CN115977601A - 一种多密度暂堵球组合的暂堵压裂工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多密度暂堵球组合的暂堵压裂工艺方法，根据设计压裂液的密度和储层改造目标，设计不同密度、不同数量的暂堵球。设定压裂液密度为ρkg/m3，以压裂液密度为基准，定义暂堵球密度高于压裂液密度为高密度，分别准备一定数量的高密度、中密度和低密度等不同密度的暂堵球封堵下部、中部和上部射孔。在开展暂堵压裂施工作业时，以多种不同密度的暂堵球组合进行投球，具体的组合方式包括相同密度、高低密度、高中密度、中低密度和高中低密度这五种组合方式。本发明通过设计不同密度、不同数量暂堵球的组合形式，可以满足不同地层、不同方位的孔眼封堵，在目的层产生最大的压力，进而实现油气藏储层的高效压裂，增大油气开采的效益。
Description
技术领域
本发明涉及水平井压裂油气田增产技术领域，具体是一种多密度暂堵球组合的暂堵压裂工艺，用于封堵不同地层、不同方位孔眼的方法。
背景技术
我国非常规油气资源丰富，开发非常规油气藏现已成为主要发展方向，非常规油气藏具有低孔隙度、低渗透的特点，但是勘探开发难度大，分簇射孔分段压裂过程后由于射孔分流的差异性，导致裂缝的发育不均衡，部***缝延伸深度不足，将会影响油气的开采量。
在油气的开采过程中，随着压裂技术的不断提高，油气井压裂的目的层变得越来越复杂。早期压裂阶段，将管柱直接伸入水平井，进行射孔压裂。这种压裂的效果就差得多，主要表现在地面泵压一定，进入管柱的压力一定，但是同时进行多个射孔的压裂，使得每个射孔所具有的压力较小，进一步表现在所压裂的地层裂缝延伸深度较浅、宽度较窄。
基于此缺陷，进一步对压裂技术进行改善，提出采用桥塞进行分簇射孔分段压裂，压裂的效果有了明显的提高。但是，桥塞本身具有容易卡钻、经济成本非常高等缺点。
压裂投球暂堵技术是提高非常规油气开采产量的重要方法，由于其具有工艺简单、密封性好、经济成本低等优势，广泛的应用于油气开采行业。进一步采用重力球对孔眼进行封堵，达到与桥塞同样的目的，但是重力球本身的缺陷就是它只能堵住下部的孔眼，而对中部以及上部的孔眼却不能达到目的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提出一种多密度暂堵球组合的暂堵压裂工艺方法。本发明可以满足不同地层、不同方位的射孔封堵，从而尽可能的减少泵压的损失，在目的层产生最大的压力，进而分段压裂，使得目的层压裂裂缝延伸深度最深、宽度最宽，可以对深层的油气井进行高效开采，提高单井的产量。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种多密度暂堵球组合的暂堵压裂工艺方法，包括如下步骤：
a、首先设计储层改造的压裂液密度为ρkg/m3，设计水平井筒中需要压裂暂堵的射孔数量和方位，射孔方位包括上部、中部和下部；
b、然后，根据需要暂堵的射孔数量和方位，设计暂堵球密度和暂堵球数量；
c、以压裂液密度为基准，定义暂堵球密度高于压裂液密度为高密度，分别准备一定数量的高密度、中密度和低密度等不同密度暂堵球；
d、根据需要暂堵的射孔方位，确定需要投入井筒的不同密度暂堵球组合形式；
e、投球过程中，根据压裂施工曲线效果，可适当调整不同密度暂堵球的数量配比。
所述步骤b中，需要暂堵的方位包括上部、中部和下部，需要暂堵球密度为低密度、中密度和高密度，其数量为需要暂堵射孔的1.2倍。
所述步骤c中，以压裂液密度为基准，暂堵球密度的高低取决于压裂液密度，不同的压裂液相对于不同的暂堵球比值不同，即密度等级不同。
所述步骤d中，确定需要暂堵的射孔方位包括上部、中部和下部，因此确定多密度暂堵球组合的方式为高中低密度，即分别投入可自行降解的0.7ρkg/m3、0.9ρkg/m3、1.1ρkg/m3和1.3ρkg/m3等不同密度的暂堵球。其中，低密度暂堵球主要暂堵上部孔眼，中密度主要暂堵中部孔眼，而高密度主要用于暂堵下部孔眼。
所述步骤e中，若发现压裂曲线未能达到设计破裂压力，对不同密度组合的暂堵球投球比例进行调整，后续进行补充投球。
