一種低滲透氣藏轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低滲透氣藏轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂工藝方法，屬于石油壓裂領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)大多數(shù)氣藏為低滲透氣藏，該類氣藏普遍具有低孔、低滲的特點(diǎn)，自然產(chǎn)能較低，穩(wěn)產(chǎn)條件差，大部分井投產(chǎn)前都要經(jīng)過(guò)加砂壓裂。但受地質(zhì)、工程等多種因素影響，部分井初次壓裂后低產(chǎn)，甚至達(dá)不到工業(yè)氣流，即使達(dá)到經(jīng)濟(jì)開采價(jià)值，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)活動(dòng)，裂縫導(dǎo)流能力逐漸降低直至失效，嚴(yán)重影響氣田的正常開發(fā)，對(duì)這類井，為了恢復(fù)產(chǎn)能，獲得經(jīng)濟(jì)的開采效益，必須進(jìn)行重復(fù)壓裂。
[0003]伴隨水力壓裂技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外早在1960年就開始了重復(fù)壓裂技術(shù)研宄，目前已形成了一系列較為成熟的核心技術(shù)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)內(nèi)起步較晚，直到1990年才開始重復(fù)壓裂技術(shù)攻關(guān)，但發(fā)展較為迅速，大慶、勝利、長(zhǎng)慶、大港、吉林等油田都進(jìn)行了大量的重復(fù)壓裂作業(yè)，并從理論和實(shí)踐上做了一定探索，形成了包括重啟老裂縫、延伸老裂縫、清洗裂縫壁面、縫內(nèi)轉(zhuǎn)向等重復(fù)壓裂技術(shù)系列，但相關(guān)工作主要是針對(duì)低滲透油井，對(duì)于低滲透氣井重復(fù)壓裂工藝方法還有待完善。在長(zhǎng)慶低滲透氣田開展的若干重復(fù)壓裂實(shí)踐證實(shí)，與低滲透油井相比，低滲透氣井重復(fù)壓裂技術(shù)難度更大，選井評(píng)層、壓裂材料、壓裂工藝、返排工藝等各個(gè)環(huán)節(jié)都具有其特殊性，亟待攻關(guān)。
[0004]另外，就低滲透氣藏而言，鑒于初次裂縫控制的天然氣已基本被采出，故實(shí)施轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂壓出新裂縫，以動(dòng)用老裂縫控制區(qū)以外的油氣資源將更有意義。轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂技術(shù)中，轉(zhuǎn)向劑性能優(yōu)劣是決定轉(zhuǎn)向壓裂成功與否的關(guān)鍵因素。目前，轉(zhuǎn)向壓裂技術(shù)中常用的轉(zhuǎn)向劑有(CN103484095A):固體封堵球轉(zhuǎn)向劑、懸浮性轉(zhuǎn)向劑、地下交聯(lián)型轉(zhuǎn)向劑、常規(guī)地面交聯(lián)顆粒轉(zhuǎn)向劑等，多用在油井轉(zhuǎn)向壓裂過(guò)程中，壓后在水或油的作用下轉(zhuǎn)向劑緩慢降解，恢復(fù)裂縫導(dǎo)流能力。
[0005]但在低滲、超低滲氣井，尤其是不產(chǎn)水氣井轉(zhuǎn)向壓裂中，該類堵劑存在降解難度大的問(wèn)題，影響轉(zhuǎn)向壓裂效果，甚至導(dǎo)致壓裂無(wú)效。此外，以上幾種轉(zhuǎn)向劑存在的另一問(wèn)題是轉(zhuǎn)向劑降解后裂縫暫堵部位容易閉合，導(dǎo)致裂縫導(dǎo)流能力降低，降低油氣井產(chǎn)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種低滲透氣藏轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂工藝方法，該方法能夠在缺少重復(fù)壓裂數(shù)據(jù)的情況下，確保轉(zhuǎn)向壓裂的準(zhǔn)確性，各個(gè)環(huán)節(jié)緊密銜接、互為驗(yàn)證。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種低滲透氣藏轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂工藝方法，其特征在于:其工藝過(guò)程依次為壓前分析評(píng)估、建模模擬以及壓裂施工三部分:
(1)、壓前分析評(píng)估分別包括初次壓裂失效或低效原因分析、壓前評(píng)估以及選井選層決策:
