[发明专利]一种浅层砂岩油气藏压裂方法

说明书

本申请公开了一种浅层砂岩油气藏压裂方法。包括：1)判断裂缝形态；2)裂缝参数优化；3)射孔参数优化；4)施工参数优化；5)压后返排控制。本发明所提出的用于浅层致密砂岩油气藏压裂的方法，对于水平缝和T型缝裂缝参数优化、射孔参数优化和施工参数优化提供了指导性方案，按此方法进行压裂施工，在提高裂缝导流能力的同时能够降低施工风险。

技术领域

本发明涉及浅层砂岩油气藏压裂改造技术领域，进一步地说，是涉及一种浅层砂岩油气藏压裂方法。

背景技术

因储层深度、地应力状态和构造应力等影响，在浅层砂岩油气藏压裂过程中，经常会形成水平缝或T型缝(既有水平缝又有垂直缝)。对垂直缝而言，因水平方向的渗透率相对较高，目的层内有效砂层厚度内的所有油气会先从水平方向流入裂缝，再由裂缝流向井底，增产效果相对较好。而对水平缝或T型缝而言，因垂向渗透率往往远低于水平渗透率，因此，在压裂目的层有效砂岩厚度范围内，仅有靠近裂缝面的部分砂岩厚度有渗流作用，这样就使得浅层压裂时形成的水平缝增产效果大打折扣。如压裂方案设计及施工时仍按常规的垂直缝思路进行就会带来施工上的风险及效果上的差强人意。浅层砂岩压裂设计时常存在以下问题：

(1)压裂设计裂缝参数优化时往往按照常规垂直缝思路，使得水平缝的缝长及导流能力优化与储层匹配性差，且忽略水平缝存在着垂向上多缝的干扰问题和实现问题。

此外，对T型缝而言，如何优化缝长及导流能力还是一个全新的挑战，以往的研究基本是一片空白。

(2)压裂设计射孔参数优化时仍按垂直缝的思路，如目的层全射开或在显示好的层段集中射孔3-5m。但水平缝与垂直缝不同，其每个射孔孔眼处裂缝都可能独立起裂和延伸，且在延伸过程中难以像垂直缝那样整合为一条大的裂缝，致使在砂岩垂向上会出现多个水平缝平行延伸的情况，这样就使得每个水平缝的造缝宽度比单一的垂直裂缝宽度大为降低，造成施工加砂困难或引发早期砂堵。即便在水平缝延伸的过程中，因非均质性和诱导应力作用，有的水平缝延伸较快，在一定程度上可延缓其它水平缝的继续扩展，使得延伸好的水平缝宽度增加，但即便只有一个水平缝延伸，因上覆岩层压力一般大于最小水平主应力，其造缝宽度也是小于垂直缝的，依然面临着加砂困难和砂堵的风险。

(3)浅层砂岩压裂过程中，有时因最小水平应力梯度介于上覆岩层压力梯度和最大水平地应力梯度之间，会形成T型缝。而且T型缝的水平部分一般出现在垂直缝的顶部和/或底部，由于垂直缝与水平缝夹角造成的流动方向转变，支撑剂很难在水平缝中运移和铺置。此外，因水平缝吸收一定量的液体，垂直缝中的裂缝宽度就会相对较低，也在一定程度上影响压裂施工安全或出现砂堵。

(4)浅层压裂所形成的水平缝或T型缝内的支撑剂运移和铺置规律与垂直缝不同，垂直方向形成的缝宽较窄使得支撑剂的沉降距离最大只有造缝宽度那么小，如注入参数不合理，易发生支撑剂过流断面的快速降低而发生早期砂堵的现象。

鉴此，有必要提出一种新的针对浅层压裂的水平缝/T型缝的压裂方法，避免压裂施工过程中加砂困难或出现砂堵。

文献《水平裂缝参数优化技术研究》(断块油气田，1998)中假设压裂所形成的裂缝为水平缝，并采用数值模拟方法建立了水平缝油藏参数优化模型，在此基础上研究了水平裂缝有效半径及裂缝导流能力对油井产量、油井含水及采出程度的影响，并以此为基础进行水平缝裂缝参数优化。但该文献仅仅考虑的单一水平缝的裂缝参数优化情况，没有考虑纵向上形成多裂缝的影响，且对于浅层压裂可能形成的T型缝裂缝参数优化、射孔参数优化、施工参数优化和支撑剂类型等没有提及。

文献《新场气田蓬莱镇组气藏水平裂缝压裂设计研究》(天然气工业，1999)中推导和建立了注入三段幂律流体压裂液时水平裂缝延伸的数学模型，并在Lowe等人支撑运移分布模型的基础上，研制了水平裂缝压裂设计软件。通过实例计算了影响水平裂缝压裂效果的可控因素进行了分析，包括导流能力、支撑缝长、施工排量、砂液比和压裂液稠度系数等对压裂效果的影响。但该文献对压裂施工工艺、射孔参数和支撑剂类型等没有考虑。