專利名稱：一種提高支撐劑在大厚儲層中有效鋪置的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及油氣田開發(fā)領域壓裂改造過程中一種提高支撐劑在水力裂縫縱向上有效鋪置的方法，具體的說，是涉及一種主要應用于大厚低滲透儲層可提高壓裂增產(chǎn)效果的方法。
背景技術：
在低滲透儲層勘探開發(fā)過程中通常遇到厚度很大的儲層，尤其在低滲透砂礫巖儲層中，儲層普遍厚度大，夾層薄，無有效隔層，水力壓裂形成的裂縫高度根本無法控制，水力壓裂形成的裂縫通常高達幾十米甚至上百米，這類儲層如果采用常規(guī)水力壓裂方法，支撐劑通常會沉降到裂縫的中下部，儲層上部僅有較少支撐劑甚至無支撐劑，造成儲層上部在壓裂結束后很快閉合，形成無效支撐，嚴重影響壓裂效果。造成這種結果的原因是目前的壓裂技術沒有形成針對大厚儲層中支撐劑在水力裂縫縱向上優(yōu)化鋪置的方法，而都是采用常規(guī)較薄低滲透儲層全段射孔、加單種密度支撐劑的方法，當儲層厚度較小，水力壓裂形成的裂縫高度較小時，壓裂過程中支撐劑沉降對儲層的有效支撐影響較小；然而，在大厚儲層中，壓裂過程中支撐劑沉降到水力裂縫底部，會造成壓裂改造層段上部較厚的儲層得不到有效支撐，特別是當儲層上部物性較好時，就會嚴重影響大厚儲層的壓裂效果。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決油田現(xiàn)有壓裂技術針對大厚低滲透儲層所采用的壓裂施工方法不合理， 使得大厚(30 100m)儲層支撐效率不高、壓裂效果較差的問題，根據(jù)大厚儲層縱向上物性的差異，本發(fā)明提供了一種提高支撐劑在大厚儲層中縱向上有效鋪置的新方法。利用該方法可以克服現(xiàn)有技術的不足，提高支撐劑在儲層縱向上的有效鋪置，實現(xiàn)壓裂井目的儲層有效支撐，從而提高儲層壓裂效果。經(jīng)過現(xiàn)場試驗證明已取得了非常好的增產(chǎn)效果。一種提高支撐劑在大厚儲層中有效鋪置的方法，主要是根據(jù)大厚儲層在縱向上物性的差異，在對大厚儲層射孔時，考慮到壓裂過程中水力裂縫在縱向上延伸能夠溝通整個儲層以及支撐劑輸送過程中支撐劑向裂縫底部沉降對支撐劑鋪置的影響，對大厚儲層進行集中射孔；在壓裂過程中使用不同密度支撐劑組合的加砂技術，利用不同密度支撐劑沉降速度不同以及不同密度攜砂液之間的對流運動來調(diào)節(jié)支撐劑在水力裂縫中的鋪置，使支撐劑在壓裂層段縱向上根據(jù)儲層物性對支撐裂縫導流能力的不同要求而有效鋪置，從而有效改善支撐劑在儲層中縱向上的有效鋪置，提高儲層的支撐效率，提高儲層壓裂改造的增產(chǎn)效果。一種提高支撐劑在大厚儲層中有效鋪置的方法，主要包括下列步驟(1)分析大厚儲層縱向上物性分布；(2)根據(jù)物性分析結果，對大厚儲層進行集中射孔；(3)根據(jù)物性分析結果，對大厚儲層應用不同密度支撐劑組合加砂技術。在本發(fā)明中，所述步驟(1)中分析大厚儲層縱向上物性分布，包括以下步驟
