CN109915101A - 一种全裂缝导流压裂工艺 - Google Patents
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Abstract
全裂缝导流压裂技术，是一种扩大裂缝导流面积实现裂缝全支撑的压裂改造新技术。在改造油气藏方面，常规压裂技术存在的问题：裂缝支撑不均匀，裂缝有效导流面积不足，渗透率伤害偏高等，这些问题制约油气藏增产效果。全裂缝导流压裂技术解决了常规压裂技术存在的问题，使用低粘压裂液体系，降低支撑剂在压裂液中的沉降速度，提高了支撑剂的支撑效率，实现裂缝全支撑，同时，使用低摩阻压裂液体系有效降低施工泵注压力，并减少前置液用量。该新型压裂技术提高了压裂效率，增加了油田开发效益。现场应用表明，全裂缝导流压裂技术能够显著改变常规压裂技术的不足之处，降低压裂投入成本，明显提高压裂效果，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种压裂工艺，一种实现全裂缝导流压裂工艺。
背景技术
水力压裂已成为常规油气藏、煤层气、以及页岩气等各类非常规储层开发的必要手段。由于材料性能限制、工艺设计理念的不足，导致常规压裂综合效益不理想。本发明人经长期观察、研究、分析发现现有工艺的弊端，主要是裂缝有效导流面积不足。现有压裂使用的支撑剂一般为石英砂和陶粒，由于这类支撑剂的视密度一般在2.6g/cm3-3.3g/cm3之间，极易在密度1.012g/cm3的压裂液中沉降。所以，压裂施工中，携带支撑剂的压裂液在进入地层裂缝的过程中，起支撑作用的支撑剂逐渐沉降，在裂缝的上部与端部支撑作用减弱，致使有效支撑裂缝与动态裂缝间的比例偏小，裂缝有效导流面积不足，降低了压裂效果；其次是现有的交联冻胶高粘压裂液体系使用大量增稠剂和多种添加剂，会造成地层的污染，降低渗透率，地层渗透率伤害偏大，影响压裂效果。
为了克服现有技术的不足，需要提供一种压裂过程中支撑剂在压裂液中全悬浮运移的技术方案，实现降低环境污染，提高压裂效果。
发明内容
本发明目的是提供一种油气藏增产的有效手段，解决支撑剂在压裂过程中的沉降问题，实现支撑剂在压裂液体中全悬浮输送，达到水力裂缝全支撑的技术目标，提高压裂效果。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种全裂缝导流水力压裂工艺，该工艺包含如下步骤：
(1)配制悬浮与携带支撑剂的压裂液；
(2)将所述压裂液与支撑剂注入地层形成全支撑裂缝。
本发明提供的第一优选技术方案中，所述压裂液的密度为1.01g/cm3-1.35g/cm3和粘度为 5.0mPa·s-50.0mPa·s。
本发明提供的第二优选技术方案中，所述支撑剂的密度为1.01g/cm3-1.45g/cm3。
本发明提供的第三优选技术方案中，其所述所述压裂液与支撑剂间的密度差0.00g/cm3- 0.10g/cm3。
本发明提供的第四优选技术方案中，其所述压裂液包括按质量百分比计的：
从聚丙烯酰胺、胍胶、羟丙基胍胶、羧甲基羟丙基胍胶中选出的一种或多种化合物组成的0.3‰-2.5‰的减阻剂；
1.0％-2.5％的氯化钾；
烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、甜菜碱型中选出的一种或多种化合物的0.5‰-1.5‰的助排剂①；
从①季铵盐阳离子盐、②低聚季铵盐阳离子盐、③有机硅烷脂、④三甲基烯丙基氯化铵中选出的一种或多种化合物的0.5‰-1.5‰的粘土稳定剂；
从①丙烯醛、②脂肪胺型季铵盐、③醛类中选出的一种或多种组成的0.5‰-1.5‰的杀菌剂。
