CN107905774B - 一种油气井脉冲式强制裂缝转向压裂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种油气井脉冲式强制裂缝转向压裂方法，与传统转向压裂技术相比，本发明在施工过程中无需避免施工压力达到施工限定最高压力导致的停泵、施工不连续等问题，反而是创造性的提出利用施工压力达到施工限定最高压力时在裂缝中形成的高净压力值，由于该净压力值高于裂缝转向所需的最大最小主应力差值，使得裂缝强制转向，转向成功率可达100%。
Description
技术领域
本发明属于石油天然气开采技术领域，具体涉及一种油气井脉冲式强制裂缝转向压裂方法。
背景技术
低渗透油气田初次压裂后生产一段时间，由于裂缝导流能力或地层压力下降导致产量递减快。转向压裂技术作为油气田压裂提高单井产量的一项重要技术手段，每年大量的应用于油气井老井重复压裂。
目前的转向压裂技术普遍由技术人员人工加入，不同服务人员在不同区块不同地层的加入速度和加入量不同，很难有统一的标准，而且部分井由于现今最大最小主应力差值较高，常规的转向压裂地面压力升高幅度很难高于此应力差，难以满足裂缝成功转向的要求，导致改造成功率低，效果不佳。
发明内容
本发明的目的是避免现有转向压裂技术施工过程中地面施工压力升高幅度难控制，裂缝转向成功率低，改造效果不佳的问题。
为此，本发明提供了一种油气井脉冲式强制裂缝转向压裂方法，包括以下步骤：
步骤1）计算目的层最大水平主应力和最小水平主应力之差，确定施工压力上限；
步骤2）前置液阶段注入压裂液开启老缝；
步骤3）降低压裂液注入排量并加入水溶性转向剂，直至井口施工压力达到施工压力上限；
步骤4）反复起停泵脉冲式注入压裂液，在裂缝内憋压条件下井口压力达到施工压力上限，裂缝内净压力超过裂缝转向所需缝内压力，强制裂缝转向直至新缝开启；
步骤5）对新缝进行压裂改造。
步骤1）中所述施工压力上限通过在目的层最大水平主应力和最小水平主应力之差与初次施工压力之和上增加3-5MPa后得到。
步骤2）中前置液阶段注入压裂液开启老缝的用液量为30m3至50m3，注入排量为2.0m3/min至3.0m3/min。
步骤3）中所述水溶性转向剂加入速度为每分钟300kg-500kg，用量是200kg-300kg。
步骤4）中所述反复起停泵脉冲式注入压裂液的次数为2-3次。
步骤4）中新缝开启的判别是通过地面施工压力的监测，当水溶性转向剂加入后，在同样施工排量条件下井口施工压力较水溶性转向剂加入前的井口施工压力高3MPa以上，则确定为新缝开启，转向成功。
步骤3）中压裂液排量为1.5m3/min至2.0m3/min
本发明的有益效果是：
与传统转向压裂技术相比，本发明在施工过程中无需避免施工压力达到施工限定最高压力导致的停泵、施工不连续等问题，反而是创造性的提出利用施工压力达到施工限定最高压力时在裂缝中形成的高净压力值，由于该净压力值高于裂缝转向所需的最大最小主应力差值，使得裂缝强制转向，转向成功率可达100%。
技术人员由于无需避免施工压力达到施工限定最高压力导致的停泵、施工不连续等问题，施工过程无需控制加入速度，转向剂加入浓度高，但用量较传统方法降低50%，转向剂加入速度较传统转向压裂提高1倍以上，一方面增加了转向剂在裂缝中桥堵的成功率；一方面降低了施工人员技术要求，现场可操作性强。
转向剂在缝内桥堵后，施工压力达到施工压力上限导致停泵，利用反复停泵、起泵，脉冲式在裂缝中形成憋压，脉冲次数可达到2-3次，可在裂缝中形成复杂的新裂缝***，提高油气流通通道的体积，实现提高单井产量的目标。
下面将结合附图做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明具体实施例施工曲线图。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提供了一种油气井脉冲式强制裂缝转向压裂方法，包括以下步骤：
步骤1）计算目的层最大水平主应力和最小水平主应力之差，确定施工压力上限；
步骤2）前置液阶段注入压裂液开启老缝；
步骤3）降低压裂液注入排量并加入水溶性转向剂，直至井口施工压力达到施工压力上限；
步骤4）反复起停泵脉冲式注入压裂液，在裂缝内憋压条件下井口压力达到施工压力上限，裂缝内净压力超过裂缝转向所需缝内压力，强制裂缝转向直至新缝开启；
步骤5）对新缝进行压裂改造。
本发明是对已投产井进行二次强制转向压裂改造，在压裂前确定施工限定最高压力（施工压力上限），施工过程中转向剂加入直至施工限定最高压力，通过井底压力的脉冲式憋压形成高的缝内净压力强制裂缝转向，直至新缝的开启。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种油气井脉冲式强制裂缝转向压裂方法，步骤1）中所述施工压力上限通过在目的层与初次施工压力之和上增加3-5MPa后得到。其中，初次施工压力通过初次施工图可读取得到。
步骤2）中前置液阶段注入压裂液开启老缝的用液量为30m3至50m3，注入排量为2.0m3/min至3.0m3/min。
步骤3）中所述水溶性转向剂加入速度为每分钟300kg-500kg，用量是200kg-300kg。
步骤4）中所述反复起停泵脉冲式注入压裂液的次数为2-3次。
