[发明专利]一种基于页岩纹层结构的复杂渗流网络理论的压裂方法

说明书

本发明提出一种基于页岩纹层结构的复杂渗流网络理论的压裂方法，通过采用更低粘液体或者能提高纹层渗透率的其它介质(如超临界二氧化碳)，优先建立液体向纹层内滤失通道，再采用低粘减阻水通过提高排量从而提高净压力形成垂直主缝及沿纹层弱面剪切裂缝，结合有效的暂堵转向技术造成裂缝转向形成分支裂缝，形成主缝保导流、层理提高渗流模式的改造理念，对产生的分支缝、层理缝的支撑，采用更小粒径的支撑剂及更低砂比，最终形成“纵向主导缝+层理缝+分支裂缝+微纳米孔喉”的复杂裂缝网络体系，本发明以页岩纹层为改造目标，充分释放充填于纹层结构空间网络中的油气，实现提高页岩油气压裂效果、增加产量的目的。

技术领域

本申请涉及油气田勘探开发的技术领域，具体而言，涉及一种基于页岩纹层结构的复杂渗流网络理论的压裂方法。

背景技术

页岩油气资源丰富，是目前开发的重要能源之一，高密度纹层结构为页岩典型特征。页岩油气藏储层中纳米级孔隙是基础，是页岩油气的最初终端总源；微米级孔隙是“桥梁”，起中间储集和联结作用，在未压裂的情况下这些孔隙大多数都呈孤立状态；而大量的页岩纹层是页岩油气的末端，共同构成页岩油气储层的运聚系统。各类页岩纹层内富含有机质，有机质以层状分布居多，因此页岩纹层的含油性很好，距“油源”最近，再加上本身就含有大量有机质，这些纹层能把微米级孔隙和纳米级孔缝里的油气“收集”起来，形成“油气膜片”。纹层之间存在力学弱面，这些纹层弱面对水平渗透率的起到积极贡献，纹层状岩相水平渗透率高于垂向渗透率1～5个数量级，垂直方向的多层页岩可能是造成油气富集的较好盖层。纹层发育程度反映储集性的好坏，导致不同页岩浸水试验时沿纹层界面溢出的气泡密度、体积及上移速度的存在较大差异性，气泡密度反应纹层发育程度，气泡上移速度反应纹层的渗透能力，与改造效果密切相关。因此，页岩纹层和油气之间具有同生共存的紧密关系，为页岩油气的高效开发提供了保障。充分改造纹层结构成为页岩油气高效增产的关键，国内外陆相盆地页岩油的突破都来源于高密度纹层段。

页岩油气储层基质渗透率很低，“形成复杂裂缝网络”是目前页岩油气增产改造的主要目标，页岩压裂工艺通常采用低粘度液体改造高脆性页岩储层，采用大排量利于提高净压力，采取有效的暂堵转向等手段造成多裂缝的开启或裂缝转向，最终形成“主缝+分支裂缝+微裂缝”的复杂裂缝网络体系。目前国内外相关研究单位对这方面已经进行了很多探索和研究。中国专利CN201410307279.8公开了体积压裂改造方法，通过在水力压裂过程中以交替的方式注入不同粘度的压裂液体系，利用并提升净压力作用效果、诱导应力作用效果和粘性指进效应等来达到改善主裂缝与天然裂缝以及次生分支裂缝的连通性，增强水力裂缝的波及体积的目的。中国专利CN201610947979.2公开了一种适用于深层页岩气水平井的混合暂堵体积压裂方法，采用混合暂堵体积压裂暂堵转向工艺对射孔炮眼、段内或缝内压裂有效流动通道实施暂堵转向压裂施工作业，以增加整体改造体积。中国专利CN201510622380.7公开了一种体积压裂缝网的形成方法。根据沿第一预定方向和第二预定方向的水平应力之间的差值最大值，提出了三次应力“共振”和四次应力“共振”的压裂方法，从而能够适用于高应力差地层，该方法可用于现场压裂施工，具有较好的经济效益和应用前景。

上述专利提出的体积压裂技术虽然目标都是形成复杂裂缝网络，配套工艺为利用应力共振压裂、暂堵转向压裂及不同粘度压裂液体系交替注入压裂，以增加页岩缝网改造体积。但这些体积压裂技术都是以经典复杂缝网力学模型为指导，重视岩石本身的力学性质(脆性指数、水平应力差异系数)，不以页岩纹层为改造目标，根据目前国内陆相页岩的突破经验，只有充分释放充填于纹层结构空间网络中的油气，才能进一步提高页岩油气的改造效果。因此，需要研究提出一种新的基于页岩纹层的复杂渗流网络理论的工艺方法，以突破上述技术的局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种基于页岩纹层结构的复杂渗流网络理论的压裂方法。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供基于页岩纹层结构的复杂渗流网络理论的压裂方法，其特征在于，包括如下步骤：