[发明专利]一种提高段内多簇裂缝均匀延伸和支撑的方法

说明书

本发明公开了一种提高段内多簇裂缝均匀延伸和支撑的方法，包括以下步骤：步骤1、采用段塞式加砂的方式按粒径大小依次注入不同粒径的超低密度支撑剂；步骤2、采用段塞式加砂的方式按粒径大小依次进行不同粒径的混合密度支撑剂和线性纤维的混合注入；步骤3、采用段塞式加砂的方式按粒径大小依次注入不同粒径的常规密度支撑剂。在本发明中利用超低密度支撑剂与压裂液流动的跟随性好、常规密度与超低密度支撑剂混合后导流能力大幅度提高和常规密度支撑剂密度大、流动惯性大的特点，在施工中后期易进入靠近B靶点裂缝中，且成本低、封堵裂缝缝口效果好的特点，实现多簇裂缝均匀延伸和均匀加砂，增加裂缝复杂程度，大幅度提高多簇分段压裂效果。

技术领域

本发明属于压裂领域，尤其涉及砂岩和页岩水平井多簇分段压裂领域，更具体涉及一种提高段内多簇裂缝均匀延伸和支撑的方法。

背景技术

目前，水平井多簇分段压裂技术应用越来越普及，尤其在砂岩及页岩中一般采取套管完井方式为主，应用段内多簇压裂技术更为普遍。一般段内射孔簇数为2-3簇甚至3-5簇。然而多簇裂缝的起裂和延伸，并非想象得那样均匀，国内外大量监测资料表明，靠近跟部(A靶点附近)的裂缝普遍延伸较长，吸收的压裂液及支撑剂也较高，有时靠近跟部的第一簇裂缝可能吸收压裂液及支撑剂量的60％以上，靠近趾部(B靶点附近)的裂缝可能只吸收段内压裂液及支撑剂量的5％或10％。这个现象还具有普遍性，主要原因有：

1)一般水平井A，B靶点有50-400m的垂向高差，越靠近跟部，垂深越小，因此最小水平主应力越低，越容易破裂和延伸。而段内一般应力及物性等基本相当，垂向高差造成的应力差异最大；

2)水平井筒内存在压力梯度，越靠近跟部，水平井筒压力越高，也利于裂缝破裂和延伸；

3)支撑剂注入时因其与压裂液密度差较大，决定其跟随性差。携砂液经过靠近跟部的裂缝时，压裂液可以转向运移，而支撑剂由于流动惯性大，大部分滞留于水平井筒及靠近趾部的裂缝。支撑剂在运移过程中因压裂液转向的滤失效应，支撑剂浓度越来越高，最终在靠近趾部的裂缝及水平井筒内堆积堵塞，迫使后续注入的压裂液及支撑剂大部分进入靠近跟部的裂缝中去；

4)除了第一段裂缝外，其它段压裂时，靠近趾部裂缝受到上段靠近跟部的较长裂缝的诱导应力干扰作用，一来破裂压力高，二来如诱导应力作用出现应力反转现象，则上述靠近趾部的裂缝可能改变方向呈平行于水平井筒的纵向裂缝，这又大大降低了裂缝的整体改造体积。

上述四个原因造成段内各簇裂缝延伸的极不均匀性，且有个普遍规律是越靠近跟部，裂缝越长，越靠近趾部的裂缝越短，造成各簇裂缝间难以形成等缝长那样的多缝同步干扰的应力叠加效应，因此，裂缝复杂性也因此大为降低，从而极大地影响了单井压裂效果和产能。

中国专利CN201710367494.0提供了一种水平井段内多簇压裂优化方法及系统，应用于水平井段内多簇压裂优化装置，该水平井段内多簇压裂优化方法根据地层参数和多组施工参数建立压裂液流动控制方程组、应力干扰计算控制方程组以及多裂缝同步扩展三维形态计算方程组，并在此基础上，考虑缝间应力和流量动态分配建立水平井段内多簇裂缝三维延伸模型。根据建立的水平井段内多簇裂缝三维延伸模型模拟不同施工参数下的裂缝形态以优化施工参数。该水平井段内多簇压裂优化方案全面考虑多个影响因素以建立水平井段内多簇裂缝三维延伸模型，达到了良好的优化效果。但是，该专利只注重理论上的计算，且没有考虑支撑剂的应用。而支撑剂对多簇裂缝非均匀扩展影响更大，因早期如是常规密度支撑剂注入的话，因流动惯性，大部分滞留于水平井筒中靠近趾部的裂缝缝口处，堆积的后果就是后续的压裂液及支撑剂都大部分进入了靠近跟部的裂缝中。