[发明专利]一种提高页岩气裂缝改造体积的限压不限排量的压裂方法

说明书

本发明公开了一种提高页岩气裂缝改造体积的限压不限排量的压裂方法，包括：(1)压前储层评价及压裂施工前期的实时评估；(2)在直井导眼井上进行分层小型测试压裂试验；(3)用软件MEYER进行模拟分析；(4)进行正常的压裂施工，在施工中途进行一次或二次瞬时停泵；(5)由井底压力反推出井口施工预期压力；(6)只要井口施工压力低于步骤(5)的预期压力，就提高排量，使井口施工压力接近预期值；(7)如果提高排量后的井口施工压力仍没有达到预期压力，则提高施工砂液比。本发明能够改善使用限排量的方法所带来的各类问题，从而提高页岩储层的实际压后改造体积及人工裂缝的复杂性。

技术领域

本发明涉及石油开采领域，进一步地说，是涉及一种提高页岩气裂缝改造体积的限压不限排量的压裂方法。

背景技术

在页岩气压裂施工中，在保证施工安全的前提下，如何最大限度地提高裂缝复杂性及改造体积，是永恒的主题。但目前的压裂施工中，主要是保持基本恒定的排量进行，这对我们想达到的提高裂缝复杂性及改造体积的目的有一定影响。

目前，我们在压裂施工中所使用的限排量的方法，从技术角度而言，存在的以下几个主要问题：

1)主裂缝净压力提升幅度有限。特别是脆性好的页岩，在裂缝延伸过程中，井口施工压力是逐渐降低的，折算到井底压力也是逐渐降低的。换言之，主裂缝净压力的逐渐降低，难以提高裂缝的压开程度及张开微裂隙。而压开程度的提高直接关系到人工裂缝的改造体积，微裂隙的张开情况直接关系到人工裂缝的复杂性程度。

2)随着裂缝的继续扩展，裂缝的几何尺寸逐渐增大，尤其是随着裂缝宽度的增加，裂缝内的压裂液流速是逐渐降低的。换言之，支撑剂在裂缝中的流动速度也逐渐降低，会导致裂缝内的沉砂现象越来越严重，甚至会引发早期砂堵的出现。

3)由于早期的支撑剂沉降，支撑剂的过流断面面积逐渐降低，沉降砂堤上的混砂浆的流动速度越来越高，使得后期注入的大粒径支撑剂原本是期望在近井裂缝带起支撑作用，可能由于上述原因，被携带到不期望的远井裂缝地带，由于远井裂缝宽度变窄，也容易引起施工后期的砂堵。

4)虽然部分压裂施工采取了变排量的施工策略，但变排量的时机掌握不正确，有的几乎在几分钟内就提高到设计的最高排量，之后就一直维持在恒定的排量，即使后期压力降低幅度较大也仍然没有采取适当提高排量的措施，致使1)-3)中所述的问题依然存在。

5)在裂缝扩展过程中，恒定排量造成的主裂缝净压力降低，会导致缝高的延伸越来越困难，尤其在裂缝端部，缝高可能只有几米甚至1米左右，因此，在远井地带裂缝的改造体积会大幅度降低。

因此，需要一种新的能大幅度提高裂缝改造体积的压裂施工新技术，以解决上述不足。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种提高页岩气裂缝改造体积的限压不限排量的压裂方法。能够改善现在压裂过程中，使用限排量的方法所带来的诸如：裂缝净压裂提升幅度有限、裂缝逢高延伸困难、支撑剂早期沉降及由于支撑剂早期沉降使得远井裂缝缝宽变窄所带来的施工后期砂堵等各类问题，从而提高页岩储层的实际压后改造体积及人工裂缝的复杂性。

本发明的目的是提供一种提高页岩气裂缝改造体积的限压不限排量的压裂方法。

本发明的主体思路如下：

(1)适应的目的层应是水平层理缝/纹理缝相对发育的页岩储层。由于高角度天然裂缝一般不太发育，即使大幅度提高排量也不会导致裂缝高度的失控。

(2)精准评估纵向地应力剖面，在此基础上，预测延伸高度不同位置处的裂缝需要的延伸压力。

(3)为简化起见，可以初始破裂后的裂缝延伸压力为基准，低于此压力就适当提升排量，以维持恒定的井口施工压力。但前提是排量变化不大，如排量有较大的变化，要把沿程摩阻因素考虑进来，实质是维持井底施工压力的相对恒定。