CN107762474A - 一种低渗透稠油油藏压裂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低渗透稠油油藏压裂方法，其包括以下步骤：获取储层岩石力学参数及测井资料，模拟得到压裂裂缝参数并计算得到所需的降粘液配制量；根据邻井资料和测井资料计算压裂井改造层段的地层破裂压力，计算不压开储层时的降粘液最高注入排量Qmax；用热水配制降粘液，在基质注入阶段以0.9倍Qmax的注入排量下向储层注入降粘液，基质注入阶段结束后提高注入排量压开储层，向储层继续注入剩余降粘液，使降粘液的波及范围大于水力裂缝的波及范围；降粘液注入结束后，闷井2‑5天，然后用温水配置压裂液，按照端部脱砂改造模式对稠油井进行压裂改造，压裂改造结束后关井2h快速返排。
Description
技术领域
本发明属于油气井增产改造技术领域，涉及一种低渗透稠油油藏压裂方法。
背景技术
随着勘探开发程度的不断深入，我国油气资源的劣质化程度不断加剧，勘探开发的目标逐渐向“难、新”领域拓展。中浅层稠油储层作为一种现实的油气资源在我国的准格尔盆地、松辽盆地、渤海湾盆地广泛分布，已成为重要的增储上产领域。现阶段对于稠油储层的开发主要为稠油蒸汽吞吐技术，但该技术存在以下问题：蒸汽吞吐成本高，注蒸汽过程中的热损失大同时可能造成套管损坏等情况，同时该技术适合于大范围开发油藏，而对于以下断块为主的稠油油藏效益开发难度大。稠油储层压裂改造目前报道较少，国内有提出采用压裂液自生热技术来达到降低原油粘度的目的，但考虑到压裂液在储层的滤失深度有效，对地层的加热能力较小(郑克祥、怡宝安、袁文义等.稠油储层自生热低伤害碱性压裂改造技术，石油天然气学报，2010,32(4)：298-301)，对改造效果提升有限。
考虑到稠油储层改造既需要对原油进行改质以降低原油粘度，提高原油在地层的流动能力，同时需要考虑到原油粘度高，对裂缝导流能力要求高，此外，压裂液属于低温流体，进入地层后会对稠油储层产生冷伤害，基于上述考虑，有必要提出一种能够同时实现地层原油降粘，储层高导流通道建立以及压裂低伤害的改造技术，以实现稠油储层经济有效开发。
发明内容
鉴于上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低渗透稠油油藏压裂方法，该方法能够提高低渗透稠油油藏压裂改造效果。
为了达到前述的发明目的，本发明提供一种低渗透稠油油藏压裂方法，其包括以下步骤：
步骤一：获取储层岩石力学参数及测井资料，模拟得到压裂裂缝参数，并计算得到所需的降粘液配制量；
步骤二：根据邻井资料和所述测井资料计算改造段最小水平主应力，并预测改造层段的地层破裂压力，根据公式(1)计算不压开储层时的降粘液最高注入排量；
所述公式(1)中，Qmax表示基质注入阶段降粘液的最高注入排量，单位为m3/min；PF表示地层破裂压力，单位为MPa；Ks表示地层污染后等效渗透率，单位为10-3μm2；h表示储层厚度，单位为m；Ps表示储层压力，单位为MPa；μ表示流体粘度，单位为mPa.s；rw表示井眼半径，单位为m；re表示供给边缘半径，单位为m；S表示表皮系数，无量纲；
步骤三：用热水配制降粘液，在基质注入阶段以0.9倍Qmax的注入排量下向储层注入降粘液，确保地储层不被压开，让注入的降粘液流体以径向流的方式沿储层深部推进；
步骤四：基质注入阶段结束后提高注入排量压开储层，在限压不限排量的方式向储层继续注入降粘液，使降粘液的波及范围大于水力裂缝的波及范围；
步骤五：降粘液注入结束后，闷井2-5天，然后对稠油井进行压裂改造，压裂改造结束后关井2h快速返排。
上述低渗透稠油油藏压裂方法在降粘液注入结束后，闷井2-5天，让降粘液与地层原油充分反应发挥最优降粘效果，该焖井时间根据室内原油降粘实验确定。在压裂改造结束后关井2h快速返排能够降低对储层的伤害。