本发明提供的第五优选技术方案中，其所述压裂液包括按质量百分比计的下述组份：增稠剂①胍胶、②羟丙基胍胶、③羧甲基羟丙基胍胶中选出的一种或多种，加量2.5‰-4.5‰；硝酸钠，加量1.0％-50.0％；助排剂，从①烷基硫酸盐、②烷基磺酸盐、③甜菜碱型中选出的一种或多种，加量0.5‰-1.5‰，粘土稳定剂从①季铵盐阳离子盐、②低聚季铵盐阳离子盐、③有机硅烷脂、④三甲基烯丙基氯化铵中选出的一种或多种，加量0.5‰-1.5‰，杀菌剂从①丙烯醛、②脂肪胺型季铵盐、③醛类中选出的一种或多种，加量0.5‰-1.5‰。
本发明提供的第六优选技术方案中，其所述支撑剂选自球度不小于0.8、圆度不小于0.8、密度1.10g/cm3-1.45g/cm3和破碎率小于5％(69MPa)。
本发明提供的第七优选技术方案中，其所述支撑剂为选自球度不小于0.9、圆度不小于 0.9、破碎率小于3％(86MPa)。
与最接近的已有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：
(1)提高支撑剂的输送效率。减小支撑剂与压裂液密度差，确保支撑剂在压裂过程中处于悬浮状态，使输砂方式由常规压裂中的沉降-砂堤式转变为悬浮式，提高输砂效率。
(2)降低了支撑剂使用量。本发明提供的技术方案利用了支撑剂低密度与高强度(满足有效闭合应力69MPa)、破碎率低(69MPa条件下，破碎率≤1.5％)的特性，在压裂的全过程中，以相对减小的支撑剂用量(相对于常规压裂减少30％-50％)，获得裂缝的全铺置，并同时提高压裂效果。
(3)降低储层伤害。本发明以5mPa·s-50mPa·s粘度的压裂液携带支撑剂，实现了支撑剂的均匀悬浮，降低了化学材料的使用量以及前置液的用量，不仅减少了压裂液对储层的伤害，而且为返排液处理和重复利用提供了条件。
(4)组合支撑剂优化裂缝支撑剖面
将不同粒径的组合支撑剂模式用于压裂工艺，使裂缝的远端部位可获得如40目-70目级别的较小粒径支撑剂的支撑，而在裂缝的近井筒部位获得如14目-40目级别的较大粒径支撑剂支撑主裂缝，实现了主裂缝、分支缝和微裂缝分别以大粒径和小粒径支撑，从而满足了增产所需的导流能力，实现了全缝支撑，使水力裂缝剖面的导流能力分布更加合理。
(5)降低施工泵注压力
本发明提供的技术方案低粘压裂液体系，粘度5mPa·s-50mPa·s，这种低粘度的压裂液体系具有低摩阻的技术特性，施工沿程摩阻减阻率可达到60％-75％，与同等施工参数条件下的常规压裂工艺比，可将压裂过程中压裂设备所需能耗降低10％-20％。
附图说明：
图1低密度支撑剂样品
图2低密度支撑剂在压裂液中全悬浮状态
图3部分支撑裂缝与全缝支撑裂缝比较示意图
图4常规压裂与全裂缝导流压裂支撑裂缝形态对比示意图
具体实施方式
下面以具体实施例方式对本发明提供的具体技术方案作详细说明，但不能理解为对本发明保护范围的限定：
配制压裂液：
1在罐中加入丙烯醛，质量浓度0.5‰，循环5min，混合均匀。
2保持循环排量4.0m3/min-4.5m3/min，匀速加入氯化钾，质量浓度2％，10min后取水样测试密度，若试样密度在1.015g/cm3-1.020g/cm3范围内为合格，否则检查罐底部是否有氯化钾固体沉积并继续循环，直到检测试样密度在1.015g/cm3-1.020g/cm3范围内为合格。
3继续循环，排量4.0m3/min-4.5m3/min，加入羟丙基胍胶，质量浓度2.5‰，控制吸入速度8公斤/min，使羟丙基胍胶粉充分溶解，没有鱼眼，加入完毕继续循环10min，取样检测粘度，在20℃，170sec-1条件下粘度范围12mPa·s-15mPa·s为合格，否则继续循环直到粘度范围合格为止。
4保持循环排量4.0m3/min-4.5m3/min，加入烷基磺酸盐，质量浓度1.0‰，循环10min。
5保持循环排量4.0m3/min-4.5m3/min，加入低聚季铵盐阳离子盐，质量浓度1.0‰，循环10min，进入下一步程序。
