專利名稱：一種碳酸鹽巖多段塞注入式壓裂方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田壓裂施工技術(shù)，是一種碳酸鹽巖多段塞注入式壓裂方法。
背景技術(shù)：
碳酸鹽巖儲層方解石含量高，天然裂縫、縫洞發(fā)育、非均質(zhì)性特別強(qiáng)、基質(zhì)滲透率和有效孔隙度低。酸化后容易在裂縫面形成均勻刻蝕，以及閉合壓力高酸壓后的導(dǎo)流能力有限。碳酸鹽巖的楊氏模量、抗張強(qiáng)度、斷裂韌性等均較沉積巖高，造成壓裂裂縫在破裂、擴(kuò)展、延伸過程中的壓力均高。在井筒附近易于形成復(fù)雜的多裂縫系統(tǒng)。多裂縫系統(tǒng)競相延伸，降低了有效縫寬、裂縫加砂困難，使得靜壓力升高，施工壓力高，施工難度大，個別井甚至在現(xiàn)有壓裂設(shè)備條件下無法壓開裂縫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種碳酸鹽巖多段塞注入式壓裂方法，針對碳酸鹽儲層加砂困難的情況，采用多段塞的方式注入，實(shí)現(xiàn)碳酸鹽儲層的壓裂施工。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種碳酸鹽巖多段塞注入式壓裂方法，其特征是:這種碳酸鹽巖多段塞注入式壓裂方法按照如下的步驟進(jìn)行:
步驟1，確定壓裂液用量和壓裂規(guī)模；根據(jù)測井和地震物理資料，結(jié)合鉆井、完井以及鄰井的相關(guān)資料進(jìn)行比對分析，確定儲層在裂縫延伸方向上及發(fā)育情況，然后確定壓裂液用量和壓裂規(guī)模；
步驟2，確定支撐劑段塞和隔離液的加入量；進(jìn)行小型測試壓裂，對摩阻、近井地帶的多裂縫效應(yīng)和壓裂液的綜合濾失、滲透性充分了解，確定支撐劑段塞和隔離液的加入量；步驟3，前置液階段加小粒徑支撐劑；在壓裂施工的前置液階段，前置液加小粒徑支撐劑采用I到2次段塞注入方式，小粒徑支撐劑段塞目數(shù)要求為40/70目，且每個段塞間都需泵注1.5倍油管容積的交聯(lián)液作為隔離液；
步驟4，主壓裂階段加低密高強(qiáng)度支撐劑；在壓裂施工的主壓裂階段，交聯(lián)液攜帶支撐劑以多段塞方式注入，支撐劑采用30/50目的低密高強(qiáng)度支撐劑；多段塞方式是多個段塞分次注入，且每個段塞間都需泵注1.5倍油管容積的交聯(lián)液作為隔離液，每個段塞的加砂量擬定為I至4方，且后續(xù)每個段塞比前一個段塞的砂比提升3%，平均砂比控制在10%至20%，最高砂比不超過30% ；
步驟5，提高砂比，改用楔形方式加砂；多段塞注入持續(xù)施工，直至施工壓力穩(wěn)定，然后提高砂比，并改用楔形方式加砂，直至完成壓裂施工改造。所述的步驟3中，小粒徑支撐劑是粒徑小于20/40目、30/50目中砂的細(xì)砂，通常采用40/70目規(guī)格的。所述的步驟4中，30/50目低密高強(qiáng)度支撐劑要求支撐劑體積密度< 1.65g/cm3,視密度彡3g/cm3，閉合壓力69MPa，下破碎率彡5.0%。
所述的步驟3與步驟4之間，應(yīng)加入1.5倍油管容積的交聯(lián)液作為隔離液。本發(fā)明的特點(diǎn)是改變以往楔形方式加砂施工壓力過高，水力壓裂施工難度大的現(xiàn)狀，采用交聯(lián)液攜帶支撐劑以多段塞方式注入，以打磨炮眼和裂縫，降低裂縫彎曲磨阻，減少濾失，降低施工壓力，形成人工主裂縫并不斷延伸。最終，使支撐劑順利進(jìn)入地層后有效的填充裂縫，從而在確保泵注安全的前提下提高了壓裂的成功性。


下 面將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖1是一種碳酸鹽巖多段塞注入式壓裂方法的壓裂施工模擬圖。圖2是克魯克油田48井壓裂施工曲線圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