所述步骤e中，第一段封堵完成后，进行第二段的分簇射孔，此时第一段的射孔已经被不同密度的暂堵球完全封堵，使得地面泵压进行第二段分簇射孔的压力损失尽可能最小，达到最大的泵压，从而在地层产生最深、最大的裂缝，进一步重复步骤d，完成第二段的分簇射孔分段压裂。
所述步骤e中，在完成第二段分簇射孔分段压裂之后，再次重复[0018]的有关操作，对第三段的射孔孔眼进行封堵，，之后重复进行后续每一段的分簇射孔分段压裂及孔眼封堵，从而完成整个井的射孔和压裂施工作业。
所述方法中，额定工作温度为常温，额定工作压力在0.9～9MPa，每簇6个射孔，射孔之间距离为50mm。
所述步骤e中，所采取的多密度暂堵球组合的方式为高中低密度，每簇的投球数量为低密度投球2个、两种中密度分别投球3个、高密度投球2个。
采用本发明的有益之处在于：
本发明与常规压裂投球暂堵技术相比，改善了此前只采用重力球进行孔眼封堵只能堵住下部孔眼，而对于中部以及上部孔眼难以堵住的情况。
本发明提高了压裂效果：通过分簇射孔分段压裂工艺以及不同密度组合的暂堵球对不同分簇射孔的暂堵，可以保证每一个射孔段均能得到充分的压裂，进一步有利于延伸更深、更大的裂缝，提高单井的产能。
本发明的优点在于采用多密度暂堵球组合的暂堵压裂方法暂堵孔眼，可以满足不同地层、不同方位的射孔封堵，从而尽可能的减少泵压的损失，在目的层产生最大的压力，进而分段压裂，使得目的层压裂裂缝延伸深度最深、宽度最大，同时其工艺简单、密封性很好，经济成本非常低，可以进一步增大油气开采的效益。
附图说明
图1～图3分别为多密度暂堵球组合暂堵孔眼的三维正视图、俯视图和左视图。
图4～图6分别为多密度暂堵球组合暂堵孔眼的二维正视图、俯视图和左视图。
图7为重力球暂堵射孔孔眼与多密度暂堵球组合暂堵射孔孔眼的对比示意图。其中，图7(a)为重力球暂堵射孔孔眼的示意图；图7(b)为多密度暂堵球组合暂堵射孔孔眼的示意图。
图8为A-A截面的多密度暂堵球组合暂堵的剖视图。
图9为B-B截面的多密度暂堵球组合暂堵的剖视图。
图中标记为：1、套管；2、射孔；3、射孔孔眼；4、低密度可降解型暂堵球；5-6、中密度可降解型暂堵球；7、高密度可降解型暂堵球。
具体实施方式
实施例一
一种多密度暂堵球组合的暂堵压裂工艺方法，包括如下步骤：
a、首先设计储层改造的压裂液密度为ρkg/m3，设计水平井筒中需要压裂暂堵的射孔数量和方位，射孔方位包括上部、中部和下部；
b、然后，根据需要暂堵的射孔数量和方位，设计暂堵球密度和暂堵球数量；
c、以压裂液密度为基准，定义暂堵球密度高于压裂液密度为高密度，分别准备一定数量的高密度、中密度和低密度等不同密度暂堵球；
d、根据需要暂堵的射孔方位，确定需要投入井筒的不同密度暂堵球组合形式；
e、投球过程中，根据压裂施工曲线效果，可适当调整不同密度暂堵球的数量配比。
所述步骤b中，需要暂堵的方位包括上部、中部和下部，需要暂堵球密度为低密度、中密度和高密度，其数量为需要暂堵射孔的1.2倍。
所述步骤c中，以压裂液密度为基准，暂堵球密度的高低取决于压裂液密度，不同的压裂液相对于不同的暂堵球比值不同，即密度等级不同。
所述步骤d中，确定需要暂堵的射孔方位包括上部、中部和下部，因此确定多密度暂堵球组合的方式为高中低密度，即分别投入可自行降解的0.7ρkg/m3、0.9ρkg/m3、1.1ρkg/m3和1.3ρkg/m3等不同密度的暂堵球。其中，低密度暂堵球主要暂堵上部孔眼，中密度主要暂堵中部孔眼，而高密度主要用于暂堵下部孔眼。
所述步骤e中，若发现压裂曲线未能达到设计破裂压力，对不同密度组合的暂堵球投球比例进行调整，后续进行补充投球。
所述步骤e中，第一段封堵完成后，进行第二段的分簇射孔，此时第一段的射孔已经被不同密度的暂堵球完全封堵，使得地面泵压进行第二段分簇射孔的压力损失尽可能最小，达到最大的泵压，从而在地层产生最深、最大的裂缝，进一步重复步骤d，完成第二段的分簇射孔分段压裂。
所述步骤e中，在完成第二段分簇射孔分段压裂之后，再次重复[0043]的有关操作，对第三段的射孔孔眼进行封堵，之后重复进行后续每一段的分簇射孔分段压裂及孔眼封堵，从而完成整个井的射孔和压裂施工作业。
所述方法中，额定工作温度为常温，额定工作压力在0.9～9MPa，每簇6个射孔，射孔之间距离为50mm。
所述步骤e中，所采取的不同密度投球的组合方式为高中低密度，每簇的投球数量为低密度投球2个、两种中密度分别投球3个、高密度投球2个。
实施例二
本实施例的其它内容与实施例一相同，不同之处在于：投入的多密度可降解型暂堵球，可以不局限于实施例一中的暂堵球密度。0.7ρkg/m3、0.9ρkg/m3、1.1ρkg/m3和1.3ρkg/m3等不同密度的暂堵球可以更换为密度更低的、密度适中的和密度更高的暂堵球，即改变暂堵球与压裂液的密度比，尽可能多的堵住不同地层、不同方位的射孔孔眼以期达到更好的压裂效果。
本发明涉及的水平井压裂油气田增产技术方法，除了改变暂堵球密度从而对暂堵球与压裂液的密度比进行优化之外，也可以对不同密度的暂堵球进行组合。根据储层结构，通过多密度的暂堵球组合方式对不同地层、不同方位的射孔进行暂堵。除了对组合方式进行优化之外，还可以对投球数量进行优化。同时也可以对段簇间距、射孔间距、单簇射孔数目等进行优化。在满足目的层压裂要求的基础上，每簇6个射孔，射孔之间距离为50mm可以更换为单簇射孔更少、射孔间距更大、段簇间距更大等以提升单个射孔的泵压。再通过投入不同组合方式的多密度暂堵球进行射孔孔眼封堵，其亮点就在于不同密度的暂堵球可以封堵到不同地层、不同方位的孔眼，尽可能多的封堵孔眼，减小泵压的损失，得到更深、更大的射孔，通过支撑剂进一步压裂裂缝延伸得到更深、更大的地层裂缝，开采更深地层的油气，提升单井的产量，提高总的采收率，产生最大的经济效益。
对于本领域技术人员而言，显然本发明是基于不同组合方式的多密度可降解型暂堵球在水平井压裂油气田增产技术的应用。上述提到的实施例可看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所述权利要求而不是上述说明限定，因此旨在落在权利要求的等同含义和范围内的所有变化均囊括在本发明内。
Claims (8)
1.一种多密度暂堵球组合的暂堵压裂工艺方法，其特征在于：
①首先设计储层改造的压裂液密度为ρkg/m3，设计水平井筒中需要压裂暂堵的射孔数量和方位，射孔方位包括上部、中部和下部；
②然后，根据需要暂堵的射孔数量和方位，设计暂堵球密度和暂堵球数量；
③以压裂液密度为基准，定义暂堵球密度高于压裂液密度为高密度，分别准备一定数量的高密度、中密度和低密度等不同密度暂堵球；
④根据需要暂堵的射孔方位，确定需要投入井筒的不同密度暂堵球组合形式；
⑤投球过程中，根据压裂施工曲线效果，可适当调整不同密度暂堵球的数量配比。
2.根据权利要求1所述的一种多密度暂堵球组合的暂堵压裂工艺方法，其特征在于：水平井筒压裂需要暂堵的射孔方位满足密切割多簇射孔暂堵压裂设计，其暂堵射孔方位可以单独为水平井筒上部、下部或中部，也可以为上部与中部、上部与下部、中部与下部和全部暂堵。
3.根据权利求1所述的一种多密度暂堵球组合的暂堵压裂工艺方法，其特征在于：所述暂堵球是由可自行降解的材料制成，完成暂堵后通过泵入降解液降解解堵。
4.根据权利要求1所述的一种多密度暂堵球组合的暂堵压裂工艺方法，其特征在于：所述暂堵球为弹性材料的圆球形状，其数量为需要暂堵射孔的1.2倍。
5.根据权利要求1所述的一种多密度暂堵球组合的暂堵压裂工艺方法，其特征在于：以所述压裂液密度为基准，设计暂堵球密度高于压裂液密度为高密度、暂堵球密度与压裂液密度相当为中密度、暂堵球密度低于压裂液密度为低密度，分别设计有高密度、中密度和低密度等不同密度的暂堵球。
6.根据权利要求1和2所述的一种多密度暂堵球组合的暂堵压裂工艺方法，其特征在于：所述多种不同密度暂堵球的组合方式多种多样，根据储层改造目标以及需要封堵的孔眼方位，可以在投球时对多密度暂堵球组合的方式进行选择，总体上包括相同密度、高低密度、高中密度、中低密度和高中低密度这五种组合方式。
7.根据权利要求1所述的一种多密度暂堵球组合的暂堵压裂工艺方法，其特征在于：所述的不同密度暂堵球的投球数量是根据不同地层、不同方位的射孔数量确定。暂堵球投入数量为该地层、该方位射孔总数的1.2倍。即若顶部有2个射孔，则低密度的暂堵球投球数量为3个，其他方位的射孔投球数量与之同理。
8.根据权利要求1所述的一种多密度暂堵球组合的暂堵压裂工艺方法，其特征在于：投球压裂过程中若发现压裂曲线未达到设计破裂压力，则可调整不同密度组合暂堵球比例，进行补充投球。
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