CN115370343A

CN115370343A - 一种普通油管精准无限分段压裂方法

Info

Publication number: CN115370343A
Application number: CN202210950893.0A
Authority: CN
Inventors: 张劲; 许超; 郝建; 张遂安; 肖凤朝; 李雪晨; 张燕茹
Original assignee: Zhongneng Enron Beijing Engineering Technology Co ltd
Current assignee: Zhongneng Enron Beijing Engineering Technology Co ltd
Priority date: 2022-08-09
Filing date: 2022-08-09
Publication date: 2022-11-22

Abstract

本发明公开一种普通油管精准无限分段压裂方法，包括步骤S1、水平井压裂井段精确划分；步骤S2、普通油管水力喷***准射孔；步骤S3、连续多次加砂精准压裂；步骤S4、精准顶替关井测压降；步骤S5、上提管柱加底封进行下一段压裂。本发明的精准分段无线压裂技术整个过程无需暂堵剂，也不需要其他复杂井下工具，可以方便的在水平井段任意位置进行压裂，最终确保每个待压裂位置都能形成主裂缝，并能完整地被支撑剂充填，使得储层被改造的每一段都能真正被支撑，形成全井段完整支撑裂缝网络体系，本发明步骤简单，施工速度快，不需要起下工具，不需要暂堵剂，施工成本低，方法可靠，能有效完成每一段的精准施工，并提高施工效率。

Description

一种普通油管精准无限分段压裂方法

技术领域

本发明涉及油气开采技术领域，特别是涉及一种普通油管精准无限分段压裂方法。

背景技术

我国目前石油与天然气对外依存度高，而常规油气资源开发逐渐枯竭，因此高效开发非常规油气资源尤其是致密油气资源已势在必行。由于非常规油气藏都是低孔隙度和极低渗透率，必须借助水平井分段压裂技术才能够实现对该类储层的有效开采，因此，有必要对水平井分段压裂技术进行更深入的研究和探讨。

水平井分段多簇压裂是利用限流法原理确保每段多簇都能压开：当压裂液以非常高的流速流过射孔眼时，孔间摩擦力大幅增加，并且摩擦力的大小随着排量的增加而增加，从而导致井下压力大幅增加。若此压力高于其他压裂层位的破裂压力，使得各个层位都能进行压开。但限流法很难保证每个簇都能压开，现场测试表明，大段多簇压裂最终往往只有一到二个簇被压开，很难达到设计的多簇裂缝的都得到改造的要求。另外，水平井压裂，一般采用连续油管，费用高；如果采用投球滑套，通经受到影响，使排量受限。因此，亟需提供一种新型的普通油管精准无限分段压裂方法，可以做到无限分段，而且分段后排量不受限，同时能确保每段都能压开，是现阶段水平井压裂技术的一个重要研究内容。

发明内容

本发明的目的是提供一种普通油管精准无限分段压裂方法，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种精准无限普通油管分段压裂方法，包括

步骤S1、根据地质工程需要划分水平井压裂井段，然后采用普通油管带底封进行封隔；

步骤S2、根据地层地质情况，在水平井压裂井段采用合适的参数精确对准射孔位置进行水力喷砂射孔，建立地层与套管的流体流动通道；

步骤S3、射孔完成后，根据设计对所射孔段进行精确继续多次加砂水力压裂，确保压裂液和支撑剂进入所压井段里，既形成长缝，又能控制缝高，并能使整个裂缝得到有效支撑；

步骤S4、每一段多次压裂加砂完成后，进行顶替使普通油套管内的支撑剂全部进入地层后关井降压；

步骤S5、待压力降低到使地层闭合，上提连续普通管柱到下一个压裂井段，加底封；

步骤S6、循环步骤S1-S5，直至完成水平井所有井段的压裂，最终形成整个水平井段的裂缝网络体系。

优选的，所述步骤S2中，水平井压裂井分段长度为3～50m，射孔段的长度为0.1～0.5m，精准射孔的孔数为2～10个。

优选的，所述步骤S3中，精确压裂在射孔位置形成单一主裂缝，再利用继续多次加砂压裂，次数为2-5次，每次完整的加砂水力压裂都是按照前置造缝、加砂支撑、顶替、关井的顺序进行，每次压裂间隔关井的时间为30-60min，然后再进行下一次加砂压裂，重复2-5次。

优选的，精准压裂的支撑剂分为三种：第一种为采用微小粒径支撑剂，用于支撑微裂缝和次生裂缝；第二种为采用中粒径支撑剂，支撑次生裂缝和主裂缝；第三种为采用大粒径支撑剂，用于支撑主裂缝和缝口端。

优选的，所述微小粒径支撑剂组合占比为10％-20％，其粒径为140-400目；所述中粒径支撑剂组合占比为40％-60％，其粒径为40-70目；所述大粒径支撑剂组合占比为20％-40％，其粒径为16-30目。

