[发明专利]一种压裂过程中的非均匀同步破胶方法

说明书

本发明提供了一种压裂过程中的非均匀同步破胶方法，包括：根据储层特性参数和压裂施工参数，模拟地层最终裂缝扩展三维形态及井筒和裂缝内温度场及温度恢复时间；根据模拟的地层最终裂缝扩展三维形态及井筒和裂缝内温度场及温度恢复时间，通过室内实验确定地层发生同步破胶时的各层段平均破胶剂浓度；根据压裂现场施工及返排情况调整各层段平均破胶剂浓度；根据模拟的裂缝内温度场及温度恢复时间，对调整后的各层段平均破胶剂浓度进行优化；按优化后的各层段平均破胶剂浓度非均匀注入破胶剂，以实现压裂过程的非均匀同步破胶。本发明可以实现分段层压裂的非均匀同步破胶。

技术领域

本发明属于油气田勘探和开发技术领域，具体地说，尤其涉及一种压裂过程中的非均匀同步破胶方法。

背景技术

目前，在水平井分段压裂和直井分层压裂中，一项重要的技术是同步破胶，目的是确保在最后一段(层)压裂施工结束时，所有裂缝内的高黏度交联液或活性胶液同时彻底破胶返排，一来防止早破胶的裂缝内支撑剂过度沉降影响有效的裂缝支撑体积，二来防止过顶替(水平井分段压裂的裸眼滑套技术及桥塞射孔联作技术，以及直井封隔器分层压裂等，都存在普遍的过顶替现象，且有的过顶替量达正常顶替量的200％左右)造成的缝口包饺子效应导致的无效支撑裂缝。此时裂缝还未闭合(如破胶早，滤失大，则裂缝可能闭合)，可以适当速度控制返排，使远离缝口的支撑剂再次回流到近井缝口处。

只要同步破胶技术做得到位，就可确保各裂缝的支撑剖面最优化和压后效果的最大化。但该技术现场控制难度较大，优化的方法也相对简单，大多压裂设计仅限于同步破胶的概念，实际做法及效果更是远未达到预期的理想水平。从技术分度分析，主要存在以下问题：1)裂缝温度场模拟结果缺乏可靠性。一是裂缝扩展的几何尺寸预测不准，二是岩石力学及压裂液尤其是混砂浆的热力学参数输入缺乏实验依据，大多由模拟软件中通用的数据库中选择大概的参数值。上述两个原因导致裂缝温度场及其恢复的模拟结果不准，使破胶剂的分段(层)剖面设计缺乏可靠性。2)破胶剂浓度剖面优化仍采用单一裂缝的简单设计思路。如大多压裂水一般根据室内结果及现场经验，平均的破胶剂浓度大多设计为万分之三至万分之五，以此调整前后时间的破胶剂浓度，每段(层)压裂的前期低些，后期高些，就层(段)平均水平而言，也是前期施工的低些，后期施工的高些。3)未考虑不同的分压段(层)数不同导致的时间差异对破胶剂浓度剖面水的影响。最终的结果是20段分压与10段分压的设计结果可能使相同或相近的。实际上，由于总体施工时间的不同，不同段(层)裂缝经历的温度场及恢复结果是有很大差异的，因此最终的破胶剂浓度剖面设计结果也理应有较大差异才行。4)未考虑如何最大限度地提高支撑剂在裂缝内铺置浓度的非均匀性和导流能力的最大化问题。虽然破胶剂浓度在前后时间内追加的浓度也不同，但最终作用的结果是同一裂缝内均匀彻底破胶，如支撑剂注入模式是连续的，则最终的裂缝内支撑剂铺置浓度也是连续的，而实践证明，支撑剂在裂缝内的非均匀铺置模式产生的导流能力更大。

综上所述，有必要提出一种新的分段(层)压裂的非均匀同步破胶技术，以实现裂缝有效改造体积和压后改造效果的最大化。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种压裂过程中的非均匀同步破胶方法，用于实现分段(层)压裂的非均匀同步破胶。

根据本发明的一个实施例，提供了一种压裂过程中的非均匀同步破胶方法，包括：

根据储层特性参数和压裂施工参数，模拟地层最终裂缝扩展三维形态及井筒和裂缝内温度场及温度恢复时间；

根据模拟的地层最终裂缝扩展三维形态及井筒和裂缝内温度场及温度恢复时间，通过室内实验确定地层发生同步破胶时的各层段平均破胶剂浓度；

根据压裂现场施工及返排情况调整各层段平均破胶剂浓度；

根据模拟的裂缝内温度场及温度恢复时间，对调整后的各层段平均破胶剂浓度进行优化；

按优化后的各层段平均破胶剂浓度非均匀注入破胶剂，以实现压裂过程的非均匀同步破胶。