页岩气多级裂压用暂堵剂、无桥塞压裂方法及装置 |
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| 申请号 | CN201610718280.9 | 申请日 | 2016-08-24 | 公开(公告)号 | CN106150429A | 公开(公告)日 | 2016-11-23 |
| 申请人 | 江汉油田科瑞德石油工程技术(武汉)有限公司; | 发明人 | 卓丹; | ||||
| 摘要 | 本 申请 涉及油气工程技术领域，特别是涉及一种 页岩 气多级压裂用暂堵剂及应用。本 发明 实施例 的暂堵剂中可溶性 纤维 形成高 密度 的空间网络结构，有效有控制地延长暂堵时间，达到代替桥塞的目的；封堵效果好，压裂、 酸化 后自动解堵，对储层无伤害。本发明实施例的方法完成一级压裂后，利用暂堵剂进行控制性暂时封堵，井底压 力 升高后打开未改造新 地层 ，开启新的裂缝，从而实现动态分级，无需使用桥塞。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种页岩气多级压裂用暂堵剂，其特征在于，该暂堵剂包括： |
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| 说明书全文 | 页岩气多级裂压用暂堵剂、无桥塞压裂方法及装置技术领域[0001] 本申请涉及油气工程技术领域，特别是涉及一种页岩气多级压裂用暂堵剂及应用。 背景技术[0002] 现阶段页岩气的开采主要采取水力多级压裂的形式，多级压裂可以提高水力压裂的效率，缩小水量的使用和减少工时。在水力压裂各级施工之间，通常采取下桥塞的方式，间隔每个压裂级，在每级压裂射孔结束之后，使用连续油管钻磨掉桥塞，是整个井筒连接，达到产气的条件。 [0003] 在现阶段水力多级压裂施工中，采用的通常工艺是通过使用桥塞完成分级，下桥塞和桥塞钻磨工作量，产生了多余的花费和施工时间。发明内容 [0004] 本申请主要解决的技术问题是提供一种新的页岩气多级压裂用暂堵剂以及应用该暂堵剂实施的无桥塞多级压裂的方法，能够使得可溶性纤维形成高密度的空间网络结构，有效延长暂堵时间，达到代替桥塞的目的，使用该暂堵剂可以改变现有的多级压裂工艺。 [0005] 为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：提供[0006] 一种页岩气多级压裂用暂堵剂，包括： [0007] 携带液； [0008] 可降解聚酯纤维； [0009] 支撑剂；和 [0010] 线性胶体。 [0011] 优选地，所述支撑剂选自砂、玻璃珠、陶瓷颗粒、聚合物珠或空心玻璃球中的一种或多种。 [0012] 优选地，所述可降解聚酯纤维的长度大于5mm。 [0013] 优选地，所述携带液包括： [0014] 0.2～0.6重量份的胍胶； [0016] 0.3～0.7重量份的粘稳剂； [0017] 0.3～0.8重量份的助排剂；和 [0019] 为解决上述技术问题，本发明实施例采用的另一个技术方案是：提供一种无桥塞多级压裂的方法，首先使用电缆传输及液力推送的方式将工具串输送至第一层段，进行射孔、压裂后，用上述的暂堵剂的浆液对第一层段压裂裂缝进行暂时封堵；其次对第二层段进行射孔，第二层段在第一层段封堵剂的作用下被压裂形成裂缝，用上述的暂堵剂的浆液对第二层段压裂裂缝进行暂时封堵；然后对下一层段进行射孔，该层段在上一层段封堵剂的作用下被压裂形成裂缝，用上述的暂堵剂的浆液对该层段压裂裂缝进行暂时封堵，经过多级重复后完成各个层段施工；最后用酸性溶解介质使暂堵剂溶解，形成通道，完井，放喷。 [0020] 优选地，该方法包括： [0021] (1)通井； [0022] (2)多级压裂完井； [0023] (3)酸压溶解； [0024] 其中，步骤(2)包括： [0025] (21)通过电缆传输及液力推送的方式将工具串输送至步骤(1)形成的井筒的第一层段处，进行第一层段射孔； [0026] (22)在井筒的第一层段内泵入压裂液进行第一层段压裂； [0027] (23)用上述的暂堵剂的浆液对第一层段压裂裂缝进行暂时封堵； [0028] (24)将工具串上提至第二层段内的预定位置，进行第二层段射孔； [0029] (25)第二层段在第一层段封堵剂的作用下被压裂形成裂缝； [0030] (26)用上述的暂堵剂的浆液对第二层段压裂裂缝进行暂时封堵； [0031] (27)根据完井分段数量，重复步骤(24)至步骤(26)，经过多级重复后完成各个层段施工； [0032] 其中，压裂结束后，不进行放喷。 [0033] 本发明还提供了一种无桥塞多级压裂装置，包括用于对第一层段施工的第一组件和用于对其他层段进行施工的第二组件，其中， [0035] 第二组件包括依次连接的电缆、电缆头、第二定位机构、第二点火头、第二射孔枪和暂堵剂泵送机构。 [0036] 优选地，所述第二组件还包括设于电缆头和第二定位机构之间的加重机构，所述暂堵剂泵送机构包括压力检测器。 [0037] 本申请实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例的暂堵剂中可溶性纤维形成高密度的空间网络结构，有效延长暂堵时间，达到代替桥塞的目的；封堵效果好，压裂、酸化后自动解堵，对储层无伤害。本发明实施例的方法完成一级压裂后，利用暂堵剂进行暂时封堵，井底压力升高后打开未改造新地层，开启新的裂缝，从而实现动态分级，无需使用桥塞。附图说明 [0038] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。 [0039] 图1是本发明实施例的装置中第一组件的结构示意图； [0040] 图2是本发明实施例的装置中第二组件的结构示意图。 具体实施方式[0041] 为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。 [0042] 本发明公开的主题的一些实施方案可能是以水平井的处理做说明的，但同样适用于任何方向的井。本领域技术人员还应当理解，在整个说明书中，当浓度或用量的范围被描述为可用的或适合的等时，其意欲表示在该范围内的任何和每一个浓度或用量(包括端点)被视为已被陈述。此外，每个数值应该被认为经术语“约”修饰一次(除非已经明确地如此修饰)，然后再被认为未经如此修饰，除非在上下文中另有说明。例如，“1-10的范围”应被理解为指沿着约1-约10的连续范围的每个和每一个可能的数值。换句话说，当在表述一定的范围时，即使在该范围内只有几个具体的数据点被明确地标识或提及，或者即使在该范围内没有数据点被提及，也应当理解，本发明的发明人明白和理解该范围内的任何和所有的数据点均被视为已经具体提及，并且本发明的发明人拥有整个范围和该范围内的所有点。还应当理解的是，裂缝暂堵/闭合包括部分裂缝暂堵/闭合。 [0043] 本发明实施例提供了一种页岩气多级压裂用暂堵剂，包括：携带液；可降解聚酯纤维；支撑剂；和线性胶体。 [0044] 如本文中所用，术语水力压裂处理是指用强大的液压泵将流体泵送到井眼中以创建足够的井下压力使地层破裂或压裂的工艺。这使得可将携带支撑剂的流体注入地层中，从而产生流体可以流过的高渗透性砂区域。一旦除去水压，支撑剂仍保持在原位，因此支撑剂打开裂缝并增强流体流入井眼或从井眼流出。