步骤4）中新缝开启的判别是通过地面施工压力的监测，当水溶性转向剂加入后，在同样施工排量条件下井口施工压力较水溶性转向剂加入前的井口施工压力高3MPa以上，则确定为新缝开启，转向成功。
步骤3）中压裂液排量为1.5m3/min至2.0m3/min
传统的转向压裂现场施工转向剂用量300kg至800kg，转向剂加入速度每分钟100kg至150kg，由于要避免施工压力达到施工限定最高压力导致停泵、施工不连续等问题，技术人员往往由于考虑到施工连续性而控制加入速度，增大了转向剂在裂缝中形成桥堵的不确定性，导致缝内净压力无法达到裂缝转向所需的最大最小水平应力差值，压裂改造实现转向压裂的成功率低。
实施例3：
本实施例在前述实施例的基础上，采用本发明对XXX井进行油气井脉冲式强制裂缝转向压裂改造，按照以下步骤实施：
步骤1，施工限定最高压力是通过岩石力学参数计算最大水平主应力和最小水平主应力差值与初次改造最高施工压力之和后附加3MPa至5MPa所确定。
通过本井的测井数据计算岩石力学参数最大水平主应力和最小水平主应力差值为8MPa，初次施工在排量为每分钟4m3时井口施工压力为57MPa，确定此次强制裂缝转向压裂施工限定最高压力为68MPa。
步骤2，前置液阶段注入压裂液开启老缝；
前置液阶段注入压裂液开启初次压裂的老缝，考虑整体施工规模偏小，确定开启老缝压裂液用量为30m3，注入排量为3.0m3/min。
步骤3，降低压裂液注入排量加入水溶性转向剂，转向剂在老缝内形成桥堵导致井筒憋压，直至井口施工压力达到施工限定最高压力。
注入30m3前置液后，将施工排量由每分钟3.0m3降至2.0m3（图1中B点），以每分钟400kg的速度快速加入裂缝转向剂300kg，转向剂在老裂缝通道形成桥堵，致使老裂缝通道内形成憋压，井口施工压力快速达到限定最高压力68MPa。
步骤4，反复起泵脉冲式注入压裂液，在裂缝内憋压条件下井口压力多次达到施工限定最高压力，裂缝内净压力超过裂缝转向所需的最大水平应力和最小水平应力差，强制裂缝转向直至新缝开启；
反复起泵、停泵使老缝内脉冲式憋压，憋压时井口限定最高压力为68MPa，反复起泵脉冲3次（图1中C、D、E点）后裂缝强制转向成功，有新缝开启特征。新缝开启的判别是通过地面施工压力的监测，转向剂加入前后压力变化为：加入前在施工排量为每分钟3m3时井口压力为49MPa（图1中A点），加入后在施工排量为每分钟2.0m3时井口压力为61MPa（图1中F点）。在加入转向剂后F点施工排量低于A点的情况下，井口施工压力较A点高出12MPa，表明裂缝转向成功，在新缝中延伸。
步骤5，对新缝进行压裂改造。
在本实施例中，水溶性转向剂由以下质量百分数的物质组成：60%明胶、10%硬酯酸钠、30%甲基纤维素。本实施例中明胶为工业明胶，没有固定的结构和相对分子量，由动物皮肤、骨 、 肌膜、肌魅等***中的胶原部分降解而成为白色或淡黄色、半透明、微带光泽的薄片或粉粒，甲基纤维素的相对分子量为5×104-15×104。
其中，目的层最大水平主应力和最小水平主应力可以通过计算或仪器测量，均属于现有技术，以及对新缝进行压裂改造的具体过程属于公知常识。
以上实施例没有具体描述的部分都属于本技术领域的公知常识和公知技术，此处不再一一详细说明。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种油气井脉冲式强制裂缝转向压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）计算目的层最大水平主应力和最小水平主应力之差，确定施工压力上限；
所述施工压力上限为在目的层最大水平主应力和最小水平主应力之差与初次施工压力之和上增加3-5MPa；
步骤2）前置液阶段注入压裂液开启老缝；
步骤3）降低压裂液注入排量并加入水溶性转向剂，直至井口施工压力达到施工压力上限；
步骤4）反复起停泵脉冲式注入压裂液，在裂缝内憋压条件下井口压力达到施工压力上限，裂缝内净压力超过裂缝转向所需缝内压力，强制裂缝转向直至新缝开启；
新缝开启的判别是通过地面施工压力的监测，当水溶性转向剂加入后，在同样施工排量条件下井口施工压力较水溶性转向剂加入前的井口施工压力高3MPa以上，则确定为新缝开启，转向成功；
步骤5）对新缝进行压裂改造。
2.根据权利要求1所述的一种油气井脉冲式强制裂缝转向压裂方法，其特征在于：步骤2）中前置液阶段注入压裂液开启老缝的用液量为30m3至50m3，注入排量为2.0m3/min至3.0m3/min。
3.根据权利要求1所述的一种油气井脉冲式强制裂缝转向压裂方法，其特征在于：步骤3）中所述水溶性转向剂加入速度为每分钟300kg-500kg，用量是200kg-300kg。
4.根据权利要求1所述的一种油气井脉冲式强制裂缝转向压裂方法，其特征在于：步骤4）中所述反复起停泵脉冲式注入压裂液的次数为2-3次。
5.根据权利要求1所述的一种油气井脉冲式强制裂缝转向压裂方法，其特征在于：步骤3）中压裂液排量为1.5m3/min至2.0m3/min。
6.根据权利要求1所述的一种油气井脉冲式强制裂缝转向压裂方法，其特征在于：所述水溶性转向剂由以下质量百分数的物质组成： 60%明胶、5-10%硬酯酸钠、25-35%甲基纤维素。
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