上述低渗透稠油油藏压裂方法中，步骤一中的储层岩石力学参数包括杨氏模量、泊松比和抗张强度等常规的力学参数；所述测井资料包括纵横波、密度、自然伽马等测井数据；所述压裂裂缝参数通过PT模拟获得。步骤二中，所述改造层段的地层破裂压力为所述最小水平主应力与岩石抗张强度之和；所述邻井资料包括破裂压力梯度和停泵压力梯度，所述改造段最小水平主应力通过测井资料经计算获得(常规方法计算)，并通过邻井资料修正。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述步骤五中，采用端部脱砂的压裂改造模式对稠油井进行压裂改造，以最大程度的提高裂缝导流能力，降低稠油裂缝流动阻力。
上述低渗透稠油油藏压裂方法针对低渗稠油储层的改造将降粘液注入分解为低排量基质注入阶段和高排量裂缝注入两个阶段，基质注入阶段保证近井筒区域降粘液能够沿基质径向推进降低近井筒区域原油粘度；裂缝注入降粘液阶段要求降粘液波及的范围应该能够覆盖水力压裂裂缝的波及范围，确保能够使支撑裂缝波及范围内的近裂缝面区域原油都有效降粘，整体改善压裂改造流动区域范围内原油流动性，同时使裂缝波及范围内的原油和压裂液隔离降低乳化伤害，而常规稠油储层压裂改造仅在压裂前低排量注入少量降粘液难以有效改善压裂裂缝控制范围内原油流动性，同时压裂液与原油直接接触对储层乳化堵塞伤害严重。上述低渗透稠油油藏压裂方法将低渗稠油储层压裂分为降粘液注入焖井和压裂改造两个阶段，第一阶段即降粘液注入闷井阶段主要以储层流体降粘为主，通过长时间焖井充分发挥降粘液对地层原油降粘效果，提高压裂裂缝波及区域内地层原油的流动性，第二阶段即压裂改造阶段采用端部脱砂的压裂改造模式，提高压裂裂缝导流能力，最终实现了地层流体改质和裂缝流动能力改善一体化的目的。该低渗透稠油油藏压裂方法原理可靠，设计简单，能够在实现低渗储层改造的同时，实现对压裂改造波及范围内流体改质(降低原油粘度)，同时采用温水进行压裂改造降低了对储层的冷伤害，从而能够大幅提高低渗稠油储层的改造效果，具有广阔的应用前景。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述步骤一中，模拟计算所需的降粘液配置量的步骤为：
利用FracPT压裂优化设计软件模拟得到优化的压裂改造泵注程序所能获得的水力裂缝长度，同时模拟计算降粘液波及到支撑裂缝波及区域所需的降粘液注入量，该降粘液注入量与基质注入阶段所需的降粘液注入量之和为所需的降粘液配置量；其中，所述水力裂缝长度即为所述步骤一中的压裂裂缝长度。所述的基质注入阶段所需的液降粘液量根据储层厚度确定。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述步骤三中，所述热水配制降粘液的热水温度为40-60℃。该热水温度根据原油的凝固点确定。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述步骤四中，在基质注入阶段，所述降粘液的用液强度为1.5-2m3/m。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述步骤四中，在基质注入阶段，储层厚度大于30m时，所述降粘液的用液强度为1.5m3/m；储层厚度小于10m时，所述降粘液的用液强度为2m3/m；储层厚度在10-30m之间时，注液强度在1.5-2m3/m之间，同时确保注入总量小于40m3。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述降粘液由非离子表面活性剂降粘剂和黏土稳定剂按质量比1:1-2:1混合而成。所述非离子表面活性剂降粘剂和所述黏土稳定剂可以为本领域常规选择。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述步骤四中，以高于地层破裂压力限压不限排量的方式储层继续注入设计量的降粘液。即以限压不限排量的方式向储层继续注入降粘液。
根据本发明的具体实施例，优选地，所述步骤五中，压裂改造所选用的压裂液采用温水配制，所述压裂液温度为30-40℃，以降低对储层的冷伤害。所述压裂液可以为本领域常规选择。