本发明在携带液中加入了在一定条件下可溶解的暂堵纤维，由于可溶性纤维可以形成高密度的空间网络结构，这种结构具备较强的封堵能力，可降解纤维在酸性条件下有更好的暂堵效果，从而极大的提高了暂堵层的强度。 [0045] 在一个优选的实施方式中，按重量份计，本发明实施例的暂堵剂包括：90～95携带液，大于2.0可降解聚酯纤维，20～35支撑剂，0.45线性胶。进一步地，纤维长度大于5mm，可以是5～10mm，也可以是>10mm，携带液包括：0.2～0.6重量份的胍胶、0.1～0.5重量份的杀菌剂、0.3～0.7重量份的粘稳剂、0.3～0.8重量份的助排剂、和0.1～0.5重量份的碳酸钠。 [0046] 由于可溶性纤维形成高密度的空间网络结构，有效延长暂堵时间，达到代替桥塞的目的。封堵效果好，压裂、酸化后自动解堵，对储层无伤害。本领域普通技术人员应当知晓，具体实施过程中，根据施工层段的温度和压力调整，和压裂所需时长，调整本发明实施例的暂堵剂配比和酸浓度，达到改造当前储层时段，对已压裂层段的封堵效果，必要时，可对已暂堵储层进行重复暂堵，以完成多层段的连续压裂。 [0047] 支撑剂可以是固体颗粒，例如，支撑剂选自砂、玻璃珠、陶瓷颗粒、聚合物珠或空心玻璃球中的一种或多种。 [0048] 本发明实施例还提供了一种应用上述暂堵剂进行无桥塞多级压裂的方法，首先使用电缆传输及液力推送的方式将工具串输送至第一层段，进行射孔、压裂后，用上述的暂堵剂的浆液对第一层段压裂裂缝进行暂时封堵；其次对第二层段进行射孔，第二层段在第一层段封堵剂的作用下被压裂形成裂缝，用上述的暂堵剂的浆液对第二层段压裂裂缝进行暂时封堵；然后对下一层段进行射孔，该层段在上一层段封堵剂的作用下被压裂形成裂缝，用上述的暂堵剂的浆液对该层段压裂裂缝进行暂时封堵，经过多级重复后完成各个层段施工；最后用酸性溶解介质使暂堵剂溶解，形成通道，完井，放喷。 [0049] 具体地，该方法包括：(1)通井；(2)多级压裂完井；(3)酸压溶解；其中，步骤(2)进一步地包括： [0050] (21)通过电缆传输及液力推送的方式将工具串输送至步骤(1)形成的井筒的第一层段处，进行第一层段射孔； [0051] (22)在井筒的第一层段内泵入压裂液进行第一层段压裂； [0052] (23)用上述的暂堵剂的浆液对第一层段压裂裂缝进行暂时封堵； [0053] (24)将工具串上提至第二层段内的预定位置，进行第二层段射孔； [0054] (25)第二层段在第一层段封堵剂的作用下被压裂形成裂缝； [0055] (26)用上述的暂堵剂的浆液对第二层段压裂裂缝进行暂时封堵； [0056] (27)根据完井分段数量，重复步骤(24)至步骤(26)，经过多级重复后完成各个层段施工； [0057] 其中，压裂结束后，不进行放喷。 [0058] 进一步地，所述步骤(22)中第一层段压裂为光套管压裂，射孔完成后，起出余下工具串，从套管注入压裂液，进行压裂施工。步骤(2)还包括：(20)提供包括携带液、可降解聚酯纤维、支撑剂和线性胶体的暂堵剂的浆液。 [0059] 该方法主要应用纤维动态转向压裂技术和宽带暂堵转向压裂技术的技术原理。其中，纤维动态转向压裂技术：使用可降解纤维和常规支撑剂材料作为暂堵材料，在完成一级压裂后的转向阶段，泵入暂堵材料(转向剂)，暂堵转向剂在近井筒将裂缝暂堵，迫使液体压开新的层段，从而达到转向改造下一层的目的。主要特点有：暂堵转向材料不昂贵，纤维材料可完全降解，配合实时微地震监测可实时调整泵注方案，最大化储层接触，适用地层温度可达120摄氏度。宽带暂堵转向压裂技术：在每一级压裂完成之后，通过泵注用可降解纤维辅助运移的多尺度可降解颗粒，对本级压裂裂缝口进行暂时性的封堵，从而提高泵注时的井底压力，打开应力较高、原本未改造的地层，开启新缝，增加裂缝条数与裂缝的复杂性。暂堵转向材料为可降解纤维和多尺度的可降解聚合物颗粒，暂堵剂颗粒注入地层后，大粒径颗粒将其他材料拦截在裂缝入口处，同时小粒径颗粒有效降低缝口渗透率并实现暂时封堵隔离。与暂堵剂同时泵注的可降解纤维，则对压裂液中的颗粒材料起到了有效支撑和稳定作用，避免其在管柱中分散开，并且可以增强桥堵效果。主要特点：暂堵材料可靠，使用较小体积材料即可达到暂堵效果，材料在井底温度条件下可完全降解，适用井底温度60-177摄氏度。 [0060] 本发明实施例的方法的有益效果：1.暂堵转向材料不昂贵；2.纤维材料可完全降解；3.使用较小体积材料即可达到暂堵效果；4.配合实时微地震监测可实时调整泵注方案，调整单级暂堵时间，最大化储层接触；5.适用地层温度可达60-177摄氏度。 [0061] 相应地，本发明实施例还提供了与上述无桥塞多级压裂的方法对应的无桥塞多级压裂装置，请参阅图1和图2所示，其包括用于对第一层段施工的第一组件10和用于对其他层段进行施工的第二组件20。其中，第一组件包括通过油管101串接的第一定位机构102、第一点火头103、第一射孔枪104和压裂液输送机构105。第二组件20包括依次连接的电缆201、电缆头202、第二定位机构203、第二点火头204、第二射孔枪205和暂堵剂泵送机构206。 [0062] 进一步地，第二组件20还包括设于电缆头202和第二定位机构203之间的加重机构207，所述暂堵剂泵送机构206包括压力检测器2061。 [0063] 暂堵剂产品实施例 [0064] 实施例1：本发明实施例的暂堵剂包括：90重量份的携带液，2.0重量份的可降解聚酯纤维，30重量份的支撑剂，0.45重量份的线性胶。其中，纤维长度>10mm，携带液包括：0.2～0.6重量份的胍胶、0.1～0.5重量份的杀菌剂、0.3～0.7重量份的粘稳剂、0.3～0.8重量份的助排剂、和0.1～0.5重量份的碳酸钠。 [0065] 实施例2：本发明实施例的暂堵剂包括：95重量份的携带液，2.5重量份的可降解聚酯纤维，35重量份的支撑剂，0.45重量份的线性胶。其中，纤维长度>5mm，携带液包括：0.2～0.6重量份的胍胶、0.1～0.5重量份的杀菌剂、0.3～0.7重量份的粘稳剂、0.3～0.8重量份的助排剂、和0.1～0.5重量份的碳酸钠。 [0066] 实施例3：本发明实施例的暂堵剂包括：92重量份的携带液，3.0重量份的可降解聚酯纤维，25重量份的支撑剂，0.5重量份的线性胶。其中，纤维长度5mm～10mm，携带液包括：0.2～0.6重量份的胍胶、0.1～0.5重量份的杀菌剂、0.3～0.7重量份的粘稳剂、0.3～0.8重量份的助排剂、和0.1～0.5重量份的碳酸钠。 [0067] 实施例4：本发明实施例的暂堵剂包括：94重量份的携带液，3.5重量份的可降解聚酯纤维，27重量份的支撑剂，0.45重量份的线性胶。其中，纤维长度>5mm，携带液包括：0.2～0.6重量份的胍胶、0.1～0.5重量份的杀菌剂、0.3～0.7重量份的粘稳剂、0.3～0.8重量份的助排剂、和0.1～0.5重量份的碳酸钠。 [0068] 实施例5：本发明实施例的暂堵剂包括：90重量份的携带液，4.0重量份的可降解聚酯纤维，30重量份的支撑剂，0.45重量份的线性胶。其中，纤维长度>10mm，携带液包括：0.2～0.6重量份的胍胶、0.1～0.5重量份的杀菌剂、0.3～0.7重量份的粘稳剂、0.3～0.8重量份的助排剂、和0.1～0.5重量份的碳酸钠。 [0069] 对比例1：本对比例的暂堵剂包括：90重量份的携带液，1.0重量份的可降解聚酯纤维，30重量份的支撑剂，0.45重量份的线性胶。