝网的技术瓶颈，填补了现有技术的空白。

为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案：一种水平井产生缝网的水力压裂工艺，依次包括下列步骤：

(1)根据现场资料，计算由主裂缝及相邻裂缝导致的应力差值；

(2)根据主裂缝及相邻裂缝导致的应力差值，计算裂缝发生转向所需的压力；

(3)根据裂缝发生转向所需的压力，确定暂堵剂的强度，并计算对应的施工排量；

(4)根据上述设计参数，对储层同时应用分段多簇压裂和脉冲式暂堵增压技术。

在本发明中，所述步骤(1)中计算由主裂缝及相邻裂缝导致的应力差值，包括以下步骤：

1)根据测井获得的岩石泊松比、现场施工净压力以及储层高度，据文献(WarpinskiNR,BranaganPT.Altered-stressfracturing[J].Journalofpetroleumtechnology,1989,41(9):990-997)，通过下式计算主裂缝诱导产生的应力差值Δσ_诱导1：

式中：

p_net——现场施工净压力，MPa；

c——c＝h/2，h为储层高度，m；

ν——泊松比，无量纲。

2)根据现场分段多簇压裂设计的裂缝间距(即现场射孔间隔距离)，据文献(WarpinskiNR,BranaganPT.Altered-stressfracturing[J].Journalofpetroleumtechnology,1989,41(9):990-997)，通过下式计算邻近裂缝诱导产生的应力差值Δσ_诱导2：

式中：

s——裂缝间距，m。