[发明专利]一种针对陆相页岩储层的复合体积压裂系统及方法

说明书

本申请实施例提供一种针对陆相页岩储层的复合体积压裂系统及方法，涉及地质资源勘探技术领域。复合体积压裂系统包括布置于陆相页岩储层的地面上且位于压裂目标井井口周围的：电缆投球射孔装置用于将桥塞及射孔枪通过目标井下放至坐封位置及射孔层，并使桥塞点火坐封和射孔弹点火激发多簇射孔；超临界CO₂注入装置与目标井井口相连用注入超临界CO₂；水力注入装置与目标井井口相连用于分别注入不同类型的携砂压裂液；液态N₂拌注装置与目标井井口相连用于注入液态N₂。复合体积压裂系统及方法实现在常压、高黏土矿物含量、强非均质性陆相页岩储层中形成大范围、复杂的体积裂缝网络，增加致密储层的渗流能力，从而实现单井自喷高产。

技术领域

本申请涉及地质资源勘探技术领域，具体而言，涉及一种针对陆相页岩储层的复合体积压裂系统及方法。

背景技术

我国页岩储层中的油气资源量非常大，但是页岩储层具有低孔隙度和低渗透率的特点，油气在页岩储层中难以流动，需要通过压裂技术制造裂缝网络，供油气流动。目前常用的压裂工艺为大型水力压裂工艺，该技术主要依靠大型压裂设备，将大量滑溜水和少量冻胶注入地层，使页岩储层破裂并形成复杂裂缝网络，并携带石英砂、陶粒等支撑剂以支撑裂缝网络，从而达到改善致密页岩储层渗流能力的目的。依靠该大型水力压裂技术，已经实现我国南方海相页岩气的大规模商业性开发，效果显著。

但是在陆相页岩油气勘探领域，常规大型水力压裂技术存在三个明显的缺陷：一是陆相页岩的黏土矿物含量高，平均含量为45％，最高可达60％，其远高于北美和国内的海相页岩储层，而黏土矿物水敏性强，采用常规水基压裂会使陆相页岩储层吸水膨胀，堵塞孔隙、吼道，破坏储层渗流通道，同时地层膨胀会造成套管变形，影响井筒安全；二是陆相页岩具有强非均质性，砂泥频繁互层，并且层理缝、隔夹层发育造成纵向应力差异大，存在应力隔挡，裂缝纵向穿层高度受限，难以形成体积裂缝网络，常规水力压裂在陆相页岩储层中只能形成单一裂缝网络；三是陆相页岩储层年代一般较新，埋藏较浅，油气热演化程度低，Ro值为1.0％左右，未达到大量生气阶段，造成储层能量低，多为常压储层，实现高产难度极大。

基于上述原因，实现常规大型水力压裂技术的压裂设备并不适用于陆相页岩储层改造。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种针对陆相页岩储层的复合体积压裂系统及方法，实现在常压、高黏土矿物含量、强非均质性陆相页岩储层中形成大范围、复杂的体积裂缝网络，增加致密储层的渗流能力，从而实现单井自喷高产。

第一方面，本申请实施例提供了一种针对陆相页岩储层的复合体积压裂系统，其包括布置于陆相页岩储层的地面上且位于压裂目标井井口周围的：

电缆投球射孔装置，用于将桥塞及射孔枪通过目标井下放至坐封位置及射孔层，并使桥塞点火坐封和射孔弹点火激发多簇射孔；

超临界CO₂注入装置，与目标井井口相连，用于往目标井井内注入超临界CO₂；

水力注入装置，与目标井井口相连，用于分别往目标井井内注入不同类型的携砂压裂液；

液态N₂拌注装置，与目标井井口相连，用于往目标井井内注入液态N₂。