[发明专利]一种注水井扩容储层改造方法

权利要求书

1.一种注水井扩容储层改造方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100，开展地应力测试作业测取储层的最小主应力和破裂压力；

S200，采用低速和压力控制的注水方式对储层进行地应力预处理，改变井筒周围储层的原始地应力和含水饱和度，增大井周储层孔隙压力；

S300，通过水力震荡的注水方式，扩容储层渗透性差的区域，在井筒周围储层产生初步扩容区；

S400，通过阶梯式大排量和压力控制注水的方式，进一步扩展所述初步扩容区；

步骤S200～S400中的注入压力均大于储层最小主应力，且小于储层破裂压力。

2.根据权利要求1所述的注水井扩容储层改造方法，其特征在于：步骤S100中，选择同一区块，地质条件相对稳定的区域，通过对地震数据、测井数据以及地质模型的研究，避开天然裂隙发育区、断层发育区和区块边缘区域，通过小型水力压裂方法测取该区域盖层、储层、底层岩石的最小主应力和破裂压力。

3.根据权利要求1所述的注水井扩容储层改造方法，其特征在于：步骤S200中低速范围介于0.2m³/min～2.0m³/min；所述压力控制是根据无线流量传感器测得的瞬时注入排量和无线压力传感器测得的瞬时注入压力，通过控制阀控制液体的注入压力，使得所述注入压力保持在地层最小主应力之上且小于储层破裂压力之下。

4.根据权利要求3所述的注水井扩容储层改造方法，其特征在于：在步骤S200对储层进行地应力预处理之前还采用有限元分析软件开展数模敏感性分析，优化包括注入压力、注入排量和注液量在内的工艺参数，具体包括：

S201，构建考虑了应力场、温度场和渗流场的热流固三相全耦合有限元模拟；

S202，根据储层岩石的力学性质选择合适的岩石强度模型、非线性弹性关系和模拟储层岩石扩容用的弹塑性本构模型；

S203，根据储层地质条件和完井结构参数在有限元分析软件构建储层单元及模拟的注水井，并施加边界条件进行储层扩容改造模拟；

S204，在有限元分析的结果基础之上优化目标井扩容改造的工艺参数。

5.根据权利要求4所述的注水井扩容储层改造方法，其特征在于：开展多次瞬态流体压力测试，测试注水井井周的表皮因子和近井地带的渗透性作为评价储层地应力预处理成功的标准。

6.根据权利要求1所述的注水井扩容储层改造方法，其特征在于：步骤S300中水力震荡是指在地面利用管汇系统的分流和回流管线，在一定时间高排量注入液体，快速增加注液压力，持续一定时间后停止注入，已注入的液体通过回流管线高排量回流至地面，降低储层压力；此过程重复进行，通过注入压力的快速升降在注水井口产生压力波并传导进地层，调整吸水剖面的均匀性。

7.根据权利要求6所述的注水井扩容储层改造方法，其特征在于：通过岩石力学有限元计算软件计算地表震荡对井底储层的改造作用，从而确定水力震荡的频率和幅度；所述有限元软件采用热-流-固耦合的比奥方程并考虑井筒流体的伯努利方程，通过井筒流体的伯努利方程模拟水力震荡过程中压力波从井口到地层的传播，保证井口的压力波能传到地层，通过岩石力学的热-固-流耦合模拟孔隙介质岩石的扩容和裂缝过程，从而确定水力震荡的频率和幅度。

8.根据权利要求7所述的注水井扩容储层改造方法，其特征在于：进行水力震荡作业过程中，每隔一段时间进行一次压降测试，根据压降数据反演注水井井周储层扩容区半径和平均渗透率，若注水压力达到最大设计压力而注液量未达到设计值，则返回S200地应力预处理步骤，并根据岩石力学扩容施工实时分析软件计算包括注入压力、注入排量和注液量在内的地应力预处理作业施工参数。

9.根据权利要求1所述的注水井扩容储层改造方法，其特征在于：步骤S400中采用阶梯式大排量注水，具体是指逐步提高或降低注入排量并保持一段时间的注水过程。