阅读说明：本技术 一种通过投球暂堵促进多簇裂缝均衡扩展的方法 (Method for promoting balanced expansion of multiple clusters of cracks through ball throwing and temporary plugging ) 是由 郭洪金 肖佳林 刘炜 李奎东 张炜 明月 王升 于 2020-05-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种通过投球暂堵促进多簇裂缝均衡扩展的方法,包括如下步骤：将一个压裂段的整个压裂施工过程分为N级,实施第一级压裂：向井筒内注入能促进裂缝起裂、扩展的不同类型组合的压裂液；实施第二级压裂：继续注入压裂液,并向井筒内投入可降解型暂堵球,用于临时封堵射孔簇孔眼,限制优势水力裂缝的扩展,继续注入压裂液促进非优势裂缝的扩展；后续几级压裂施工过程和第二级类似,直至完成该压裂段的施工；按照上述过程完成后续其它压裂段的施工,最终实现对整个水平段储层的均衡压裂改造。本发明可有效改善多簇裂缝的不均衡扩展现象,增大储层改造体积,提高油气采收率,广泛适用于多种储层类型。(The invention discloses a method for promoting balanced expansion of multiple clusters of cracks through ball throwing and temporary plugging, which comprises the following steps: dividing the whole fracturing construction process of a fracturing section into N grades, implementing first-stage fracturing: injecting fracturing fluid which can promote the initiation and the expansion of cracks into the shaft and are combined in different types; and (3) implementing a second stage of fracturing: continuously injecting fracturing fluid, and putting a degradable temporary plugging ball into the shaft for temporarily plugging perforation cluster holes to limit the expansion of the dominant hydraulic fracture, and continuously injecting the fracturing fluid to promote the expansion of the non-dominant fracture; the subsequent construction process of the fracturing of several stages is similar to that of the second stage until the construction of the fracturing section is completed; and (4) completing the construction of other follow-up fracturing sections according to the process, and finally realizing the balanced fracturing transformation of the reservoir of the whole horizontal section. The method can effectively improve the unbalanced expansion phenomenon of multiple clusters of cracks, increase the reservoir reconstruction volume, improve the oil and gas recovery ratio, and is widely suitable for various reservoir types.)

一种通过投球暂堵促进多簇裂缝均衡扩展的方法

技术领域

本发明涉及油气藏开发技术研究领域，尤其涉及一种通过投球暂堵促进多簇裂缝均衡扩展的方法。

背景技术

近年来，页岩气、致密砂岩气等非常规天然气资源逐步进入大规模商业化开发阶段，由于该类储层致密，渗透率低，油气无法从岩石孔隙自发流入井筒，目前水平钻井和分段多簇压裂技术是最为有效的开发方式。

水平钻井，即井眼轨迹在储层内部水平穿行，相对于竖直井，水平井可使井筒与储层的接触面积最大化。

分段多簇压裂技术是在水平井基础上进行的储层改造技术。通常的做法是将水平井段划分为若干段，每个段内设定若干个射孔位置，在射孔位置通过射孔弹将井壁射穿，形成射孔簇作为初始起裂位置；在地面通过井筒注入压裂液，逐一对每段进行封隔压裂，随着压裂液的不断注入，段内井筒压力不断升高，最终引发水力裂缝在段内若干个射孔簇处起裂扩展，形成多条人工裂缝，期间将支撑剂混入压裂液输送至储层，支撑剂进入裂缝后将保持裂缝长效开启；将所有各段压裂完毕后，将在储层中形成几十乃至上百条人工水力裂缝，储层的渗透率大大增加，使得致密孔隙中的油气可以顺利采出，见图1。

当前，传统的分段多簇压裂技术尚存在一些不足，无法确保多簇裂缝的均衡扩展是其中最重要的方面之一，大大降低了储层改造范围和效果。具体表现为：在一个压裂段内，虽然多个射孔簇位置均可形成水力裂缝的起裂扩展，但只有少部分可以充分延伸扩展到储层深部，其余裂缝则在扩展较小距离后停止，每个压裂段内都会发生类似情形，最终有相当比例的人工水力裂缝未充分扩展延伸，导致储层的实际改造区域较小，见图2。这其中的原因是多方面的，比如储层的非均质性、各射孔簇位置进液量的差异性、多簇裂缝扩展过程中的相互竞争抑制等。

