專利名稱：一種致密砂巖儲層多裂縫改造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油開采壓裂技術(shù)，具體是一種提高單井產(chǎn)量的致密砂巖儲層多裂縫 改造方法。
背景技術(shù)：
在石油開采中，對于超低滲透油藏，低產(chǎn)井需要采用多裂縫壓裂的方法擴大油層 泄油面積，提高單井產(chǎn)量。傳統(tǒng)的單一層段內(nèi)多裂縫改造主要是利用應(yīng)力變化實現(xiàn)裂縫轉(zhuǎn) 向，即利用第一條水力裂縫在擴展過程中改變裂縫周圍應(yīng)力場分布來迫使最大主應(yīng)力方向 發(fā)生偏轉(zhuǎn)使第二條裂縫沿著新的最大主應(yīng)力方向延伸。現(xiàn)場操作主要分兩個階段，第一階 段通過加砂壓裂形成主裂縫，第二階段是在第一階段形成的主裂縫的基礎(chǔ)上泵注暫堵劑， 提高縫內(nèi)凈壓力，迫使地應(yīng)力場發(fā)生改變，生成第二條裂縫。這種方法主要存在的問題是 最大主應(yīng)力方向偏轉(zhuǎn)角度不易控制；裂縫轉(zhuǎn)向存在很大的不確定性；經(jīng)常需要泵注堵劑輔 助轉(zhuǎn)向，工藝復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種針對油田中生界湖盆中部低滲儲層，從平面上造多條裂 縫，擴大泄油面積，最終提高單井產(chǎn)量的致密砂巖儲層多裂縫改造方法。本發(fā)明通過以下步驟實現(xiàn)1)根據(jù)已知探區(qū)儲層地層情況和區(qū)塊產(chǎn)量與泄油面積之間的對應(yīng)關(guān)系，計算不同 裂縫條數(shù)和裂縫轉(zhuǎn)向半徑對應(yīng)的單井產(chǎn)油量，以單井產(chǎn)油量最大且趨勢穩(wěn)定為目標，確定 裂縫條數(shù)和裂縫轉(zhuǎn)向半徑；2)采用MTS真三軸巖石力學(xué)測試儀對已知探區(qū)儲層巖芯進行地應(yīng)力測試，確定儲 層三向地應(yīng)力大小及最大主應(yīng)力方向；3)根據(jù)裂縫條數(shù)、裂縫轉(zhuǎn)向半徑、三向地應(yīng)力采用以下公式確定射孔方位，通過迭 代計算，獲得射孔方位與最大主應(yīng)力方向夾角θ
τι+σ3 _ _cos 2α \4πα sin θ + 2 2 ,
式中r為裂縫轉(zhuǎn)向半徑，單位為m; O1^ σ3為水平最大、最小地應(yīng)力值，單位為MPa ；
α為裂縫上計算點處裂縫延伸方位與主應(yīng)力方位夾角，單位為弧度，默認裂縫條
3 θ
--；-cos—
2
數(shù)2條

sin θ +sin 2 (3 cos θ -
=0
θ為射孔方位與最大主應(yīng)力方向夾角，單位為弧度；
步驟幻所述的迭代計算對與大于2條裂縫，計算第3條裂縫時將前2條裂縫計算 的應(yīng)力結(jié)果作為第3條裂縫應(yīng)力環(huán)境反復(fù)迭代計算。
步驟3)所述的射孔方位與最大主應(yīng)力方向夾角0-60°。
3
4)依據(jù)裂縫條數(shù)確定射孔槍和夾層槍長度及射孔孔眼相對夾角組裝多段定向射 孔槍；5)通過油管傳送多段定向射孔槍至射孔目的層段；6)用伽瑪測井(GR)和磁定位測井(CCL)校核射孔槍深度；7)在射孔槍附近安裝陀螺儀，確定并旋轉(zhuǎn)油管使得射孔槍射孔方位與確定的射孔 方位誤差小于5 ；8)多段定向射孔一次起爆；9)采用三封套壓管柱，在目的層段進行壓裂改造形成“S”型裂縫，然后洗井、排液投產(chǎn)。本發(fā)明裂縫偏轉(zhuǎn)角度可以通過定向射孔精確控制；造多裂縫成功率高，破壓顯示 和初期裂縫延伸壓力特征說明形成多裂縫，可以廣泛的應(yīng)用于砂體厚度大于30m的致密砂 巖儲層增產(chǎn)改造作業(yè)，現(xiàn)場施工風(fēng)險小，成功率高，單井增油增產(chǎn)效果明顯。
