[发明专利]一种应用支撑剂密度差异实现大通道的压裂工艺有效
申请号: | 201510115027.X | 申请日: | 2015-03-17 |
公开(公告)号: | CN104727801B | 公开(公告)日: | 2017-12-26 |
发明(设计)人: | 黄波;温庆志;任占春;王淑婷;李明;张燎源;王峰;段晓飞 | 申请(专利权)人: | 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院;中国石油大学(华东) |
主分类号: | E21B43/267 | 分类号: | E21B43/267;C09K8/80 |
代理公司: | 济南金迪知识产权代理有限公司37219 | 代理人: | 杨磊 |
地址: | 257000 *** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 应用 支撑 密度 差异 实现 通道 工艺 | ||
技术领域
本发明涉及一种应用支撑剂密度差异实现大通道的压裂工艺,属于油气田开发的技术领域。
背景技术
我国的非常规油气藏,如煤层气、页岩油气、致密砂岩油气等分布广泛,储量巨大,拥有较大的开发潜力。但因渗透率低,开采难度大,所以早期开发力度不大。目前随着世界范围内能源需求量的增加,以及高渗透油气田的开发步入尾声,非常规油气藏逐渐成为能源开发的主体,但由于其低孔低渗的特点,油、气在储层中渗流时的阻力极大,所以一般的非常规储层低产甚至无自然产能,难以进行工业开发。因此,常规的压裂增产技术已不再适用。室内实验及现场实践表明,体积压裂技术能取得较好的增产效果。所以,如何增加储层改造体积成了大家目前最关心的问题。支撑剂在裂缝中的铺置方式在一定程度上决定了储层改造体积的大小。
目前国内的压裂施工多采用单一规格的支撑剂完成整条裂缝的充填。理论上来讲,有支撑剂铺置的裂缝与原始储层相比,渗透率可提高百倍至千倍。但在实际施工时,裂缝中的支撑剂排列紧密,间距很小,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,使裂缝的导流能力大大降低。且裂缝内部易被支撑剂嵌入,造成导流能力进一步降低。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。室内实验表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。但现场施工时很难保证支撑剂按设计要求分段铺置,往往是大小混合在一起,造成裂缝导流能力的提升有限。
另外一种提高裂缝导流能力的方法是通道压裂技术。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支撑剂的铺置形态,把常规的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,从而实现超高导流能力,极大地提高了油气渗流能力,所以被形象的称为“高速通道”压裂工艺。但该方法在现场实施较为困难,因为支撑剂铺置的非均匀程度难以控制,人工裂缝易因大面积缺少支撑剂充填而闭合,影响了压裂的效果;再者由于地层的闭合压力大,桥墩式“支柱”的支撑能力有限,造成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,从而大大降低裂缝导流能力。
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明提出了一种应用支撑剂密度差异实现大通道压裂的工艺,通过综合运用通道压裂技术、纤维材料以及不同密度的支撑剂形成低密度支撑剂带、中密度支撑剂带与高密度支撑剂带,在相邻的支撑剂带之间形成具有超高导流能力的高速通道。同时在中密度支撑剂带中,由于纤维的加入与支撑剂脉冲的作用,也可形成了导流能力较高的通道。
术语说明:
1.不同密度的支撑剂:支撑剂为压裂支撑剂,主要用作油井井下支撑裂缝的介质。地层裂缝被压开后,在闭合压力的强大作用下,裂缝会重新闭合,不能起到增产的效果,通过注入支撑剂,使支撑剂夹持在裂缝中间保持裂缝张开,可起到较好的增产效果。本发明使用的支撑剂利用优质铝矾土等多种原材料,由陶瓷烧结而成,是天然石英砂、玻璃球、金属球等中低强度支撑剂的替代品。不同密度的支撑剂指的是低、中、高三种密度的支撑剂,且支撑剂粒径保持一致。其中,中密度支撑剂的密度与压裂液密度大概相同,在压裂液中能够保持一种悬浮的状态,铺置在裂缝中央带;高密度支撑剂密度大于压裂液密度,在施工结束后沉降在裂缝底部。而低密度支撑剂低于压裂液密度,可以使用空心支撑剂,在压裂液中处于漂浮状态,压裂结束后位于裂缝顶部。
2.前置液:它的作用是破裂地层并产生一定几何尺寸的裂缝,以备后面的携砂液进入。对于温度较高的地层,它还能起到一定的降温作用。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。
3.纤维:目前,纤维材料广泛应用在油气生产的多个方向,如纤维防砂工艺和通道压裂工艺。纤维均匀分散在压裂液中,利用蜷曲、桥联等特性,可很好地起到携砂、固砂、稳砂的作用,并可与支撑剂形成一定大小的支撑剂团。
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