目前，尚无有效的确保多簇裂缝均衡扩展延伸的方法。本文提出了一种通过投球暂堵促进多簇裂缝均衡扩展的方法，利用该方法，可以在保持现有水力压裂施工流程基本不变的前提下，有效改善多簇裂缝的非均匀扩展，增大储层改造区域，且不会产生任何不良影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种能增大储层改造区域，有效提高非常规油气采收率的通过投球暂堵促进多簇裂缝均衡扩展的方法。

本发明所采用的技术方案为：一种通过投球暂堵促进多簇裂缝均衡扩展的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将一个压裂段的整个压裂施工过程分为N级，其中，N≥2，具体级数可根据现场地质、工程条件，以及压裂施工效果动态调整；

实施第一级压裂：向井筒内注入能促进裂缝起裂、扩展的不同类型组合的压裂液；

实施第二级压裂：继续注入压裂液，并向井筒内投入可降解型暂堵球，用于临时封堵射孔簇孔眼，限制优势水力裂缝的扩展，继续注入压裂液促进非优势裂缝的扩展；

后续几级压裂施工过程和第二级类似，直至完成该压裂段的施工；

按照上述过程完成后续其它压裂段的施工，最终实现对整个水平段储层的均衡压裂改造。

按上述技术方案，实施第一级压裂的具体过程为：首先向井筒注入一定体积酸液；紧接着向井筒注入一定体积胶液；进一步向井筒内注入减阻水，随后加入不同粒径支撑剂。

按上述技术方案，注入酸液的体积为10-30m³，注入胶液的体积为80-200m³，注入减阻水的体积为800-1300m³，支撑剂的粒径为106-600um。

按上述技术方案，所加入的支撑剂的粒径从小到大分批次加入。

按上述技术方案，在第二级压裂施工时，不再向井筒内注入酸液和胶液，而是直接注入减阻水后，开始投入暂堵球。

按上述技术方案，待暂堵球到达孔眼处，地面施工压力上升平稳后，表明投球已有效封堵充分进液的射孔孔眼，继续加不同粒径的支撑剂。

按上述技术方案，注入减阻水的体积为800-1000m³。

本发明所取得的有益效果为：

本发明提供的通过投球暂堵促进多簇裂缝均衡扩展的方法，可以在保持现有水力压裂施工流程基本不变的前提下，利用暂堵球实现对优势扩展裂缝的临时抑制，为非优势裂缝充分进液扩展创造条件，从而改善多簇裂缝相互之间扩展的不均衡现象，增大储层改造区域，有效提高非常规油气采收率。本发明不会对现有储层造成人为负面影响，通过动态调整施工参数，可广泛适用于各种类型储层，能够大幅增加储层改造体积、提高油气采收率、降低单位油气开采成本。

附图说明

图1为水平井分段多簇压裂示意图。

图2为一个压裂段内多簇裂缝扩展的理想效果和实际效果对比图。

图3为本发明实施例提出的通过投球暂堵促进多簇裂缝均衡扩展方法的流程图。

图4为通过本发明实施例提出的投球暂堵压裂过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

参见图3，本发明实施例提供的通过投球暂堵促进多簇裂缝均衡扩展的方法，包括如下步骤：

1)将一个压裂段的整个压裂施工过程分为N级，其中，N≥2，具体设置几级，可根据现场地质、工程条件，以及压裂施工效果动态调整；

2)实施第一级压裂，其中涉及促进裂缝起裂、扩展的不同压裂液类型组合，不同支撑剂组合，具体可根据储层地质、工程特点选取。

具体包括：①向井筒注入一定体积酸液，酸液到达地层后可与近井地带的碳酸盐岩类矿物反应，有效降低射孔簇位置的裂缝起裂压力，更易于裂缝起裂扩展；②紧接着向井筒注入一定体积胶液，胶液粘度较高，有利于在井筒附近形成宽大的主裂缝，为后续裂缝扩展创造一个良好的初始条件；③进一步向井筒内注入减阻水，随后加入不同粒径支撑剂，减阻水粘度较低，可以使压裂裂缝向储层深部充分扩展，不同粒径支撑剂可以使得裂缝得到有效支撑，保持长效开启。

3)实施第二级压裂，在该级压裂中，不再向井筒内注入酸液和胶液，而是直接注入减阻水，同时投加暂堵球，暂堵球为一种可降解球体，可临时有效封堵射孔孔眼，从而限制射孔簇部位的液体流入地层。投加暂堵球后，根据流体力学原理，暂堵球会进入优势进液的射孔孔眼，对其进行封堵，该射孔簇位置处的水力裂缝处于充分扩展的状态，封堵后其扩展受到抑制，井筒内液体会流向未被封堵的射孔簇位置，使得这些位置的水力裂缝进一步充分扩展，其压裂施工效果如图4所示。

4)后续几级的压裂施工过程同步骤3，最终完成该压裂段的压裂施工。

5)剩余压裂段的施工过程则是步骤2、3、4的不断重复，最终完成对整个水平段储层的分段多簇压裂施工。

具体实施例1

本施例提供的通过投球暂堵促进多簇裂缝均衡扩展的方法，包括如下步骤：

1)将一个页岩气水平井水平段分为15段。

2)将每一个压裂段的整个压裂施工过程分为2级。

3)实施第一段压裂，包括二级压裂。实施第一级压裂，具体包括：①向井筒注入一定10m³酸液；②紧接着向井筒注入80m³胶液；③进一步向井筒内注入减阻水，随后加入不同粒径支撑剂，先加入70/140目支撑剂15m³，再加入40/70目支撑剂40m³，最后加入30/50目支撑剂5m³，减阻水累计注入量为800m³。

4)实施第二级压裂，继续用减阻水顶替一个井筒容积后，开始投入暂堵球，待暂堵球到达孔眼处，地面施工压力上升平稳后，表明投球已有效封堵充分进液的射孔孔眼，继续加支撑剂，先加入70/140目支撑剂20m³，再加入40/70目支撑剂38m³，最后加入30/50目支撑剂2m³，该阶段减阻水累计注入量为1000m³。该压裂段施工完成。

5)通过电缆泵送桥塞至设计位置，封隔第一段。

6)剩余14段的施工过程重复步骤2、3、4，最终完成15段水平段储层的分段多簇压裂施工。

具体实施例2

本施例提供的通过投球暂堵促进多簇裂缝均衡扩展的方法，包括如下步骤：

1)将一个页岩气水平井水平段分为20段。

2)将每一个压裂段的整个压裂施工过程分为3级。

3)实施第一段压裂，包括三级压裂。其中第一级压裂，具体包括：①向井筒注入一定20m³酸液；②紧接着向井筒注入150m³胶液；③进一步向井筒内注入减阻水，随后加入不同粒径支撑剂，先加入70/140目支撑剂12m³，再加入40/70目支撑剂30m³，最后加入30/50目支撑剂3m³，减阻水累计注入量为1200m³。

4)实施第二级压裂，继续用减阻水顶替一个井筒容积后，开始投入暂堵球，待暂堵球到达孔眼处，施工压力上升至平稳后，表明暂堵球已有效封堵充分进液的射孔孔眼，继续加支撑剂，先加入70/140目支撑剂15m³，再加入40/70目支撑剂25m³，最后加入30/50目支撑剂2m³，该阶段减阻水累计注入量为1000m³。

5)实施第三级压裂，继续用减阻水顶替一个井筒容积后，开始投入暂堵球，待暂堵球到达孔眼处，施工压力上升至平稳后，表明投球已有效封堵充分进液的射孔孔眼，继续加支撑剂，先加入70/140目支撑剂10m³，再加入40/70目支撑剂28m³，最后加入30/50目支撑剂2m³，该阶段减阻水累计注入量为800m³。该压裂段施工完成。

6)通过电缆泵送桥塞至设计位置，封隔第一段。

7)剩余19段的施工过程重复步骤2、3、4、5，最终完成19段水平段储层的分段多簇压裂施工。

具体实施例3

本施例提供的通过投球暂堵促进多簇裂缝均衡扩展的方法，包括如下步骤：

1)将一个页岩气水平井水平段分为18段。

2)将每一个压裂段的整个压裂施工过程分为2级。

3)实施第一段压裂，包括二级压裂。实施第一级压裂，具体包括：①向井筒注入一定30m³酸液；②紧接着向井筒注入200m³胶液；③进一步向井筒内注入减阻水，随后加入不同粒径支撑剂，先加入70/140目支撑剂20m³，再加入40/70目支撑剂45m³，最后加入30/50目支撑剂3m³，减阻水累计注入量为1300m³。

4)实施第二级压裂，继续用减阻水顶替一个井筒容积后，开始投入暂堵球，待暂堵球到达孔眼处，地面施工压力上升平稳后，表明投球已有效封堵充分进液的射孔孔眼，继续加支撑剂，先加入70/140目支撑剂12m³，再加入40/70目支撑剂30m³，最后加入30/50目支撑剂2m³，该阶段减阻水累计注入量为800m³。该压裂段施工完成。

5)通过电缆泵送桥塞至设计位置，封隔第一段。

6)剩余17段的施工过程重复步骤2、3、4，最终完成15段水平段储层的分段多簇压裂施工。