1)將大厚儲層在縱向上分為三個小層段，分別標為下部儲層(大厚儲層下部的三分之一厚度)、中部儲層(大厚儲層中部的三分之一厚度)和上部儲層(大厚儲層上部的三分之一厚度)。2)根據(jù)儲層滲透率和孔隙度差異將儲層進行分類。①當大厚儲層物性在縱向上差異較大時，按照以下標準對儲層物性水平進行分類A 差儲層K < 10，Φ < 10% ；B 較好儲層10 < K < 30，10 < Φ < 15 ；C 好儲層Κ > 30，Φ > 15 ；式中Κ——儲層滲透率，um3 ； Φ——儲層滲透率，％。②當大厚儲層物性在縱向上處于同一物性水平時，如果各個小層的滲透率和孔隙度數(shù)值乘積相差5倍以上時，則乘積較大的小層為較好儲層，乘積較小的小層為較差儲層。在本發(fā)明中，所述步驟( 對大厚儲層進行集中射孔，即與常規(guī)壓裂時通常對壓裂目的儲層全部射孔不同，大厚儲層射孔時要考慮儲層物性在縱向上的分布來優(yōu)選射孔層段，針對部分儲層進行射孔。主要包括以下幾種情況1)大厚儲層縱向上物性分布均一大厚儲層物性在壓裂層段縱向上分布較均一，選擇在大厚儲層的中部射孔，射孔段厚度為壓裂層段的三分之一左右。這樣有利于裂縫的起裂與擴展，并有利于支撐劑在整個儲層中較均一的鋪置。2)大厚儲層上部物性較好大厚儲層上部儲層物性較好，選擇在大厚儲層的中上部射孔，且射孔段厚度為上部物性較好小層厚度的三分之一左右。這樣在有利于裂縫起裂與擴展的同時，可提高上部物性較好儲層的支撐效果。3)大厚儲層中部物性較好大厚儲層中部儲層物性較好，選擇在大厚儲層中部物性較好小層的中上部射孔， 且射孔段厚度為中部物性較好小層厚度的三分之一左右。這樣在有利于裂縫起裂與擴展的同時，可提高中部物性較好儲層的支撐效果。4)大厚儲層下部物性較好大厚儲層下部儲層物性較好，選擇在大厚儲層下部物性較好小層的中上部射孔， 且射孔段厚度為下部物性較好小層厚度的三分之一左右。這樣在有利于裂縫起裂與擴展的同時，可提高下部物性較好儲層的支撐效果。5)大厚儲層上部和下部物性較好大厚儲層上部和下部儲層物性較好，應分別對大厚儲層上下部物性較好的小層進行射孔，并選擇在物性較好小層的中上部進行射孔，且射孔段厚度為各小層厚度的三分之一左右。這樣有利于裂縫的起裂與擴展，并且能提高上下部物性較好小層的支撐效果。在本發(fā)明中，所述步驟C3)對大厚儲層采取不同密度支撐劑組合加砂技術，即將水力壓裂常用支撐劑按密度分為低密度支撐劑(密度小于1550kg/m3)、中密度支撐劑(密度為1550 1760kg/m3)和高密度支撐劑(密度大于1760kg/m3)，在壓裂過程中按照一定的密度變換順序泵注幾種不同密度支撐劑的技術。
1)大厚儲層縱向上物性分布均一大厚儲層縱向上物性差異不大，選擇高密度支撐劑、中密度支撐劑和低密度支撐劑的比例為1 1 1，且在壓裂過程中按照先泵注高密度支撐劑，然后泵注中密度支撐劑， 最后泵注低密度支撐劑的方式加入支撐劑。2)大厚儲層上部物性較好大厚儲層上部物性較好，應適當增加低密度支撐劑的用量，選擇高密度支撐劑、中密度支撐劑和低密度支撐劑的比例為1 1 1 2，且在壓裂過程中按照先泵注高密度支撐劑，然后泵注中密度支撐劑，最后泵注低密度支撐劑的方式加入支撐劑。3)大厚儲層中部物性較好大厚儲層中部物性較好，應適當增加中密度支撐劑的用量，選擇高密度支撐劑、中密度支撐劑和低密度支撐劑的比例為1 1 2 1，且在壓裂過程中按照先泵注低密度支撐劑，然后泵注中密度支撐劑，最后泵注高密度支撐劑的方式加入支撐劑。4)大厚儲層下部物性較好大厚儲層下部物性較好，應適當增加高密度支撐劑的用量，選擇高密度支撐劑、中密度支撐劑和低密度支撐劑的比例為1 2 1 1，且在壓裂過程中按照先加入高密度支撐劑，然后加入中密度支撐劑，最后加入低密度支撐劑的方式泵注支撐劑。5)大厚儲層上部和下部物性較好大厚儲層上部和下部儲層物性較好，由于采用分段集中射孔，采用高密度和低密度或中密度與低密度兩種密度的支撐劑即可提高支撐劑在儲層中的有效鋪置，選擇高密與低密或中密與低密的比例為2 3 1，且在壓裂過程中按照先泵注高密支撐劑或中密支撐劑，后泵注低密支撐劑的方式加入支撐劑。