[发明专利]一种定排量段塞式压裂工艺

说明书

本发明公开了一种定排量段塞式压裂工艺，它包括以下步骤：S1、获取参数，判断储层岩石的破裂方式，以及获取水力裂缝和天然裂缝在地下的扩展形态，根据实测结果对压裂地层进行分析判断；S2、按一个加砂阶段和一个紧跟的隔离液阶段为一个段塞加砂周期，多周期交替施工；S3、在页岩气压裂施工的每一个段塞加砂周期中的加砂阶段，在加砂后期增加砂比，形成一个高砂比阶段，此阶段砂比与下一个加砂周期的砂比相同，通过观察此高砂比阶段进入地层后压力变化情况。本发明的有益效果是：解决了干热花岗岩热储压裂不能有效压开和长时间压裂波及半径减小的问题，同时解决了干热花岗岩热储常规压裂过程中，注液周期长、注液量较大的问题。

技术领域

本发明涉及油气、地热勘探开发压裂工程技术领域，特别是一种定排量段塞式压裂工艺。

背景技术

地热资源是清洁能源，其开发利用主要通过钻井工程来实现。地热资源量（水量）大小决定着开发利用的价值。实际中，因地层等条件的复杂和不确定性，导致地热井出水量和温度不能达到预期的目标。特别是在山区基岩缺水地区地热资源开发，由于水量和温度指标偏低，严重影响了清洁能源的开发利用。需采用人工压裂改造技术才能获得工业热流产量。地热资源中干热花岗岩热储，储层花岗岩地层稳定、致密较硬、应力较强，国内外在地热井的压裂施工中通常采用大规模、长时间注入方式进行压裂。常规压裂采用的连续注液模式存在地层不能有效压开的问题，造成压裂施工失败，不能达到压裂改造增产的效果。因此地热井常规压裂施工中，常常采用多级分层酸化压裂工艺，是在高于岩石破裂压力下连续阶梯性的将酸注入地层，在地层内形成裂缝，通过酸液对裂缝壁面物质的不均匀溶蚀形成高导流能力的裂缝。这种压裂方式比常规连续压裂更能适应干热花岗岩热储压裂中压力过大、地层压开效果较差的问题，使压裂成功率有所提高。但是这种连续阶梯性泵液的酸化压裂模式使整个压裂施工中注液量较大且注液周期长，随着压裂注入天数的增加，由于近井地带不断被液体充满，流体向地层深部推进越来越困难，地层吸水能力逐渐减弱，流体波及半径不再增加，造成施工提前结束，影响压裂作业效果。

干热花岗岩地热资源是最具应用价值和利用潜力的清洁能源。我国干热花岗岩地热资源量巨大，其高效开发对于我国能源结构调整、保证能源安全具有重大战略意义。地热资源中干热花岗岩热储，储层花岗岩地层稳定、致密较硬、应力较强，地层条件复杂和不确定性，严重影响地热资源的有效开发利用，需采用人工压裂改造技术才能获得工业热流产量。因花岗岩岩石致密，力学强度较高，同时在构造应力、热应力等作用下，地下岩石处于异常高三向应力状态，常规压裂工艺压开岩石的难度较大，易造成压裂施工失效。

目前在石油勘探开发页岩气压裂加砂施工中，常常采用段塞式加砂工艺，即泵送一定前置液后，按一个加砂阶段和一个紧跟的隔离液阶段为一个段塞加砂周期，多周期交替至施工后期，开始连续加砂至施工结束，每一个周期砂比保持一个固定值，且比前一周期砂比有少许提高。这种加砂方式容易导致某一周期的砂子进入地层引起压力异常升高，造成加砂提前停止，或造成施工砂堵导致施工失败。

发明内容

本发明的目的在于解决了干热花岗岩热储压裂不能有效压开和长时间压裂波及半径减小的问题，同时解决了干热花岗岩热储常规压裂过程中，注液周期长、注液量较大的问题，提供一种提高花岗岩地热压裂改造成功率、达到干热花岗岩热储地层压裂改造增产的需要、具有非常广阔的应用前景的定排量段塞式压裂工艺。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种定排量段塞式压裂工艺，它包括以下步骤：

S1、获取目的层岩石破裂压力、裂缝延伸压力、弯曲摩阻、裂缝参数和压裂液滤失系数压裂设计参数，进一步判断储层岩石的破裂方式，以及获取水力裂缝和天然裂缝在地下的扩展形态，根据实测结果对压裂地层进行分析判断；

S2、采用段塞式加砂工艺，泵送前置液后，按一个加砂阶段和一个紧跟的隔离液阶段为一个段塞加砂周期，多周期交替施工；