具體實施例方式本發(fā)明是利用同一層內(nèi)多個射孔段射孔方向的變化實現(xiàn)多條裂縫的“硬轉(zhuǎn)向”，裂 縫在沿著射孔孔眼方向起裂后逐漸發(fā)生偏轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向最大主應(yīng)力方向，最終形成多條平行裂縫。本發(fā)明實際實施步驟是1)某探區(qū)長8儲層埋深對50111，滲透率為0.561110，油層厚度11.3111，壓力系數(shù)0.76， 以480 X 180m菱形反九點井網(wǎng)注水開發(fā)；以單井產(chǎn)油量最大且趨勢穩(wěn)定為目標，確定裂縫條數(shù)為2條，裂縫轉(zhuǎn)向半徑為 20m ；2)采用MTS真三軸巖石力學(xué)測試儀對已知探區(qū)儲層巖芯進行地應(yīng)力測試，確定儲 層三向地應(yīng)力大小及最大主應(yīng)力方向，垂向主應(yīng)力為54. 3Mpa，最大主應(yīng)力為40. 8Mpa，最 小主應(yīng)力為38.48MPa，最大主應(yīng)力方向為NE60。；3)將上述步驟確定的儲層參數(shù)、裂縫條數(shù)、裂縫轉(zhuǎn)向半徑、三向地應(yīng)力大小代以下 公式中迭代計算，確定射孔方位與最大主應(yīng)力方向夾角為27.6°。
權(quán)利要求
1. 一種提高單井產(chǎn)量的致密砂巖儲層多裂縫改造方法，其特征是通過以下步驟實現(xiàn)1)根據(jù)已知探區(qū)儲層地層情況和區(qū)塊產(chǎn)量與泄油面積之間的對應(yīng)關(guān)系，計算不同裂縫 條數(shù)和裂縫轉(zhuǎn)向半徑對應(yīng)的單井產(chǎn)油量，以單井產(chǎn)油量最大且趨勢穩(wěn)定為目標，確定裂縫 條數(shù)和裂縫轉(zhuǎn)向半徑；2)采用MTS真三軸巖石力學(xué)測試儀對已知探區(qū)儲層巖芯進行地應(yīng)力測試，確定儲層三 向地應(yīng)力大小及最大主應(yīng)力方向；3)根據(jù)裂縫條數(shù)、裂縫轉(zhuǎn)向半徑、三向地應(yīng)力采用以下公式確定射孔方位，通過迭代計 算，獲得射孔方位與最大主應(yīng)力方向夾角θ
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種致密砂巖儲層多裂縫改造方法，其特征是步驟幻所述的 迭代計算對與大于2條裂縫，計算第3條裂縫時將前2條裂縫計算的應(yīng)力結(jié)果作為第3條 裂縫應(yīng)力環(huán)境反復(fù)迭代計算。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種致密砂巖儲層多裂縫改造方法，其特征是步驟幻所述的 射孔方位與最大主應(yīng)力方向夾角0-60°。
全文摘要
本發(fā)明提高石油開采單井產(chǎn)量的致密砂巖儲層多裂縫改造方法，采用MTS真三軸巖石力學(xué)測試儀確定儲層三向地應(yīng)力大小及最大主應(yīng)力方向，根據(jù)裂縫條數(shù)、裂縫轉(zhuǎn)向半徑、三向地應(yīng)力迭代計算得射孔方位與最大主應(yīng)力方向夾角，傳送多段定向射孔槍至射孔目的層段，定位校核射孔槍深度，一次起爆后采用三封套壓管柱，在目的層段進行壓裂改造形成“S”型裂縫，然后洗井、排液投產(chǎn)。本發(fā)明射孔可精確控制，造多裂縫成功率高，可以廣泛的應(yīng)用于砂體厚度大于30m的致密砂巖儲層增產(chǎn)改造作業(yè)，現(xiàn)場施工風(fēng)險小，成功率高，單井增油增產(chǎn)效果明顯。
文檔編號E21B43/26GK102108852SQ20091024323
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者卜向前, 唐梅榮, 龐鵬, 徐永高, 李國華, 李憲文, 王文雄, 王曉東, 趙振峰, 趙文 申請人:中國石油天然氣股份有限公司