本發(fā)明具有如下有益效果由于采取上述方案后，根據(jù)大厚儲層物性對支撐裂縫導流能力的不同要求，采用了針對性的施工方法，提高了支撐劑在大厚儲層中的有效鋪置， 實現(xiàn)了對壓裂目的儲層的有效支撐，提高了壓裂井的改造效果。采用該方法壓裂4 口后，壓后每口井都自噴產(chǎn)油，壓后初期平均日產(chǎn)油15. 8t，與未采用本方法時期單井壓后初期平均日產(chǎn)油量不到2. 5t相對比，采用本方法后的增油量是未采用本方法的6倍，可見通過采用本方法取得了很好的增油效果。


圖1是本發(fā)明中實施例1中勝利油田義104-1井的測井解釋成果圖。圖2是本發(fā)明中實施例2中勝利油田義104-6井的測井解釋成果圖。
具體實施例方式下面結合實施例詳細描述本發(fā)明的實施方式。實施例1 勝利油田義104-1井壓裂改造層段為3698. 2m 3775. 5m，壓裂層段厚度為 77. 2m，為典型的大厚層。該井壓裂壓裂改造層段儲層物性較均一，在靠近大厚儲層中上部的3715m 3735m進行集中射孔。壓裂采用不同密度支撐劑組合的加砂技術，高密度中密度低密度陶粒支撐劑按照1.5 1 1的比例，采用高密度(1810kg/m3)陶粒48m3 ；中密度(1650kg/m3)陶粒32m3;低密度(1470kg/m3)陶粒32m3，壓裂過程中的加砂方式按照先泵注高密度陶粒，然后泵注中密度陶粒，最后泵注低密度陶粒的順序加入陶粒支撐劑，在有效支撐全部壓裂層段的同時突出支撐下部儲層。該井壓后初期自噴日產(chǎn)液32t，日產(chǎn)油^.3t， 日產(chǎn)氣0. 6 X 10V,與該區(qū)塊同期未采用本方法時壓后日產(chǎn)油最高僅4. 5t相比，義104-1井采用該方法后取得了極好的壓裂效果。實施例2 勝利油田義104-6井壓裂改造層段為372 3785. 5m,壓裂層段厚度為61. 5m， 為典型的大厚儲層。壓裂層段上部3號小層(3727m 3760m)和下部5號小層(376 ! 3783. 5m)物性較好，分別對這兩個小層采用了集中射孔，射孔層段為3號儲層中上部 3731m-3744m和5號儲層中上部3762m 3770m。壓裂采用不同密度支撐劑組合的加砂技術，高密度和低密度陶粒支撐劑按照2. 7 1的比例，采用高密度(密度1810kg/m3)陶粒 USm3和低密度(1470kg/m3)陶粒48m3，壓裂過程中的加砂方式按照先泵注高密度陶粒，最后泵注低密度陶粒的順序加入陶粒支撐劑。該井壓后日產(chǎn)液^^，日產(chǎn)油9. 8t，與該區(qū)塊同期未采用本方法時壓后日產(chǎn)油最高僅4. 5t相比，義104-6井采用本方法后取得了較好的壓裂效果。
權利要求
1.一種提高支撐劑在大厚儲層中有效鋪置的方法，包括以下步驟(1)分析大厚儲層縱向上物性分布；(2)根據(jù)物性分析結果，對大厚儲層進行集中射孔；(3)根據(jù)物性分析結果，對大厚儲層應用不同密度支撐劑組合加砂技術。
2.根據(jù)權利要求1所述的提高支撐劑在大厚儲層中有效鋪置的方法，其特征在于，所述步驟(1)中分析大厚儲層縱向上物性分布包括以下內(nèi)容(1)將大厚儲層在縱向上分為三個小層段，分別標為下部儲層(大厚儲層下部的三分之一厚度)、中部儲層(大厚儲層中部的三分之一厚度)和上部儲層(大厚儲層上部的三分之一厚度)；(2)大厚儲層物性在縱向上差異較大時，按照以下標準對儲層物性水平進行分類A 差儲層K < 10，Φ < 10%,B 較好儲層10 < K < 30，10 < Φ < 15，C 好儲層Κ > 30，Φ > 15，式中Κ——儲層滲透率，um3，Φ——儲層滲透率，％ ；(3)大厚儲層物性在縱向上處于同一物性水平時，如果各個小層的滲透率和孔隙度數(shù)值乘積相差5倍以上時，則乘積較大的小層為較好儲層，乘積較小的小層為較差儲層。