本发明还提供上述低渗透稠油油藏压裂方法在稠油开采中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明还提供的低渗透稠油油藏压裂方法能够在实现低渗储层改造的同时，实现对压裂改造波及范围内流体改质(降低原油粘度)，同时采用温水进行压裂改造降低了对储层的冷伤害，与常规的常规稠油储层压裂改造相比，本发明的低渗透稠油油藏压裂方法从而能够大幅提高低渗稠油储层的改造效果，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为实施例1的水力裂缝扩展模拟图；
图2为实施例1的X井计算地应力剖面；
图3a为实施例1的低渗稠油储层降粘液基质注入阶段示意图；
图3b为实施例1的低渗稠油储层降粘液裂缝注入过程示意图；
图4为实施例1的降粘液压裂改造施工曲线；
图5为实施例1中主压裂端部脱砂压裂施工曲线。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种提高低渗稠油储层压裂改造效果的技术方法，本方法选用华北油田某井为试验油井，该井埋深达到1500m，储层温度达到45℃，储层渗透率5-10×10-3μm2，孔隙度12-17％，地层压力17MPa，储层厚度15m。本实施例的技术方法包括以下步骤：
步骤1：根据室内三轴力学实验和测井资料计算得到的储层岩石力学参数为杨氏模量11200-19870MPa之间，泊松比为0.17-0.22之间(该室内三轴力学实验和测井资料计算岩石力学参数的方法为本领域常规方法)，按照设计的泵注程序利用FracPT压裂设计软件模拟得到支撑裂缝有效长度为140m，如图1所示。
根据裂缝模拟结果，裂缝注入阶段降粘液需要波及的裂缝半长为140m，所需使用的降粘液量为135m3，本井储层厚度为15m，按照2m3/m的用液强度进行基质注入需要降粘液30m3，总计配置降粘液180m3(考虑到储液罐有3-4m3的剩余量)。
步骤2：通过邻井资料(破裂压力梯度0.0189MPa/m、停泵压力梯度0.0181MPa/m)和测井资料计算得到压裂井改造层段的地应力剖面，如图2所示，并通过公式(1)计算得到不压开储层的降粘液最高注入排量为1m3/min。
公式(1)中，Qmax表示基质注入阶段降粘液的最高注入排量，单位为m3/min；PF表示地层破裂压力，单位为MPa；Ks表示地层污染后等效渗透率，单位为10-3μm2；h表示储层厚度，单位为m；Ps表示储层压力，单位为MPa；μ表示流体粘度，单位为mPa.s；rw表示井眼半径，单位为m；re表示供给边缘半径，单位为m；S表示表皮系数，无量纲；
步骤3：配置180m3温度为50℃的稠油降粘液，然后在0.9m3/min的注入排量下向地层注入30m3配置的稠油降粘液，作为降粘液基质注入阶段，如图3a所示，确保地层不被压开，让注入流体以径向流的方式沿储层深部推进。
步骤4：基质注入结束将施工排量提高到3m3/min确保能够压开储层，注入135m3设计量的降粘液，作为降粘液裂缝注入过程如图3b所示，步骤3和步骤4的降粘液压裂改造施工曲线如图4所示。
步骤5：降粘液泵注结束后，根据降粘液与原油反应室内实验结果，确定焖井3天，让降粘液与地层原油充分反应发挥最优降粘效果。
步骤6：焖井结束后，用温水配制出温度为35℃的压裂液，然后采用端部脱砂的压裂模式进行压裂改造，压裂施工曲线如图5所示，以最大程度的提高裂缝导流能力，降低稠油裂缝流动阻力。
其中，上述稠油降粘液由热水配置的3％浓度非离子型表面活性剂制成，本井压裂改造累积注入降粘液165m3，瓜胶压裂液312m3，陶粒支撑剂45m3，施工排量0.9-4.5m3/min，施工压力17.94-33.38MPa。
本井压后3油嘴求产，井口压力8MPa，日产油11m3，日产水1.5m3，是邻井改造效果的2-3倍，生产100天，累产油达到728m3，取得了很好地改造效果。
对比例1