6保持循环排量4.0m3/min-4.5m3/min，取样检测液体粘度，在20℃，170sec-1条件下粘度范围15mPa·s-18mPa·s为合格，否则继续循环直到粘度范围合格为止。
7停泵，压裂液配制完毕。
实施实例1：
依据全缝导流工艺要求，将下表配方配制的压裂液和表中列举的密度为1.05g/cm3-2.35g/ cm3支撑剂在10口不同油气井层使用，获得较高的油气增产效果。
10口实验井施工参数压裂液配方与使用支撑剂
10口实验井施工参数与增产效果
实施实例2
目标井：
依据全缝导流工艺要求，将下表配方配制的压裂液和表中列举的视密度为1.05g/cc支撑剂应用用于苏里格某区块苏XXX(气井)压裂施工。
苏XXX(目标井)压裂液配方与使用支撑剂
2016年11月，苏XXX井实施压裂，注入井内液体总量384m3，注入地层支撑剂32.8m3。
对比井：
依据常规压裂工艺要求，将下表配方配制的压裂液和表中列举的视密度为3.10g/cm3支撑剂应用用于苏里格某区块对比井压裂施工。
对比井压裂液配方与使用支撑剂
2016年11月，对比井实施压裂，注入井内液体总量392m3，注入地层支撑剂35.0m3。
压后目标井日产气15150m3，对比井(常规压裂)日产气11650m3，气产量增加30％。
最后应该说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种全裂缝导流水力压裂工艺，该工艺包含如下步骤：
(1)配制悬浮与携带支撑剂的压裂液；
(2)将所述压裂液与携砂液注入地层形成全支撑裂缝。
2.权利要求1所述一种全裂缝导流压裂工艺，其特征在于所述压裂液的密度为1.01g/cm3-1.35g/cm3和粘度为5.0mPa·s-50.0mPa·s。
3.权利要求1所述一种全裂缝导流压裂工艺，其特征在于所述支撑剂的密度为1.01g/cm3-1.45g/cm3。
4.权利要求1所述一种全裂缝导流压裂工艺，其所述压裂液与支撑剂间的密度差0.00g/cm3-0.10g/cm3。
5.权利要求2所述的一种全裂缝导流压裂工艺，其所述压裂液包括按质量百分比计的下述组份：减阻剂，从①聚丙烯酰胺、②胍胶、③羟丙基胍胶、④羧甲基羟丙基胍胶中选出的一种或多种，加量0.3‰-2.5‰；氯化钾，1.0％-2.5％；助排剂，从①烷基硫酸盐、②烷基磺酸盐、③甜菜碱型中选出的一种或多种，加量0.5‰-1.5‰；粘土稳定剂，从①季铵盐阳离子盐、②低聚季铵盐阳离子盐、③有机硅烷脂、④三甲基烯丙基氯化铵中选出的一种或多种，加量0.5‰-1.5‰；杀菌剂，从①丙烯醛、②脂肪胺型季铵盐、③醛类中选出的一种或多种，加量0.5‰-1.5‰。
6.权利要求2所述的一种全裂缝导流压裂工艺，其所述压裂液包括按质量百分比计的下述组份：增稠剂①胍胶、②羟丙基胍胶、③羧甲基羟丙基胍胶中选出的一种或多种，加量2.5‰-4.5‰；硝酸钠，加量1.0％-50.0％；助排剂，从①烷基硫酸盐、②烷基磺酸盐、③甜菜碱型中选出的一种或多种，加量0.5‰-1.5‰，粘土稳定剂从①季铵盐阳离子盐、②低聚季铵盐阳离子盐、③有机硅烷脂、④三甲基烯丙基氯化铵中选出的一种或多种，加量0.5‰-1.5‰，杀菌剂从①丙烯醛、②脂肪胺型季铵盐、③醛类中选出的一种或多种，加量0.5‰-1.5‰。
7.权利要求2所述的一种全裂缝导流压裂工艺，其所述支撑剂选自球度不小于0.8、圆度不小于0.8、密度1.10g/cm3-1.45g/cm3和破碎率小于5％(69MPa)。
8.权利要求2所述的一种全裂缝导流压裂工艺，其所述支撑剂为选自球度不小于0.9、圆度不小于0.9、破碎率小于3％(86MPa)。
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