[发明专利]一种体积压裂改造方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气勘探技术领域，尤其涉及一种能够增强脆性页岩气储层压裂实施效果的体积压裂改造方法。

背景技术

页岩气储层具有孔隙度、渗透率超低，气体赋存状态多样等特点，一般需要经过水力压裂储层改造措施后才能获得经济有效的开发。目前，体积压裂是页岩气储层改造常用的一种工艺方法。通过该方法可以对储层在长、宽、高三维方向上进行全面改造，增大储层的渗流面积和导流能力。具体地，在水力压裂实施过程中通过改变射孔方式、压裂规模、压裂材料和注入方式等方法来增加压裂裂缝的复杂性，在形成一条或者多条主裂缝的同时，尽可能让主裂缝沟通更多的天然裂缝或岩石层理以及次生裂缝，从而实现人工裂缝与天然裂缝相互交错的裂缝网络，进而达到增加页岩气层改造体积的效果。

在实际应用时，体积压裂改造通常会涉及以下工艺方法：提高排量施工、增加压裂规模、滑溜水与线性胶混合压裂、强制闭合+快速返排+多次加砂工艺、使用低黏度压裂液和小粒径支撑剂等。然而实际监测资料表明，上述工艺方法在实际应用中会受到页岩气储层岩性、物性、岩石力学条件的限制，实际压开裂缝不能呈现预期的网络裂缝特征。特别是对于脆性强、天然裂缝发育、水平两向地应力差异小的页岩地层而言，即使形成了复杂裂缝，也仅局限于近井筒周围，压裂液造缝效率偏低，不能有效地达到增加页岩气藏改造体积的目的。此外，在滑溜水携砂压裂过程中会因为多缝滤失而引起主裂缝缝宽窄、压裂液造缝效果差、主裂缝导流能力低，以及施工过程中加砂困难等诸多难题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种体积压裂改造方法，通过优化施工泵注过程，在地层中形成有效的体积裂缝，达到期望的水力压裂效果。

一种体积压裂改造方法，包括以下步骤：

初始起裂步骤，注入低粘压裂液体，使得近井地层的微裂缝被滤失的低粘压裂液体饱和，再注入包含小粒径支撑剂的混砂压裂液，用于封堵微裂缝和打磨降低弯曲摩阻，以减少近井筒效应；

压裂扩缝步骤，交替地注入高粘压裂液体和低粘压裂液体，使产生的主裂缝从近井地层向中远井地层不断扩展和延伸，与远场天然裂缝及弱面层理缝连通并达到预期的长度，其间还注入包含中等粒径支撑剂的混砂压裂液以支撑主裂缝；

缝口支撑步骤，注入包含大粒径支撑剂的混砂压裂液以完成缝口支撑。

根据本发明的实施例，上述初始起裂步骤之前还包括预处理步骤，所述缝口支撑步骤之后还包括焖井返排步骤：

预处理步骤，注入酸液以清理井筒并降低孔眼摩阻和近井地层的破裂压力；

焖井返排步骤，焖井一段时间，待裂缝网络得以有效填充和支撑后进行控制返排。

根据本发明的实施例，上述高粘压裂液体与低粘压裂液体的粘度相差若干倍，以产生粘性指进效应。

根据本发明的实施例，上述初始起裂步骤进一步包括以下小步骤：

以较低的排量注入低粘压裂液体；

以较高的排量反复交替地注入包含小粒径支撑剂的混砂压裂液和净液体，使该混砂压裂液的砂比阶梯式地上升。

根据本发明的实施例，上述压裂扩缝步骤进一步包括以下小步骤：

当主裂缝的延伸距离达到第一指定长度时，以较高的排量注入高粘压裂液体；

当主裂缝的延伸距离达到第二指定长度时，停止注入高粘压裂液体，改用较低的排量注入低粘压裂液体，其间当施工压力下降平稳后，再以较高的排量注入包含小粒径支撑剂的混砂压裂液，然后注入隔离液；

当主裂缝的延伸距离达到第三指定长度时，改用较高的排量注入高粘压裂液体，其间当施工压力下降平稳后，再以较高的排量反复交替地注入包含中等粒径支撑剂的混砂压裂液和净液体，使该混砂压裂液的砂比阶梯式地上升。

根据本发明的实施例，上述缝口返排步骤进一步包括以下小步骤：

当主裂缝的延伸距离接近主裂缝期望长度时，改用更高的排量注入低粘压裂液体，然后注入包含大粒径支撑剂的混合压裂液以完成缝口支撑；

待达到期望的加砂浓度后，注入顶替液以顶替包含大粒径支撑剂的混合压裂液。

优选地，上述低粘压裂液体为滑溜水；所述高粘压裂液体为冻胶；所述混砂压裂液是相应施工步骤中由滑溜水或冻胶与相应粒径的支撑剂混合而成；所述净液体和顶替液为滑溜水或冻胶；所述隔离液为滑溜水。

根据本发明的实施例，上述初始起裂步骤中，以较高的排量反复交替地注入包含小粒径支撑剂的混砂压裂液和净液体，使该混砂压裂液的砂比可以由2％以1％的增幅阶梯式地上升到4％～5％；