其中，纤维长度>10mm，携带液包括：0.2～0.6重量份的胍胶、0.1～0.5重量份的杀菌剂、0.3～0.7重量份的粘稳剂、0.3～0.8重量份的助排剂、和0.1～0.5重量份的碳酸钠。 [0070] 对比例2：本对比例的暂堵剂包括：90重量份的携带液，1.5重量份的可降解聚酯纤维，30重量份的支撑剂，0.45重量份的线性胶。其中，纤维长度>5mm，携带液包括：0.2～0.6重量份的胍胶、0.1～0.5重量份的杀菌剂、0.3～0.7重量份的粘稳剂、0.3～0.8重量份的助排剂、和0.1～0.5重量份的碳酸钠。 [0071] 实施例1至实施例5的暂堵剂比对比例1和对比例2封堵时间长，耐压强度大。 [0072] 工艺实施例 [0073] 实施例6： [0074] 本实施例提供了一种应用上述暂堵剂进行无桥塞多级压裂的方法，包括以下实施步骤： [0075] 步骤1)通井：利用通井规通井至人工井底，保证井筒干净； [0076] 步骤2)第一段射孔、压裂：利用油管传输进行第一段射孔，起出射孔枪，对第一段进行光套管压裂，压裂不放喷，关井； [0077] 步骤3)下放射孔工具串：电缆作业下入大通径桥塞、射孔工具串，到达30°井斜后，地面用压裂泵车泵送射孔工具串至预定位置； [0078] 步骤4)通过泵注纤维/暂堵材料，对第一级/上一级压裂封口进行暂时性封堵； [0079] 步骤5)根据第二段射孔段位置，逐次上提电缆，分级点火射孔； [0080] 步骤6)起出射孔工具串； [0081] 步骤7)压裂纤维暂堵材料顶替，迫使液体压开新的层段，从而达到改造下一层的目的，压裂完后不放喷，确保水平段无支撑剂残留； [0082] 8)重复步骤3)～7)，对其余层段依次下射孔、暂堵、压裂，直至完成全部层段压裂作业； [0083] 步骤9)酸压施工，纤维材料溶解后，此时井筒与已压裂地层相联通； [0084] 步骤10)放喷、求油井的产量、完井。 [0085] 应用例 [0086] 申请人将本发明的实施例6的无桥塞压裂方法在国内一些典型油气藏有一定的成功经验，在川渝地区页岩气压裂、三高储层多级压裂以及重复压裂均有成功案例。 [0087] 1、Z油田页岩气项目：该项目主体采用泵送桥塞射孔联作多级压裂技术，在部分平台/井中，由于套管变形、射孔工具串遇卡、射孔失误等意外情况下，常规泵送桥塞射孔联作压裂工艺无法实施时，采用了纤维动态转向压裂技术，成功在H5和H6平台解决了以上问题，顺利完成压裂工作。此外，结合地质工程条件，为提高整体改造效果和施工效率，也采用了动态转向压裂技术克服储层非均质性，达到提高射孔簇改造和储层接触的目的。 [0088] 2、T区块“三高”储层的多级压裂项目：针对T区块“三高”砂岩储层(高温，超深、超高压)，采用动态转向压裂技术，取消了完井封隔工具使用，成功进行了无桥塞多级压裂施工，通过与K区块平均无阻流量对比，使用动态转向压裂改造的气井无阻流量提高了60％。充分证明了动态转向压裂技术在苛刻条件下(温度170摄氏度，储层埋深7000m，压力系数 1.8)的适用性。 [0089] 3、C油田致密油项目：某井由于固井质量极差，常规桥塞等机械分割方式下，级间固井水泥环无法保证有效封隔，采用了动态分级工艺进行多级改造，成功施工，测试产量达到邻井的1.5倍；另一井由于某一储层厚度大，层内隔夹层特别发育，但与邻层的阻挡隔层较薄，一方面机械分级困难且失效风险大，另一方面层内分级困难，因此采用暂堵转向工艺进行动态分级和长段储层有效改造，施工效果显著。 [0090] 以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。 |
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