本發(fā)明涉及非常規(guī)油氣藏水平井分段壓裂技術(shù)領(lǐng)域，進(jìn)一步地說(shuō)，是涉及一種連續(xù)油管水力噴射和可溶性膠塞聯(lián)作高效壓裂方法。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)內(nèi)外非常規(guī)油氣藏開(kāi)發(fā)技術(shù)的快速發(fā)展，水平井分段壓裂工藝技術(shù)水平得到進(jìn)一步的提高，針對(duì)不同完井方式也發(fā)展了多種有效的壓裂方式。目前套管完井水平井分段壓裂方式主要有泵送橋塞分段壓裂、套管射孔管內(nèi)封隔器分段壓裂、雙封隔器雙封單壓分段壓裂、水力噴射分段壓裂和連續(xù)油管水力噴射環(huán)空壓裂等。
每種壓裂方式均有其自身適應(yīng)性。泵送橋塞分段壓裂在頁(yè)巖氣水平井分段壓中得到廣泛的應(yīng)用，但其施工對(duì)套管要求高、配套技術(shù)多，施工效率低，費(fèi)用高，且每段壓裂后泵送橋塞都需過(guò)頂替一個(gè)井筒液體，嚴(yán)重影響裂縫導(dǎo)流能力；套管射孔管內(nèi)封隔器分段壓裂壓后管柱不能起出，影響后期的生產(chǎn)管理與作業(yè)；雙封隔器雙封單壓分段壓裂要拖動(dòng)管柱分壓各段，放噴、拆井口等作業(yè)影響施工效率。水力噴射分段壓裂包括拖動(dòng)管柱水力噴射分段壓裂、不動(dòng)管柱水力噴射分段壓裂。最早發(fā)展的拖動(dòng)管柱水力噴射分段壓裂因需要頻繁起下管柱，施工時(shí)間較長(zhǎng)，且因噴嘴壽命較小，加砂規(guī)模小，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用越來(lái)越少。不動(dòng)管柱水力噴射分段壓裂因其避免了多次起下管柱，節(jié)約時(shí)間，且單段加砂規(guī)模相對(duì)較大，在各油田得到進(jìn)一步推廣應(yīng)用。但在近幾年的現(xiàn)場(chǎng)施工中也發(fā)現(xiàn)單一使用不動(dòng)管柱水力噴射壓裂亦存在一定的問(wèn)題和不足，主要包括：①對(duì)于地層壓力高的井，上一段壓裂施工結(jié)束后，必須長(zhǎng)時(shí)間關(guān)井?dāng)U散壓力或小噴嘴放噴等待井口壓力降為零后才能進(jìn)行下一段壓裂施工，同樣效率較低；②放 噴一旦過(guò)快即容易發(fā)生地層或裂縫出砂砂卡管柱的危險(xiǎn)；③對(duì)于水平井段地應(yīng)力差異大的井，各段的分段有效性還不可避免地存在一定問(wèn)題。
連續(xù)油管水力噴射環(huán)空壓裂將連續(xù)油管、水力噴砂射孔、環(huán)空加砂壓裂、砂塞封隔或底部封隔器封隔結(jié)合起來(lái)，能夠提高施工效率，減少噴嘴磨損，降低施工壓力，增大加砂規(guī)模等在國(guó)內(nèi)外非常規(guī)油氣藏水平井壓裂改造中得到廣泛應(yīng)用。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明以砂塞或底部封隔器作為封堵方式依然存在一些問(wèn)題和不足。砂塞封隔受加砂設(shè)備影響，實(shí)際填砂量難以計(jì)量；對(duì)地面管線磨損較大；對(duì)于段間距較小的儲(chǔ)層，填砂量小，砂塞強(qiáng)度難以保證和控制；施工結(jié)束后需要沖洗砂塞，一天至多只能施工1-2段，延長(zhǎng)了作業(yè)時(shí)間，降低了施工效率。底部封隔器封隔工具串復(fù)雜，且對(duì)套管要求較高，不適用套管變形的井；施工中多次坐封，解封，對(duì)封隔器本身要求較高，壓裂段數(shù)受限；施工中封隔器上部容易存砂，砂卡管柱風(fēng)險(xiǎn)大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種連續(xù)油管水力噴射和可溶性膠塞聯(lián)作高效壓裂方法。以解決現(xiàn)行連續(xù)油管水力噴射環(huán)空壓裂施工中砂塞封隔和底部封隔器封隔存在的問(wèn)題和不足，提高施工效率和成功率。