优选的，所述裂缝包括微裂缝、次生裂缝和主裂缝；所述微小粒径支撑剂用于支撑微裂缝和次生裂缝；所述中粒径支撑剂用于支撑次生裂缝和主裂缝；所述大粒径支撑剂用于支撑主裂缝。

优选的，所述步骤S2中的精准射孔过程中，每一个射孔段均能生成一条主裂缝，精准压裂的过程中，管柱不移动；确保每一段压裂都能压开，并能确定这个裂缝的加砂量。

本发明公开了以下技术效果：

1、普通油管压裂简单方便；目前为止，利用普通油管替代连续油管，成本低，效果也好，使用也方便。连续油管的长度是确定的，对于不同井深作业，所使用的连续油管长度必须大于作业井深，压裂时多余的长度，将消耗不小的能量。而如果采用普通油管，情况完全不同，普通油管是10米左右一根的油管连接起来的，多少米井深，接多少根油管就可以了，简单方便。

2、短射孔段和少射孔数更容易压开地层；长射孔段和多射孔数使水力更分散，更容易滤失在近井地带形成多裂缝，无法形成长裂缝难以沟通远端储集体，达不到压裂改造的效果。

3、本发明通过加砂，上提管柱，并加底封，开展下一段精准压裂，能够高效进行精确分层或分段压裂，实现精准定位，从而实现对直井多个层段或水平井多个水平段的压裂，确保各个层或段形成支撑裂缝网络体系；在对不同施工层或段进行作业时,对作业层或段之外的段实现加底封的隔离设计,保证非作业段不受不合适的作业影响,避免发生不同压力差造成的窜层。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明普通油管精准无限分段压裂方法的流程图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1，本发明提供一种精准无限分段压裂方法，包包括

步骤S3、射孔完成后，根据设计对所射孔段进行精确继续多次加砂水力压裂，确保压裂液和支撑剂进入所压井段里，多次完整的加砂压裂过程，使每次压裂的加砂沉降在裂缝下部，使压裂液的进液横截面积减小；横截面积减小将使下一次压裂的压裂液在裂缝中的流速增加，从而能使压裂液将支撑剂带入压裂裂缝的远端，既形成长缝，又能控制缝高，并能使整个裂缝得到有效支撑；

进一步的，普通油管是压裂施工设计的过程中保证工艺成功的关键一步；普通油管***装备、可靠性在提高作业安全性,提高作业成功率方面具有举足轻重的作用。普通油管替代连续油管工艺发展前景较好，可以用于改善常规压裂技术的不足，使得连续油管分段压裂方法效率、安全系数以及效益得以提高，使压裂作业工程操作简单，周期更短，费用更低。

进一步优化方案，步骤S2中，水平井压裂井分段长度为3-50m，射孔段的长度为0.1-0.5m，精准射孔的孔数为2-10个。精准射孔是利用处在地面的高压泵设备或压裂车组往普通油管里输入研磨用流体，此时，喷嘴的高压流体在喷嘴的节流和加速作用将流经喷嘴的高压流体变为能量极高的高速研磨液，高速研磨液能量集中且冲击破坏能力强，高速研磨液的能量击碎套管和储层岩石进而出现孔眼。另外，喷嘴口研磨液的流体流速大，根据伯努利方程，动能较大，因此压力能较小。于是在射孔的孔眼入口处形成了一个低压区，具有很大的压力差，在这个压力差的作用下，周围流体会受压力差的作用被吸入孔眼入孔区，形成水力封隔区，从而能自动封隔。高压研磨液利用自身的高动能将井壁射穿进而实现压裂目标。在分层、分段作业时方便高效，无需机械封隔，能够实现一趟管柱多段压裂的工艺过程，能够实现准确造缝，有效隔离的优点；本申请的精确射孔，在于目标层或段只射一簇，簇长一般0.1-0.5米，射孔数2-8个；对于水平井，需要尽可能保证射孔在一个平面上，四个方向出现人工裂缝汇成一条主缝，减少近井地带的多裂缝的出现，为后续裂缝的延伸及加砂提供最佳通道；目的是控制裂缝的高度，一次加砂后支撑剂沉降以后，支撑剂堆置在裂缝的底部，堆置的沙堤降低了裂缝口进液的横截面面积，下一次压裂采用同上一次相同的排量能提高压裂液的流速，使下一次支撑剂在同样的泵注排量下能输送到裂缝更远的位置，有利于造长缝，支撑长缝及其在主裂缝周围的次生和微裂缝。

进一步优化方案所述步骤S3中，精确压裂在射孔位置形成单一主裂缝，再利用继续多次加砂压裂，次数为2-5次，每次完整的加砂水力压裂都是按照前置造缝、加砂支撑、顶替、关井的顺序进行，每次压裂间隔关井的时间为30-60min，然后再进行下一次加砂压裂，重复2-5次。连续精确压裂，其主要在于分段以及裂缝间距不受限制，能够免去压裂过程中复杂井下工具的起下作业。压裂生成裂缝和加砂交错进行，确保对亚列出的裂缝进行妥善的支撑，并进一步扩散裂缝的范围，将周边地层与水平井连通，保证开采的效率。

