[发明专利]一种页岩气压裂中段塞式加砂方法

说明书

本发明公开了一种页岩气压裂中段塞式加砂方法。包括：(1)压前储层精细评价；(2)裂缝近井弯曲摩阻评价；(3)裂缝弯曲摩阻消除；(4)每个加砂段塞及不加砂段塞的体积、砂液比、黏度及排量等参数确定；(5)在步骤(4)的基础上，细分小段交替注入。本发明思路新颖、方法系统、步骤清晰、切实可行，本发明优化了初始加砂时机、加砂段塞液量、砂液比、液体黏度以及排量等施工参数，提高了加砂效率和施工安全性，降低了砂堵风险，从而提高了裂缝的支撑效率，优化了改造体积，最大限度的提高了页岩气的压后增产效果和经济开发效益。

技术领域

本发明涉及油气开采领域，进一步地说，是涉及一种页岩气压裂中段塞式加砂方法。

背景技术

目前，页岩气压裂的通用模式是段塞式加砂程序设计，所谓段塞式加砂程序就是一段砂一段液的多次交替注入模式，或连续两段以上砂一段液的多次交替注入模式。其中，含砂段的砂液比一般逐渐增加，当支撑剂粒径变化时，起步砂液比可能比上一个粒径的最终砂液比还低些，以保证施工的安全。设计中，段塞数量的确定，以及每个段塞的砂液比与段塞液量，包括配套的排量设计等，目前均凭经验，缺乏理论依据，一般根据总的施工液量及砂量等数据确定，段塞量一般根据垂直井筒与水平井筒的容积和确定，以判断支撑剂进入地层后的压力变化，便于采取相应的对策。上述技术模式在以往的页岩气压裂实践中，取得了一定的效果，如目前的涪陵焦石坝页岩气及长宁-威远的页岩气压裂中，都取得了重要的商业突破。但以往的段塞式加砂模式还存在一定的局限性，从技术角度而言，主要有：

(1)初始段塞的最佳注入时机难以把握。如果起步加砂的时机过早，易引发早期砂堵，现场经常发生1％的砂液比加砂即发生砂堵的现象。但如过加砂时机过晚，则起步砂液比较低，造缝空间的支撑剂支撑效率降低，另外还可能造成支撑剂的分布不合理，使得要求高导流的裂缝区域，导流反而降低。

(2)初始段塞的砂液比难以控制。砂液比高了，可能引发早期砂堵，砂液比低了，后果与(1)中加砂时机晚相近。

(3)每个段塞的液量设计仅凭经验。尤其是加砂段塞液量，液量过大，易引起早期砂堵，体积过小，则达不到充分支撑裂缝的目的。同样地，隔离液(不加砂段塞)液量过大，可能造成无支撑的裂缝面积过大而引起裂缝壁面的坍塌效应，影响最终的裂缝导流能力。反之，隔离液液量不足，则易引起砂堵。

(4)以往段塞液量的设计一般近似相等，也存在不合理之处。随着裂缝的起裂和扩展的进行，单位时间内裂缝新延伸的面积是逐渐减少的，这是由于排量恒定，单位时间内注入液量相同，而发生滤失的裂缝面积越来越大造成的。

(5)每个段塞的液体黏度及注入排量设计不合理。一般前期是低黏度的滑溜水体系，中后期是高黏度的胶液体系，所有段塞中液体的黏度只有低黏和高黏两种，注入排量一般采取设计的最高排量。实际上，由于加入支撑剂的混砂浆流变性发生了很大的变化，砂液比越高，混砂浆的黏度越高，因此，随砂液比的不同，各段塞的黏度应有所调整。

鉴此，有必要对以往的段塞式加砂技术进行优化，以取得最佳的裂缝支撑体积和压后效果。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种页岩气压裂中段塞式加砂方法。通过初始加砂段塞时机、加砂段塞的体积、砂液比以及黏度、排量等参数的优化，提高页岩气压裂过程中的加砂效率，降低砂堵风险，从而实现最佳的裂缝支撑体积和压后增产、稳产效果。

本发明的目的是提供一种页岩气压裂中段塞式加砂方法。

包括：

(1)压前储层精细评价

(2)裂缝近井弯曲摩阻评价

(3)裂缝弯曲摩阻消除

当裂缝弯曲摩阻大于5MPa时，裂缝长度大于20m后再进行加砂段塞打磨，采用1-2％砂液比起步，加砂段塞量选取10-15m³；