该井邻井X井，储层埋深1480m，储层温度45℃，储层渗透率7-15×10-3μm2，孔隙度14-18％，地层压力16MPa，储层厚度12m，采用常规压裂改造技术(即压裂前低排量注入冷水配置降粘液，注入结束后立刻进行主压裂施工，压裂液同样为冷水配置)，该井注入降粘液30m3，瓜胶压裂液276m3，陶粒支撑剂40m3，施工排量1.5-4m3/min，施工压力15.94-26.38MPa，该井压后3油嘴求产，井口压力2MPa，日产油2.5m3，日产水7m3，改造效果差。
由实施例1和对比例1比较可知，本发明还提供的低渗透稠油油藏压裂方法能够在实现低渗储层改造的同时，实现对压裂改造波及范围内流体改质(降低原油粘度)，同时采用温水进行压裂改造降低了对储层的冷伤害，与常规的常规稠油储层压裂改造相比，本发明的低渗透稠油油藏压裂方法从而能够大幅提高低渗稠油储层的改造效果，具有广阔的应用前景。
Claims (10)
1.一种低渗透稠油油藏压裂方法，其包括以下步骤：
步骤一：获取储层岩石力学参数及测井资料，模拟得到压裂裂缝参数，并计算得到所需的降粘液配制量；
步骤二：根据邻井资料和所述测井资料计算改造段最小水平主应力，并预测改造层段的地层破裂压力，根据公式(1)计算不压开储层时的降粘液最高注入排量；
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所述公式(1)中，Qmax表示基质注入阶段降粘液的最高注入排量，单位为m3/min；PF表示地层破裂压力，单位为MPa；Ks表示地层污染后等效渗透率，单位为10-3μm2；h表示储层厚度，单位为m；Ps表示储层压力，单位为MPa；μ表示流体粘度，单位为mPa.s；rw表示井眼半径，单位为m；re表示供给边缘半径，单位为m；S表示表皮系数，无量纲；
步骤三：用热水配制降粘液，在基质注入阶段以0.9倍Qmax的注入排量下向储层注入降粘液，确保地储层不被压开，让注入的降粘液流体以径向流的方式沿储层深部推进；
步骤四：基质注入阶段结束后提高注入排量压开储层，在限压不限排量的方式向储层继续注入降粘液，使降粘液的波及范围大于水力裂缝的波及范围；
步骤五：降粘液注入结束后，闷井2-5天，然后对稠油井进行压裂改造，压裂改造结束后关井2h快速返排。
2.根据权利要求1所述的低渗透稠油油藏压裂方法，其特征在于：所述步骤一中，模拟计算所需的降粘液配置量的步骤为：
利用FracPT压裂优化设计软件模拟得到优化的压裂改造泵注程序所能获得的压裂裂缝长度，同时模拟计算降粘液波及到支撑裂缝波及区域所需的降粘液注入量，该降粘液注入量与基质注入阶段所需的降粘液注入量之和为所需的降粘液配置量。
3.根据权利要求1所述的低渗透稠油油藏压裂方法，其特征在于：所述步骤三中，所述热水配制降粘液的热水温度为40-60℃。
4.根据权利要求1所述的低渗透稠油油藏压裂方法，其特征在于：所述步骤四中，在基质注入阶段，所述降粘液的用液强度为1.5-2m3/m。
5.根据权利要求1所述的低渗透稠油油藏压裂方法，其特征在于：所述步骤四中，在基质注入阶段，储层厚度大于30m时，所述降粘液的用液强度为1.5m3/m；储层厚度小于10m时，所述降粘液的用液强度为2m3/m；储层厚度在10-30m之间时，注液强度在1.5-2m3/m之间，且降粘液注入总量小于40m3。
6.根据权利要求1所述的低渗透稠油油藏压裂方法，其特征在于：所述降粘液由非离子表面活性剂类降粘剂和黏土稳定剂按质量比1:1-2:1混合而成。
7.根据权利要求1所述的低渗透稠油油藏压裂方法，其特征在于：所述步骤四中，以高于地层破裂压力向储层继续注入设计量的降粘液。
8.根据权利要求1所述的低渗透稠油油藏压裂方法，其特征在于：所述步骤五中，压裂改造所选用的压裂液采用温水配制，所述压裂液温度为30-40℃。
9.根据权利要求1所述的低渗透稠油油藏压裂方法，其特征在于：所述步骤五中，采用端部脱砂的压裂改造模式对稠油井进行压裂改造。
10.权利要求1-9任一项所述的低渗透稠油油藏压裂方法在稠油开采中的应用。
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