进一步优化方案，精准压裂的支撑剂分为三种：第一种为采用微小粒径支撑剂，用于支撑微裂缝和次生裂缝；第二种为采用中粒径支撑剂，支撑次生裂缝和主裂缝；第三种为采用大粒径支撑剂，用于支撑主裂缝和缝口端；微小粒径支撑剂组合占比为10％-20％，其粒径为140-400目；中粒径支撑剂组合占比为40％-60％，其粒径为40-70目；大粒径支撑剂组合占比为20％-40％，其粒径为16-30目；裂缝包括微裂缝、次生裂缝和主裂缝；微小粒径支撑剂用于支撑微裂缝和次生裂缝；中粒径支撑剂用于支撑次生裂缝和主裂缝；大粒径支撑剂用于支撑主裂缝。压裂最终形成支撑的主裂缝及其围绕主裂缝次生裂缝和微裂缝构成的裂缝体系，不同粒径的支撑剂分别填入生成的裂缝体系中，对不同尺度的裂缝进行支撑，防止地层压力导致的缝隙闭合。

进一步优化方案，步骤S2中的精准射孔过程中，每一个射孔段均能生成一条主裂缝，精准压裂的过程中，管柱不移动；确保每一段压裂都能压开，并能确定这个裂缝的加砂量。精准射孔在管柱不移动前提下能确保形成一条向远处延伸的主裂缝，同时主缝中高压的压裂液会从主裂缝向四周蔓延在地层中形成次生裂缝和微裂缝，最后形成枝干式的裂缝网络，此过程不需要移动管柱，提高了工作效率，无需复杂的井下作业程序，降低了作业成本，具有风险性小、高效的优点。

进一步的，上提管柱并加底封，进一步对油井进行分段，在精确定位之后加底封，保护已经完成压裂的井段，进而进行下井段的压裂作业不需要多余的井下工具，只需一趟管柱就能够完成无限分段的目标。

进一步的，无限分段连续精确压裂通过普通油管、底封等配合完成，目的在于完成精确定位不同井段，实现无限分段，高效进行精确分层(段)压裂，从而实现对多个水平段位置的压裂，确保各个层(段)形成立体支撑裂缝网络体系，确保多个不同参数井段能够进行单独进行压裂作业。

本发明在整个压裂过程中，无需使用暂堵剂，也不需要其他复杂井下工具，但是能够实现在水平井段任意位置进行压裂，并且每个井段都能够精确定位，在压裂作业时能够完全和其余井段封隔开，最终确保每个待压裂井段都能形成主裂缝，并且能够被支撑剂完整地充填，使得被改造的地层真正形成被支撑的体积裂缝。除此之外，此发明设计施工速度快，不需要起下工具，不需要暂堵剂，大幅度节约成本。本技术发明步骤简单，各步骤采取的方法可靠，能有效完成施工，并提高施工效率。

以上的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种普通油管精准无限分段压裂方法，其特征在于：包括

2.根据权利要求1所述的普通油管精准无限分段压裂方法，其特征在于：所述步骤S2中，水平井压裂井分段长度为3～50m，射孔段的长度为0.1～0.5m，精准射孔的孔数为2～10个。

3.根据权利要求1所述的普通油管精准无限分段压裂方法，其特征在于：所述步骤S3中，精确压裂在射孔位置形成单一主裂缝，再利用继续多次加砂压裂，次数为2-5次，每次完整的加砂水力压裂都是按照前置造缝、加砂支撑、顶替、关井的顺序进行，每次压裂间隔关井的时间为30-60min，然后再进行下一次加砂压裂，重复2-5次。

4.根据权利要求3所述的普通油管精准无限分段压裂方法，其特征在于：精准压裂的支撑剂分为三种：第一种为采用微小粒径支撑剂，用于支撑微裂缝和次生裂缝；第二种为采用中粒径支撑剂，支撑次生裂缝和主裂缝；第三种为采用大粒径支撑剂，用于支撑主裂缝和缝口端。

5.根据权利要求4所述的普通油管精准无限分段压裂方法，其特征在于：所述微小粒径支撑剂组合占比为10％-20％，其粒径为140-400目；所述中粒径支撑剂组合占比为40％-60％，其粒径为40-70目；所述大粒径支撑剂组合占比为20％-40％，其粒径为16-30目。

6.根据权利要求4所述的普通油管精准无限分段压裂方法，其特征在于：所述裂缝包括微裂缝、次生裂缝和主裂缝；所述微小粒径支撑剂用于支撑微裂缝和次生裂缝；所述中粒径支撑剂用于支撑次生裂缝和主裂缝；所述大粒径支撑剂用于支撑主裂缝。

7.根据权利要求6所述的普通油管精准无限分段压裂方法，其特征在于：所述步骤S2中的精准射孔过程中，每一个射孔段均能生成一条主裂缝，精准压裂的过程中，管柱不移动；确保每一段压裂都能压开，并能确定这个裂缝的加砂量。