[发明专利]一种页岩体积压裂的方法

说明书

一种页岩体积压裂的方法，本发明涉及页岩体积压裂技术领域。通过前置液阶段采用较长时间的变排量施工，并配合多次关井停泵，尽最大限度减小地应力各向异性，以实现主裂缝延伸路径的转向以及不同尺度裂缝系统尤其是较小尺度微裂隙系统的充分延展。待多条裂缝出现后，再次起泵时泵注相对较高黏度的压裂液，配合高排量注入，并适当加大低黏度滑溜水的比例及70‑140目支撑剂的比例，以进一步扩展先前已形成的微裂隙系统并用小粒径支撑剂尽可能实现对各种小尺度微裂隙系统的充填，后续按照设计的主加砂泵注程序完成泵注施工。

技术领域

本发明涉及页岩体积压裂技术领域。

背景技术

与常规的压裂工艺不同，体积压裂是在水力压裂过程中，形成一条主裂缝或多条主裂缝的同时沟通天然裂缝，并使脆性岩石产生错断、剪切、滑移等破坏行为，形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络，达到扩大改造体积、改善储层渗流通道的目的。随着页岩气等非常规油气储层体积压裂技术的推广应用，业界已形成了一个共识是如何在既有施工条件下，最大限度地提高水力压裂裂缝复杂性程度及整体“有效”改造体积。

目前关于体积压裂实施工艺则是通过对多簇射孔裂缝参数进行整体布局优化，这是提高裂缝改造体积的战略性举措，包括缝长、导流能力及缝(簇)间距优化等；在此基础上，对每簇裂缝起裂与延伸进行控制，如变黏度压裂液、多粒径支撑剂组合加砂及不同黏度压裂液交替注入工艺等，以最大限度地提高单缝的复杂性程度。上述两个技术的结合，就构成了目前所谓的“有效”体积压裂技术。

但由于页岩体积裂缝的形成机制复杂及页岩本身地质参数分布的随机性特点，真正能形成所谓的体积裂缝的概率相对较少，如涪陵焦石坝被认为是最成功的页岩气开发示范区，但通过各种压后诊断研究评估，真正形成的体积裂缝占比仅在30％左右，还有30-40％的裂缝仍为常规的单一裂缝，其余的30-40％是有一定复杂性程度的裂缝。总结起来，从体积压裂工艺角度而言，仍存在以下问题：

1)排量提升速度快，大多在3-5min内就提到设计的最高排量。但高排量形成的裂缝面相对光滑，压后裂缝易过早闭合失去导流能力。另外还容易形成单一裂缝，使众多小裂隙或层理/纹理缝失去被沟通和延伸的机会。

2)支撑剂加入时机及方式难以把握。包括支撑剂浓度设计、不同粒径支撑剂加入时间、注入模式等，一但设计不合理或施工操作不当，容易引起缝内脱砂和砂堵等情况。

3)目前页岩压裂普遍采取一次性注入完成，给裂缝形态及扩展特征的判断带来困难，使施工参数的实时调整具有随意性和不确定性。另外，没有充分利用裂缝的诱导应力场作用，使裂缝复杂性程度难以进一步提升。

发明内容