a、初次壓裂失效或低效原因分析:分析氣井初次壓裂低產(chǎn)及低效原因，如果分析結(jié)果顯示，是由于地質(zhì)原因?qū)е碌彤a(chǎn)，則無(wú)需重復(fù)改造；如果分析結(jié)果顯示，是由于工程原因，則進(jìn)行下一步評(píng)估分析；
b、壓前評(píng)估:對(duì)氣井地層壓力和單井剩余可采儲(chǔ)量進(jìn)行壓前評(píng)估，將地層壓力和單井剩余可采儲(chǔ)量評(píng)估結(jié)果與地層壓力實(shí)測(cè)、含氣飽和度測(cè)井結(jié)果分別對(duì)比，對(duì)比的匹配率若不足90%，則校正壓前評(píng)估，校正后達(dá)到90%匹配率后評(píng)估的壓力系數(shù)應(yīng)不低于0.7或單井采出程度不大于30%，若二者有一項(xiàng)不符合則不進(jìn)行重復(fù)改造；
c、選井選層決策:根據(jù)氣井中管柱的受力情況，確定老井管柱能否順利起出和更換，無(wú)法起出和更換不改造，若能夠起出和更換則對(duì)起出更換費(fèi)用進(jìn)行核算并與更換后氣井預(yù)計(jì)產(chǎn)出比較，預(yù)計(jì)產(chǎn)出高進(jìn)行下一步改造，反之不改造；
(2)、建模模擬是根據(jù)壓前分析評(píng)估確定對(duì)氣井改造后分別進(jìn)行轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂地應(yīng)力場(chǎng)變化模擬和裂縫幾何參數(shù)與導(dǎo)流能力優(yōu)化:
a、轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂地應(yīng)力場(chǎng)變化模擬:建立氣田原始地應(yīng)力、初次壓裂誘導(dǎo)地應(yīng)力、生產(chǎn)誘導(dǎo)地應(yīng)力、溫度誘導(dǎo)地應(yīng)力和壓裂液慮失誘導(dǎo)地應(yīng)力模型，通過(guò)求解模擬重復(fù)壓裂應(yīng)力場(chǎng)變化規(guī)律，模擬出應(yīng)力差、生產(chǎn)壓差、裂縫長(zhǎng)度和寬度因素對(duì)應(yīng)力轉(zhuǎn)向區(qū)域大小的影響，模擬結(jié)果有應(yīng)力轉(zhuǎn)向，根據(jù)模擬結(jié)果進(jìn)行下一步的重復(fù)改造，并且不用暫堵劑，若模擬結(jié)果應(yīng)力沒有轉(zhuǎn)向，需要采取暫堵措施，使用暫堵劑使裂縫轉(zhuǎn)向，模擬出隨生產(chǎn)的進(jìn)行井眼周圍孔隙壓力變化情況、轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂的最佳時(shí)機(jī)以及應(yīng)力轉(zhuǎn)向區(qū)大?。?br> b、裂縫幾何參數(shù)與導(dǎo)流能力優(yōu)化:建立重復(fù)壓裂井地質(zhì)模型，收集整理區(qū)塊分層、測(cè)井解釋、射孔壓裂資料、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、單井?dāng)?shù)據(jù)，然后使用地質(zhì)三維建模軟件petrel，建立地質(zhì)模型，以提高采收率為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合上述步驟中分析的應(yīng)力轉(zhuǎn)向區(qū)大小，通過(guò)油藏?cái)?shù)值模擬優(yōu)化轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂新裂縫的長(zhǎng)寬高值；
(3)壓裂施工是首先根據(jù)重復(fù)壓裂新裂縫的長(zhǎng)寬高值，利用壓裂設(shè)計(jì)軟件FracproPT設(shè)計(jì)重復(fù)壓裂施工參數(shù)，施工參數(shù)包括液量、砂量、排量、砂比參數(shù)及加砂程序；
然后進(jìn)行重復(fù)壓裂施工:按要求準(zhǔn)備壓裂設(shè)備、壓裂液材料及暫堵劑，按照上述步驟確定的重復(fù)壓裂施工參數(shù)進(jìn)行重復(fù)壓裂施工，施工完成后進(jìn)行轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂評(píng)估，判斷轉(zhuǎn)向與否。
[0008]所述的壓前評(píng)估的單井剩余可采儲(chǔ)量通過(guò)剩余氣檢測(cè)驗(yàn)證，剩余氣檢測(cè)采用含氣飽和度測(cè)井在重復(fù)改造前進(jìn)行，剩余氣檢測(cè)結(jié)果與壓前評(píng)估結(jié)果相符則進(jìn)行下一步，不符的話以檢測(cè)結(jié)果為準(zhǔn)，修正預(yù)測(cè)模型，提高模型精度。