本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)油管水力噴射和可溶性膠塞聯(lián)作高效壓裂方法，該方法包括：
噴砂射孔階段：由連續(xù)油管攜帶噴砂射孔槍下入井筒，管柱校核使得噴槍噴嘴對(duì)準(zhǔn)第一段壓裂位置，打開(kāi)井口套管放噴管線閘門(mén)，由連續(xù)油管低排量替活性水，待連續(xù)油管注入排量和套管放噴管線返出排量一致時(shí)確保噴嘴暢通；提高連續(xù)油管排量至設(shè)計(jì)排量，按照壓裂設(shè)計(jì)注入射孔液進(jìn)行噴砂射孔；噴砂射孔結(jié)束后，保持套管放噴管線閘門(mén)打開(kāi)，將射孔砂全部頂替至地面；按照本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)所述低排量的選擇范圍有所共識(shí)，因此本發(fā)明對(duì)所述低排量沒(méi)有嚴(yán)格要求和限制，一般在0.5-1.0m3/min左右即可。
環(huán)空加砂壓裂階段：連續(xù)油管排量降至0.1-0.2m3/min，上提連續(xù)油管至第二段壓裂位置，關(guān)閉套管放噴管線閘門(mén)，由油套環(huán)空按照設(shè)計(jì)排量注入前置液和攜砂液進(jìn)行加砂壓裂；
可溶性膠塞注入階段：加砂結(jié)束后，連續(xù)油管排量保持0.1-0.2m3/min，由油套環(huán)空注入2-3m3頂替液后降低油套環(huán)空排量至設(shè)計(jì)排量并注入可溶性膠塞液體，注入過(guò)程確保注入量準(zhǔn)確計(jì)量；
頂替階段：待可溶性膠塞液體注入結(jié)束后頂替壓裂液基液，保證將所需全部可溶性膠塞液體頂替到第一段壓裂位置和第二段壓裂位置之間；
候凝和試壓階段：頂替結(jié)束后，停泵等待可溶性膠塞成膠，然后低排量起泵試壓，待試壓合格后，打開(kāi)井口套管放噴管線閘門(mén)，按照設(shè)計(jì)進(jìn)行第二段噴砂射孔和壓裂；按照本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)所述低排量的選擇范圍有所共識(shí)，因此本發(fā)明對(duì)所述低排量沒(méi)有嚴(yán)格要求和限制，一般在0.5-1.0m3/min左右即可。
重復(fù)上述步驟，完成所有井段的壓裂施工。
優(yōu)選情況下，本發(fā)明所述方法還包括待所有井段施工結(jié)束后的放噴階段：
放噴階段：關(guān)井40-60分鐘進(jìn)行壓力擴(kuò)散，待全部可溶性膠塞破膠后進(jìn)行返排。
施工前的準(zhǔn)備階段可以按本領(lǐng)域常規(guī)的準(zhǔn)備工作進(jìn)行，本發(fā)明中可優(yōu)選按以下內(nèi)容進(jìn)行：
施工前準(zhǔn)備階段：根據(jù)壓裂段數(shù)，備足可溶性膠塞所需基液、交聯(lián)液、交聯(lián)控制劑和破膠劑等，確保膠塞成膠和破膠時(shí)間可控、強(qiáng)度可靠；通井和洗井合格后由連續(xù)油管攜帶噴砂射孔槍下入井筒，管柱校核使得噴槍噴嘴對(duì)準(zhǔn)第一段壓裂位置；作業(yè)人員擺好壓裂車組及環(huán)空注入管匯，接好高、低壓管線、管匯；地面管線試壓，保持壓力5min不刺不漏合格。
本發(fā)明所述的方法是將連續(xù)油管、水力噴砂射孔、環(huán)空加砂壓裂與可溶性膠塞封隔步驟有機(jī)結(jié)合的快速有效的壓裂方法，因此，要求可溶性膠塞必須要 求在進(jìn)入預(yù)定位置前不能成膠，而在進(jìn)入預(yù)定位置時(shí)能夠快速成膠，這需要嚴(yán)格根據(jù)井筒長(zhǎng)度和施工排量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，且用量必須達(dá)到施工所用抗壓強(qiáng)度。破膠時(shí)間需控制在下一段壓裂施工結(jié)束后。
優(yōu)選情況下，所述可溶性膠塞液體的制備方法包括：在水的存在下，在60-90℃下，將第一增稠劑、第二增稠劑、交聯(lián)劑、除氧劑、交聯(lián)控制劑以及破膠劑進(jìn)行溶液交聯(lián)聚合，其中，第一增稠劑、第二增稠劑、交聯(lián)劑、除氧劑、交聯(lián)控制劑以及破膠劑的質(zhì)量比為(0.3-1):(6-12):(0.03-005):(0.05):(0.03-0.06):(0.3-0.8)。
其中，所述第一增稠劑優(yōu)選為兩性聚丙烯酰胺，所述第二增稠劑優(yōu)選選自陽(yáng)離子單體增稠劑中的一種或多種，所述交聯(lián)劑優(yōu)選選自PEI樹(shù)脂、C10-C30的烷基丙烯酸酯和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或多種，所述除氧劑優(yōu)選選自亞硫酸鈉、亞硫酸氫銨和亞硫酸氫鈉中的一種或多種，所述交聯(lián)控制劑優(yōu)選選自硫代硫酸鈉、硫代硫酸鉀、過(guò)硫酸銨和過(guò)硫酸鈉中的一種或多種，所述破膠劑優(yōu)選為過(guò)硫酸銨。上述各物質(zhì)均可以商購(gòu)獲得或者按照本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法制備得到。
按照本發(fā)明的方法，所述可溶性膠塞的成膠時(shí)間在10分鐘-30分鐘的范圍內(nèi)可控。所述可溶性膠塞的用量使得它的抗壓強(qiáng)度為15MPa以上(可溶性膠塞的具體用量可以依據(jù)儲(chǔ)層溫度和抗壓強(qiáng)度來(lái)確定)。所述可溶性膠塞破膠時(shí)間為在2-48小時(shí)的范圍內(nèi)可控，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。一般情況下，壓后兩小時(shí)即可完全破膠。
發(fā)明效果：
(1)本發(fā)明的方法為將連續(xù)油管、水力噴砂射孔、環(huán)空加砂壓裂與可溶性膠塞封隔步驟有機(jī)結(jié)合的快速有效的壓裂方法，實(shí)現(xiàn)多種工具工藝的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，降低了井口壓力，提高了施工排量，增大了加砂規(guī)模，壓后直接放噴返排，節(jié)約了施工時(shí)間，同時(shí)解決了砂卡管柱的問(wèn)題。
(2)采用本發(fā)明優(yōu)選方式的可溶性膠塞作為封隔方式，壓裂段數(shù)不受限制，完全避免砂卡管柱，施工過(guò)程中所述可溶性膠塞在成膠時(shí)間、破膠時(shí)間和抗壓強(qiáng)度上均可控，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)破膠，快速返排，大大提高施工效率和成功率；
(3)施工工藝成本相對(duì)較低，有助于降本增效，確保更好的經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例：
采用連續(xù)油管水力噴射和可溶性膠塞聯(lián)作高效壓裂方法。包括：
施工前準(zhǔn)備階段：根據(jù)壓裂段數(shù)，備足可溶性膠塞所需基液、交聯(lián)液、交聯(lián)控制劑和破膠劑等，確保膠塞成膠和破膠時(shí)間可控、強(qiáng)度可靠；通井和洗井合格后由連續(xù)油管攜帶噴砂射孔槍下入井筒，管柱校核使得噴槍噴嘴對(duì)準(zhǔn)第一段壓裂位置；作業(yè)人員擺好壓裂車組及環(huán)空注入管匯，接好高、低壓管線、管匯；地面管線試壓，保持壓力5min不刺不漏合格；
噴砂射孔階段：由連續(xù)油管攜帶噴砂射孔槍下入井筒，管柱校核使得噴槍噴嘴對(duì)準(zhǔn)第一段壓裂位置，打開(kāi)井口套管放噴管線閘門(mén)，由連續(xù)油管低排量(0.5m3/min)替活性水，待連續(xù)油管注入排量和套管放噴管線返出排量一致時(shí)確保噴嘴暢通；提高連續(xù)油管排量至設(shè)計(jì)排量，按照壓裂設(shè)計(jì)注入射孔液進(jìn)行噴砂射孔；噴砂射孔結(jié)束后，保持套管放噴管線閘門(mén)打開(kāi)，將射孔砂全部頂替至地面；
環(huán)空加砂壓裂階段：連續(xù)油管排量降至0.1m3/min，上提連續(xù)油管至第二段壓裂位置，關(guān)閉套管放噴管線閘門(mén)，由油套環(huán)空按照設(shè)計(jì)排量注入前置液和攜砂液進(jìn)行加砂壓裂；
可溶性膠塞注入階段：加砂結(jié)束后，連續(xù)油管排量保持0.1m3/min，由油套環(huán)空注入3m3頂替液后降低油套環(huán)空排量至0.5m3/min-1.0m3/min并注入可溶性膠塞液體，注入可溶性膠塞的液體容積為兩個(gè)射孔段之間的套管容積，注入過(guò) 程確保注入量準(zhǔn)確計(jì)量；所述可溶性膠塞液體的制備方法為：水的存在下，在70℃下，將第一增稠劑非離子聚丙烯酰胺(簡(jiǎn)稱MC-1，分子量650萬(wàn))、第二增稠劑交聯(lián)樹(shù)脂(簡(jiǎn)稱JSM-1，分子量500萬(wàn))、交聯(lián)劑PEI樹(shù)脂、除氧劑亞硫酸鈉、交聯(lián)控制劑硫代硫酸鈉以及破膠劑過(guò)硫酸銨進(jìn)行溶液交聯(lián)聚合，其中，第一增稠劑、第二增稠劑、交聯(lián)劑、除氧劑、交聯(lián)控制劑以及破膠劑的質(zhì)量比為0.5：8：0.04：0.05：0.05：0.05。
頂替階段：待可溶性膠塞液體注入結(jié)束后頂替壓裂液基液，保證將所需全部可溶性膠塞液體頂替到第一段壓裂位置和第二段壓裂位置之間；
候凝和試壓階段：頂替結(jié)束后，停泵等待30min，待可溶性膠塞完全成膠后，然后低排量(0.5m3/min)起泵試壓，試壓強(qiáng)度達(dá)到15MPa以上，待試壓合格后，打開(kāi)井口套管放噴管線閘門(mén)，按照設(shè)計(jì)進(jìn)行第二段噴砂射孔和壓裂；
重復(fù)上述步驟，完成所有井段的壓裂施工。
放噴階段：待所有井段施工結(jié)束后，關(guān)井進(jìn)行壓力擴(kuò)散，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要，待全部可溶性膠塞徹底破膠(壓后兩小時(shí)即可完全破膠)后進(jìn)行返排。