假設(shè)該井井口至射孔段為3000m，壓裂管柱采用27/8寸外加厚油管，內(nèi)徑62.0mm，則油管內(nèi)容積為9m3。壓裂施工采用油管注入40/70目支撐劑視密度1.8，30/50目支撐劑視密度 1.65。按照一種碳酸鹽巖多段塞注入式壓裂方法對該井進(jìn)行壓裂施工，其具體步驟如下:
步驟1，確定壓裂液用量和壓裂規(guī)模；根據(jù)測井和地震物理資料，結(jié)合鉆井、完井以及鄰井的相關(guān)資料進(jìn)行比對分析，確定儲層在裂縫延伸方向上及發(fā)育情況，然后確定壓裂液用量和壓裂規(guī)模。步驟2，確定支撐劑段塞和隔離液的加入量；進(jìn)行小型測試壓裂，對摩阻、近井地帶的多裂縫效應(yīng)和壓裂液的綜合濾失、滲透性充分了解，確定支撐劑段塞和隔離液的加入量。步驟3，前置液階段加小粒徑支撐劑；在壓裂施工的前置液階段，前置液加小粒徑支撐劑采用I到3次段塞注入方式，小粒徑支撐劑段塞目數(shù)要求為40/70目。小粒徑支撐劑是粒徑小于20/40目(0.425-0.85mm),30/50目(0.3-0.6mm)中砂的細(xì)砂，這里采用40/70目(0.212-0.425mm)規(guī)格的。步驟4，主壓裂階段加低密高強(qiáng)度支撐劑；在壓裂施工的主壓裂階段，交聯(lián)液攜帶支撐劑以多段塞方式注入，支撐劑采用30/50目的低密高強(qiáng)度支撐劑；多段塞方式是多個段塞分次注入，且每個段塞間都需泵注1.5倍油管容積的交聯(lián)液作為隔離液，每個段塞的加砂量擬定為I至4方，且后續(xù)每個段塞比前一個段塞的砂比提升3%，平均砂比控制在10%至20%，最高砂比不超過30%。30/50目低密高強(qiáng)度支撐劑要求支撐劑體積密度< L 65g/cm3，視密度< 3g/cm3，閉合壓力69MPa，下破碎率彡5.0%。步驟5，提高砂比，改用楔形方式加砂；多段塞注入持續(xù)施工，直至施工壓力穩(wěn)定，然后提高砂比，并改用楔形方式加砂，直至完成壓裂施工改造。如圖1所示，因?yàn)榍捌诘貙悠屏央A段與常規(guī)壓裂方法無區(qū)別，故該階段未顯示。為表述清楚，如圖1中將施工曲線分為A-L共12個階段。
前置液階段地層破裂后A段以排量2m3/min (整個施工中排量基本不變)注入1.5倍油管容積的胍膠液13.5m3，壓力在63.8左右，使裂縫向前延伸；B段注入交聯(lián)液13.5m3，加入40/70目支撐劑段塞0.75m3，砂濃度100，B段結(jié)束時由于孔眼得到打磨，填堵近井多裂縫，降低濾失，裂縫進(jìn)一步延伸，壓力出現(xiàn)5.SMPa小幅下降，C段注入(施工中隔離液量均為1.5倍油管容積的交聯(lián)液);D段加入40/70目支撐劑段塞1.2m3，砂濃度170，泵壓在58MPa微小浮動；E段再加隔離液泵壓仍然先降后漲(降到54MPa再漲到56MPa) ；F段加入40/70目支撐劑段塞1.8m3，砂濃度240 ；B段、D段和F段進(jìn)行3次段塞，前置液階段結(jié)束。G段注隔離液結(jié)束時油管壓力降到46MPa，與A段比降低了 17MPa，由此可見前置液階段段塞效果良好。H段至L段為主壓裂階段，由H段改用30/50目低密度高強(qiáng)度的支撐劑；1、J段與前面階段施工方法相同不過多描述。主壓裂階段中，K段與J段相比壓力已無明顯降低，壓力平穩(wěn)，說明壓力已不再延伸，由此便可進(jìn)入L段常規(guī)楔形方式加砂，直至壓裂施工結(jié)束。實(shí)施例2
