[发明专利]一种多尺度裂缝的造缝方法

说明书

本发明公开了一种多尺度裂缝的造缝方法，该方法包括如下步骤：测定包括储集层岩心的微观孔喉结构参数、岩石力学参数及地应力特征的基础参数；根据所述基础参数制备人造岩样，对所述人造岩样进行岩心裂缝破裂及扩展的物理模拟实验，确定所述人造岩样在不同压裂液粘度及排量组合下的破裂压力特征及延伸特性；基于所述物理模拟实验确定的破裂压力特征及延伸特性，通过储层裂缝扩展物理模拟系统确定针对至少两个级别尺度裂缝的造缝工艺；根据所述造缝工艺进行多尺度裂缝的依次造缝施工。本发明的方法能够增加压裂裂缝的复杂程度，提高复杂裂缝造缝的成功率，进而提高储层改造体积，实现高效的增产和稳产。

技术领域

本发明涉及油气开采领域，具体来说涉及一种多尺度裂缝的造缝方法。

背景技术

目前的水力压裂技术已从以往的单一缝常规压裂过渡到复杂裂缝和体积裂缝压裂技术。但复杂裂缝和体积裂缝的形成，要依赖于合适的地质条件与配套的工程条件。所谓合适的地质条件是指岩石的脆性矿物含量(一般包括石英和碳酸盐岩)要相对较高(一般大于60％)，水平主应力差异系数(最大与最小水平主应力差值与最小水平主应力的比值)相对较小(一般小于0.25)，天然裂缝要相对发育，且与人工主裂缝方向有一定的夹角，如相互平行也难以形成复杂裂缝或体积裂缝；工程条件主要指主裂缝的净压力(指裂缝内的压力与最小水平主应力的差值)要相对较大，一般应大于地层的原始最大与最小水平主应力差值。但主裂缝的净压力的提升取决于许多条件，如压裂液的黏度、注入排量、注入液量及地层的断裂韧性等。尤其当地层的断裂韧性相对较小时(小于2MPa·min1/2)，压裂液的性质参数与注入工艺参数以难以提升主裂缝的净压力，此时排量的提升、液量的增加和压裂液黏度的提高等措施只能加速裂缝长度的延伸，而裂缝宽度的延伸幅度非常有限，因此，主裂缝的净压力主要与裂缝宽度直接正相关，也相应地难以得到较大幅度提升。

可见，复杂裂缝和体积裂缝的形成，难度极大，矿场实践已证明，通过压裂施工形成复杂裂缝和体积裂缝的概率很低，一般小于20％。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是当前复杂裂缝压裂成功率低的问题，提供一种新型多尺度裂缝造缝技术，该技术能够实现多尺度裂缝的依次开裂，增加了裂缝复杂性和压裂施工成功率。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种多尺度裂缝的造缝方法，该方法包括如下步骤：测定包括储集层岩心的微观孔喉结构参数、岩石力学参数及地应力特征的基础参数；根据所述基础参数制备人造岩样，对所述人造岩样进行岩心裂缝破裂及扩展的物理模拟实验，确定所述人造岩样在不同压裂液粘度及排量组合下的破裂压力特征及延伸特性；基于所述物理模拟实验确定的破裂压力特征及延伸特性，通过储层裂缝扩展物理模拟系统确定针对至少两个级别尺度裂缝的造缝工艺；根据所述造缝工艺进行多尺度裂缝的依次造缝施工。

优选地，在进行多尺度裂缝的依次造缝施工之后，还包括以下步骤：采用设定范围的低粘度压裂液继续进行探缝和扩缝。

优选地，在所述探缝和扩缝阶段，监测压力施工曲线，若所述压力施工曲线出现锯齿状波动特征，则认定裂缝复杂性达到预期目标。

优选地，根据恒速压汞实验结果获取包括不同喉道半径的喉道分布情况的微观孔喉结构参数；按照喉道半径对所述喉道进行分类。

优选地，在制备人造岩样时，通过常规压汞实验反推已制备的人造岩样的喉道半径是否符合分类后的喉道情况。

优选地，采用偶极声波测井技术测定储集层岩心的岩石力学参数。

优选地，采用声发射技术测定储集层岩心的地应力特征。

优选地，在进行大尺度、中尺度和小尺度三个级别尺度裂缝的造缝施工时，以达到最终预期造缝半长的设定百分比为目标，通过储层裂缝扩展物理模拟系统确定大尺度、中尺度和小尺度裂缝的各自的压裂液粘度、注入排量和体积的组合工艺参数，所述设定百分比大于等于50％。