[发明专利]一种深层页岩气压裂过程实时决策方法

说明书

本发明提供了一种深层页岩气压裂过程实时决策方法，所述方法针对垂深达3500m以上，孔隙度为2～6％，优质页岩厚度小于30m，脆性指数值为50～75％，最大水平主应力与最小水平主应力为20MPa以上，水力裂缝缝宽小于2mm的深层页岩气压裂过程，所述方法包括步骤：根据压裂施工过程中安全施工泵压和实时泵压的差值将压裂过程划分为一级压裂、二级压裂和三级压裂；根据一级压裂、二级压裂和三级压裂分别对应的第一净压力、第二净压力和第三净压力变化幅度范围判定井下发生的复杂情况，调整施工参数以避免所述复杂情况的发生。本发明具有能够实现加砂压裂泵注参数的快速反应、快速处理，有效降低施工风险等优点。

技术领域

本发明涉及页岩储层压裂技术领域，具体来讲，涉及一种深层页岩气压裂过程实时决策方法。

背景技术

随着页岩气藏逐步向垂深3500m以深的开发，深层页岩气藏压裂改造以高压、大排量为特点的大规模压裂施工日益增多。由于深层页岩气应力绝对值增大，造成压裂过程中泵注压力高、裂缝宽度相对较窄、加砂难度增大。大部分深层页岩气井压裂难度大，加砂常常发生压力突然增加而导致砂堵的状况。同时深层页岩气井由于井深较深(普遍超过5000m)，连续油管下入难度和风险大，砂堵后，连续油管处理难度随之增大。因此，在加砂压裂设计和实施过程中，需要结合施工压力的实时分析处理进行液体粘度、加砂浓度、排量等泵注参数的实时决策与调整。现场上除常规的滑溜水以外，常常配备线性胶和胶联液以应对随时发生的特殊状况。目前，深层页岩气开始使用一体化变粘压裂液体系，实现了现场即配即用。但液体粘度与加砂压裂泵注参数的结合目前尚未形成，大部分井段一旦发生超压等现象，极易砂堵造成施工复杂，不仅严重降低施工效率，也带来了安全风险。

现有相关技术都是单一泵注参数判定和调整，或者强调加砂参数实时调整，或者强调液体性能参数实时调整。并未将液体携砂参数与支撑剂泵注参数结合进行综合评判与调整，单个参数调整对预防砂堵的作用不大。目前如果液体体系如果不是一体化变粘压裂液体系，则需要在多种液体之间切换改变粘度且粘度变化数值较固定，难以达到精确变粘调整携砂能力的条件。此外，由于深层页岩气应力高、缝宽相对较窄，一旦发生砂堵，反应时间极短(一般情况仅60～120s)，目前的调整方式由于需要在不同液体之间切换进行变粘，反应时间较长。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种能够将压裂液体携砂参数与粘度参数结合进行综合评判与调整深层页岩气压裂过程实时决策方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种深层页岩气压裂过程实时决策方法。所述方法针对垂深达3500m以上，孔隙度为2～6％，优质页岩厚度小于30m，泊松比为0.15～0.3，脆性指数值为50～75％，最大水平主应力与最小水平主应力为20MPa以上，断层及伴生的微构造/天然裂缝发育，水力裂缝缝宽小于2mm，施工压力为80～100MPa的深层页岩气的压裂改造施工过程，所述方法包括步骤：根据压裂施工过程中安全施工泵压和实时泵压的差值范围将压裂过程划分为一级压裂、二级压裂和三级压裂三个等级；在压裂过程处于一级压裂的情况下，实时计算第一净压力并根据第一净压力变化幅度范围判定井下发生的复杂情况的类型以及发生的概率，调整施工参数以避免所述复杂情况的发生；在压裂过程处于二级压裂的情况下，实时计算第二净压力并根据第二净压力变化幅度范围判定井下发生的复杂情况的类型以及发生的概率，调整施工参数以避免所述复杂情况的发生；在压裂过程三级压裂的情况下，实时计算第三净压力并根据第三净压力变化幅度范围判定井下发生的复杂情况的类型以及发生的概率，调整施工参数以避免所述复杂情况的发生；其中，所述一级压裂为安全施工泵压和实时泵压差值大于20Mpa，所述二级压裂为安全施工泵压和实时泵压差值大于等于10Mpa且小于等于20Mpa，所述三级压裂为安全施工泵压和实时泵压差值小于10Mpa，所述第一净压力、第二净压力和第三净压力为产生新裂缝的净延伸压力。

在本发明的一个示例性实施例中，所述井下复杂情况可包括超压、砂堵和施工压力异常波动中至少一种。