[发明专利]一种蚓孔式支撑剂团铺置方法及应用在审

专利信息
申请号: 201410549071.7 申请日: 2014-10-16
公开(公告)号: CN104453829A 公开(公告)日: 2015-03-25
发明(设计)人: 温庆志;刘欣佳;战永平;高金剑;刘华;段晓飞;王淑婷;王峰 申请(专利权)人: 中国石油大学(华东)
主分类号: E21B43/267 分类号: E21B43/267;C09K8/60
代理公司: 济南金迪知识产权代理有限公司 37219 代理人: 张宏松
地址: 266580 山东省*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 蚓孔式 支撑 剂团铺置 方法 应用
【说明书】:

技术领域

本发明涉及一种蚓孔式支撑剂团铺置方法及应用,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、非常规(如煤层气、页岩油气、致密砂岩油气)油气藏分布广泛,拥有较大的开发潜力。早期因开采难度大而未被全面开发,目前随着世界范围内能源需求之间的矛盾日益尖锐,低渗、特低渗、非常规储层越来越成为能源的主体。但由于其低孔、超低渗等特征,油、气在储层基质中的渗流阻力极大,一般低产甚至无自然产能,从而难以实现经济开发价值。低渗透、特低渗透油气藏的这些特征使得常规的压裂增产改造技术不再适用,必须探索研究新型的压裂改造工艺,改变支撑剂在缝内的铺置形态,增加油气渗流通道、减小渗流阻力以实现低渗油气藏的经济有效开采。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。

目前国内压裂现场,多数情况下选择单一规格的支撑剂完成整条裂缝的充填,这种常规铺置形态与原始储层相比,理论上渗透率通常可提高百倍至千倍,但支撑剂间紧密的排列方式导致渗流通道极易被压裂液破胶残渣、支撑剂破碎颗粒等堵塞,同时裂缝内部由于支撑剂的嵌入等造成污染,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。针对该情况,现场提出相应的改进方案:将不同粒径的支撑剂按一定的比例分段注入裂缝中,通常采用裂缝前段铺置小粒径支撑剂,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。实验证明当不同粒径支撑剂组合时,既能提高支撑剂的抗压能力,又能保证较高的导流能力,但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,国内研制出一种通道压裂技术。中国专利文献CN103306659A(申请号:201310279118.8)公开了一种实现超高导流能力的压裂工艺,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、加砂程序、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;其次难于控制支撑剂非均匀分散铺置,缝内易出现大面积缺少支撑剂充填,更难于形成“支柱”,导致裂缝闭合,影响了压裂的效果;再者基于长期生产,裂缝在地层应力的作用下不断闭合,容易导致支撑剂“支柱”压实变形(结构如图1所示),从而大大降低裂缝导流能力。

针对已有技术的不足,中国专利文献CN102865061A(申请号:201210407602.X)提出一种支撑剂的蜂窝式铺置方式,利用蜂窝式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,同时有助于压裂液的压后返排及压碎支撑剂颗粒的有效返排,很大程度上保证了裂缝高导流能力的长期有效性。但该方法中提出的油溶性支撑剂仅适用于油井且油流丰富的油井,对于气井无任何作用,由此极大地限制了其适用范围;此外油溶性支撑剂的颗粒和密度均大于普通支撑剂,这一特点引起了施工过程中携砂液的携砂困难。

发明内容

针对现有技术的不足,本发明提供一种蚓孔式支撑剂团铺置方法,综合应用通道压裂技术、纤维材料及水溶性材料形成多条错综复杂的束状孔道作为油气流动的主要通道,从而有效提高油气井中压裂裂缝的渗透率和导流能力;纤维材料的使用有助于提高压裂液的携砂作用,支撑剂更易进入深部地层,保证了裂缝始终处于被支撑张开状态;此外,束状通道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。

术语说明:

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。

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