[0009]所述的壓裂施工步驟中，在轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂施工的同時(shí)，采用微地震技術(shù)監(jiān)測(cè)新裂縫起裂、延伸、轉(zhuǎn)向情況，驗(yàn)證前面的研宄成果及壓裂設(shè)計(jì)結(jié)果，結(jié)果相符則進(jìn)行下一步，不符的話以檢測(cè)結(jié)果為準(zhǔn)，修正預(yù)測(cè)模型，提高模型精度。
[0010]所述的建立氣田原始地應(yīng)力模型步驟是通過(guò)天然巖心巖石力學(xué)測(cè)試獲得力學(xué)參數(shù)，建立基于測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的巖石力學(xué)參數(shù)計(jì)算模型，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模型計(jì)算結(jié)果對(duì)比，校正模型，進(jìn)而用以未取芯井待壓裂井的巖石力學(xué)參數(shù)預(yù)測(cè)，并繪制單井巖石力學(xué)參數(shù)縱向剖面及預(yù)測(cè)多井巖石力學(xué)參數(shù)分層橫向分布規(guī)律，通過(guò)校正后的天然巖心地應(yīng)力測(cè)試獲得原始垂直、水平最大及最小主應(yīng)力值與方位，建立基于測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的原始地應(yīng)力計(jì)算模型，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模型計(jì)算結(jié)果對(duì)比，校正模型，進(jìn)而用以預(yù)測(cè)待壓裂井的原始地應(yīng)力值。
[0011]所述的轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂評(píng)估是采用壓裂施工曲線分析、壓后生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析、試井、裂縫監(jiān)測(cè)的結(jié)果評(píng)估轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂效果；注入轉(zhuǎn)向劑后壓裂施工曲線上顯示的壓力上升值大于最小與最大主應(yīng)力差時(shí)，則有轉(zhuǎn)向特征。
[0012]所述的暫堵劑選擇封堵強(qiáng)度大于改造層位最大、最小主應(yīng)力差值的暫堵劑，同時(shí)暫堵劑傷害性低于10% ;溶解性方面能完全降解，殘?jiān)陀?%。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:
通過(guò)初次壓裂失效或低效原因分析、轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂前儲(chǔ)層評(píng)估、轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂選井選層決策、巖石力學(xué)參數(shù)與地應(yīng)力測(cè)試、轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂地應(yīng)力場(chǎng)變化模擬、裂縫幾何參數(shù)與導(dǎo)流能力優(yōu)化、轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂工藝優(yōu)化、壓裂材料及轉(zhuǎn)向劑研宄、重復(fù)壓裂施工、重復(fù)壓裂后評(píng)估技術(shù)形成一種低滲透氣井轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂工藝方法；低滲透氣藏實(shí)現(xiàn)一體化。
[0014]在缺少重復(fù)壓裂數(shù)據(jù)的情況下，建立選井選層決策圖版；結(jié)合地應(yīng)力模擬結(jié)果，利用數(shù)值模擬手段優(yōu)化轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂新裂縫起裂方位、角度、延伸軌跡、長(zhǎng)度、導(dǎo)流能力等參數(shù)；基于優(yōu)化出的裂縫幾何參數(shù)與導(dǎo)流能力，通過(guò)數(shù)模手段可實(shí)現(xiàn)最佳裂縫形態(tài)的壓裂施工泵注程序；設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)宏觀整合、局部創(chuàng)新；各個(gè)環(huán)節(jié)緊密銜接、互為驗(yàn)證。