3.根據(jù)權利要求1所述的提高支撐劑在大厚儲層中有效鋪置的方法，其特征在于，所述步驟O)中的集中射孔包括以下內(nèi)容(1)大厚儲層縱向上物性分布均一，選擇在大厚儲層的中部射孔，射孔段厚度為壓裂層段的三分之一左右；(2)大厚儲層上部儲層物性較好，選擇在大厚儲層的中上部射孔，且射孔段厚度為上部物性較好小層厚度的三分之一左右；(3)大厚儲層中部儲層物性較好，選擇在大厚儲層中部物性較好小層的中上部射孔，且射孔段厚度為中部物性較好小層厚度的三分之一左右；(4)大厚儲層下部儲層物性較好，選擇在大厚儲層下部物性較好小層的中上部射孔，且射孔段厚度為下部物性較好小層厚度的三分之一左右；(5)大厚儲層上部和下部儲層物性較好，應分別對大厚儲層上下部物性較好的小層進行射孔，并選擇在物性較好小層的中上部進行射孔，且射孔段厚度為各小層厚度的三分之 “"左右ο
4.根據(jù)權利要求1所述的提高支撐劑在大厚儲層中有效鋪置的方法，其特征在于，所述步驟(3)中的不同密度支撐劑組合加砂技術包括以下內(nèi)容(1)大厚儲層縱向上物性分布均一，選擇高密度支撐劑、中密度支撐劑和低密度支撐劑的比例為1 1 1，且在壓裂過程中按照先泵注高密度支撐劑，然后泵注中密度支撐劑，最后泵注低密度支撐劑的方式加入支撐劑；(2)大厚儲層上部物性較好，選擇高密度支撐劑、中密度支撐劑和低密度支撐劑的比例為1 1 1 2，且在壓裂過程中按照先泵注高密度支撐劑，然后泵注中密度支撐劑，最后泵注低密度支撐劑的方式加入支撐劑；(3)大厚儲層中部物性較好，選擇高密度支撐劑、中密度支撐劑和低密度支撐劑的比例為1 1 2 1，且在壓裂過程中按照先泵注低密度支撐劑，然后泵注中密度支撐劑，最后泵注高密度支撐劑的方式加入支撐劑；(4)大厚儲層下部物性較好，選擇高密度支撐劑、中密度支撐劑和低密度支撐劑的比例為1 2 1 1，且在壓裂過程中按照先加入高密度支撐劑，然后加入中密度支撐劑，最后加入低密度支撐劑的方式泵注支撐劑；(5)大厚儲層上部和下部物性較好，選擇高密與低密或中密與低密的比例為2 3 1，且在壓裂過程中按照先泵注高密支撐劑或中密支撐劑，后泵注低密支撐劑的方式加入支撐劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高支撐劑在大厚儲層中有效鋪置的方法，主要是根據(jù)大厚儲層在縱向上物性的差異，在對大厚儲層射孔時，考慮到壓裂過程中水力裂縫在縱向上延伸能夠溝通整個儲層以及支撐劑輸送過程中支撐劑向裂縫底部沉降對支撐劑鋪置的影響，對大厚儲層進行集中射孔；在壓裂過程中使用不同密度支撐劑組合的加砂技術，利用不同密度支撐劑沉降速度不同以及不同密度攜砂液之間的對流運動來調(diào)節(jié)支撐劑在水力裂縫中的鋪置，使支撐劑在壓裂層段縱向上根據(jù)儲層物性對支撐裂縫導流能力的不同要求而有效鋪置。利用該方法可以克服現(xiàn)有技術的不足，提高儲層的支撐效率，提高儲層壓裂改造的增產(chǎn)效果。
文檔編號E21B43/267GK102155208SQ201110048510
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月1日 優(yōu)先權日2011年3月1日
發(fā)明者盧聰, 畢義泉, 趙志紅, 郭建春 申請人:西南石油大學