以烏茲別克斯坦克魯克油田48井施工泵注過程為例，其步驟與實(shí)施例1的步驟基本相同。如圖2所示，克魯克油田48井壓裂施工曲線圖反應(yīng)了該壓裂方法在現(xiàn)場的實(shí)施情況。在壓裂階段前兩個支撐劑段塞注入后，施工壓力快速增長，在20 min內(nèi)由26 MPa上升到66MPa，隨后又泵注了 3個支撐劑段塞，施工壓力逐漸趨于平緩，無明顯浮動，然后常規(guī)加砂方式連續(xù)加入支撐劑，在支撐劑濃度大幅提升的情況下，施工壓力基本保持平穩(wěn)，甚至有小幅度下降。本實(shí)施例沒有詳細(xì)敘述的部件 或步驟屬本行業(yè)的公知部件或常用手段，這里不--敘述。
權(quán)利要求
1.一種碳酸鹽巖多段塞注入式壓裂方法，其特征是:這種碳酸鹽巖多段塞注入式壓裂方法按照如下的步驟進(jìn)行: 步驟1，確定壓裂液用量和壓裂規(guī)模；根據(jù)測井和地震物理資料，結(jié)合鉆井、完井以及鄰井的相關(guān)資料進(jìn)行比對分析，確定儲層在裂縫延伸方向上及發(fā)育情況，然后確定壓裂液用量和壓裂規(guī)模； 步驟2，確定支撐劑段塞和隔離液的加入量；進(jìn)行小型測試壓裂，對摩阻、近井地帶的多裂縫效應(yīng)和壓裂液的綜合濾失、滲透性充分了解，確定支撐劑段塞和隔離液的加入量； 步驟3，前置液階段加小粒徑支撐劑；在壓裂施工的前置液階段，前置液加小粒徑支撐劑采用I到3次段塞注入方式，小粒徑支撐劑段塞目數(shù)要求為40/70目，且每個段塞間都需泵注1.5倍油管容積的交聯(lián)液作為隔離液； 步驟4，主壓裂階段加低密高強(qiáng)度支撐劑；在壓裂施工的主壓裂階段，交聯(lián)液攜帶支撐劑以多段塞方式注入，支撐劑采用30/50目的低密高強(qiáng)度支撐劑；多段塞方式是多個段塞分次注入，且每個段塞間都需泵注1.5倍油管容積的交聯(lián)液作為隔離液，每個段塞的加砂量擬定為I至4方，且后續(xù)每個段塞比前一個段塞的砂比提升3%，平均砂比控制在10%至20%，最高砂比不超過30% ； 步驟5，提高砂比，改用楔形方式加砂；多段塞注入持續(xù)施工，直至施工壓力穩(wěn)定，然后提高砂比，并改用楔形方式加砂，直至完成壓裂施工改造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種碳酸鹽巖多段塞注入式壓裂方法，其特征是:所述的步驟3中，小粒徑支撐劑是粒徑小于20/40目、30/50目中砂的細(xì)砂，通常采用40/70目規(guī)格的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種碳酸鹽巖多段塞注入式壓裂方法，其特征是:所述的步驟4中，30/50目低密高強(qiáng)度支撐劑要求支撐劑體積密度< 1.65g/cm3，視密度< 3g/cm3，閉合壓力69MPa，下破碎率彡5.0%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種碳酸鹽巖多段塞注入式壓裂方法，其特征是:所述的步驟3與步驟4之間，應(yīng)加入1.5倍油管容積的交聯(lián)液作為隔離液。
全文摘要
本發(fā)明涉及油田壓裂施工技術(shù)，是一種碳酸鹽巖多段塞注入式壓裂方法。其特征是這種碳酸鹽巖多段塞注入式壓裂方法按照確定壓裂液用量和壓裂規(guī)模、確定支撐劑段塞和隔離液的加入量、前置液階段加小粒徑支撐劑、主壓裂階段加低密高強(qiáng)度支撐劑和提高砂比，改用楔形方式加砂這五個步驟進(jìn)行。一種碳酸鹽巖多段塞注入式壓裂方法，針對碳酸鹽儲層加砂困難的情況，采用多段塞的方式注入，實(shí)現(xiàn)碳酸鹽儲層的壓裂施工。
文檔編號E21B43/26GK103244094SQ201310181860
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月16日
發(fā)明者池曉明, 陶長州, 孫虎, 張冕, 袁冬蕊, 包小紅, 周榮萍, 劉歡, 楊燕, 宋孝丹, 郭艷萍, 高紅平, 劉小會, 尹俊祿 申請人:中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司長慶井下技術(shù)作業(yè)公司