[0015]通過(guò)剩余氣檢測(cè)、裂縫檢測(cè)結(jié)果驗(yàn)證低滲透氣井轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂工藝方法模擬和施工結(jié)果，明確的了解了低滲透氣藏轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂工藝的準(zhǔn)確性和導(dǎo)流能力。
[0016]以下將結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1低滲透氣藏轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂工藝方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
在低滲、超低滲氣井，尤其是不產(chǎn)水氣井轉(zhuǎn)向壓裂中，該類堵劑存在降解難度大的問(wèn)題，影響轉(zhuǎn)向壓裂效果，甚至導(dǎo)致壓裂無(wú)效轉(zhuǎn)向劑降解后裂縫暫堵部位容易閉合，導(dǎo)致裂縫導(dǎo)流能力降低，降低油氣井產(chǎn)量。本發(fā)明針對(duì)上述情況進(jìn)行科學(xué)合理的分析，提供了一種低滲透氣藏轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂工藝方法，其各環(huán)節(jié)緊密銜接、互為印證的使用新型裂縫轉(zhuǎn)向劑的低滲透氣井轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂工藝方法。
[0019]如圖1所示，本工藝過(guò)程依次為壓前分析評(píng)估、建模模擬以及壓裂施工三部分: (1)、壓前分析評(píng)估分別包括初次壓裂失效或低效原因分析、壓前評(píng)估以及選井選層決策:
a、初次壓裂失效或低效原因分析:分析氣井初次壓裂低產(chǎn)及低效原因，如果分析結(jié)果顯示，是由于地質(zhì)原因?qū)е碌彤a(chǎn)，則無(wú)需重復(fù)改造；如果分析結(jié)果顯示，是由于工程原因，則進(jìn)行下一步評(píng)估分析；
b、壓前評(píng)估:對(duì)氣井地層壓力和單井剩余可采儲(chǔ)量進(jìn)行壓前評(píng)估，將地層壓力和單井剩余可采儲(chǔ)量評(píng)估結(jié)果與地層壓力實(shí)測(cè)、含氣飽和度測(cè)井結(jié)果分別對(duì)比，對(duì)比的匹配率若不足90%，則校正壓前評(píng)估，校正后達(dá)到90%匹配率后評(píng)估的壓力系數(shù)應(yīng)不低于0.7或單井采出程度不大于30%，若二者有一項(xiàng)不符合則不進(jìn)行重復(fù)改造；
c、選井選層決策:根據(jù)氣井中管柱的受力情況，確定老井管柱能否順利起出和更換，無(wú)法起出和更換不改造，若能夠起出和更換則對(duì)起出更換費(fèi)用進(jìn)行核算并與更換后氣井預(yù)計(jì)產(chǎn)出比較，預(yù)計(jì)產(chǎn)出高進(jìn)行下一步改造，反之不改造；
(2)、建模模擬是根據(jù)壓前分析評(píng)估確定對(duì)氣井改造后分別進(jìn)行轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂地應(yīng)力場(chǎng)變化模擬和裂縫幾何參數(shù)與導(dǎo)流能力優(yōu)化:
a、轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂地應(yīng)力場(chǎng)變化模擬:建立氣田原始地應(yīng)力、初次壓裂誘導(dǎo)地應(yīng)力、生產(chǎn)誘導(dǎo)地應(yīng)力、溫度誘導(dǎo)地應(yīng)力和壓裂液慮失誘導(dǎo)地應(yīng)力模型，通過(guò)求解模擬重復(fù)壓裂應(yīng)力場(chǎng)變化規(guī)律，模擬出應(yīng)力差、生產(chǎn)壓差、裂縫長(zhǎng)度和寬度因素對(duì)應(yīng)力轉(zhuǎn)向區(qū)域大小的影響，模擬結(jié)果有應(yīng)力轉(zhuǎn)向，根據(jù)模擬結(jié)果進(jìn)行下一步的重復(fù)改造，并且不用暫堵劑，若模擬結(jié)果應(yīng)力沒有轉(zhuǎn)向，需要采取暫堵措施，使用暫堵劑使裂縫轉(zhuǎn)向，模擬出隨生產(chǎn)的進(jìn)行井眼周圍孔隙壓力變化情況、轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂的最佳時(shí)機(jī)以及應(yīng)力轉(zhuǎn)向區(qū)大?。?br> 其中井眼周圍孔隙壓力變化情況能夠指導(dǎo)重復(fù)壓裂施工是否采用暫堵劑；轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂的