一种页岩气水平井截断式压裂方法与流程

本发明涉及石油天然气开发领域，具体地说涉及一种页岩气水平井压裂方法。

背景技术：

在水平井多级压裂实施过程中，大量携砂压裂液被泵入储层，逐级将储层“打碎”，以期形成复杂裂缝网络，极大地提高储层整体渗透率，从而实现页岩气的工业化开采。但近期压裂过程中套管变形问题在国内外区块都有发生且越来越突出，尤其是国内四川地区平均达到了40%以上。在压裂过程中，地应力场发生急剧变化，尤其是从趾端到跟端的压裂方式使得裂缝扩展产生的非均匀地应力逐级累加，极易造成套管水平段后半部分发生损坏变形，后续桥塞无法下入，严重影响后续压裂施工，大大降低了压裂改造效果。

技术实现要素：

针对当前页岩气储层水平井压裂过程中出现大量的套管损坏的上述问题，本发明提出了一种可以缓解套管变形的页岩气储层截断式压裂方法，此方法可以有效地缓解常规顺序压裂过程中地应力的逐级累积，降低地层蠕动滑移挤毁套管的风险，以便有效地完成页岩气储层的压裂施工，以下是本发明提供的技术方案：

一种页岩气水平井截断式压裂方法，在页岩气开发区块内，选取一口水平井，实施以下步骤：

（a）确定各压裂段的位置；

（b）从趾端开始，至少每3个压裂段分为一组，并对组进行排序和编号，由此，水平井的水平段由相对独立的各组组成；

（c）对第一组的最后一个压裂段进行第一次压裂；

（d）待第一次压裂结束后，从近趾端位置开始，按顺序完成第一组内剩余各压裂段的压裂；

（e）重复步骤（c）和步骤（d），直到完成水平井剩余各组的压裂。

更优选的，从趾端开始，所述水平井的水平段相对独立的各组分别由5个所述的压裂段组成。

本发明所采用的页岩气储层截断式压裂方法，可以使地应力在一段位置内得以释放，减缓地应力累积作用，进而减缓地层对套管的挤压变形，同时裂缝间的干扰作用会增加，形成更大范围的复杂裂缝网络，储层改造体积更大；降低了井筒附近应力反转的可能性，增加了远场裂缝网络的复杂性；操作简便、无需下入特殊井下工具。

附图说明

以下附图仅用以对本发明实施例的进一步理解，并不构成对本发明保护范围的任何限定。

图1为本发明优选实施例的压裂顺序示意图

图2为压裂结束后地应力分布情况。

具体实施方式

下面结合实施例和附图，对本发明目的、技术方案和技术效果作进一步完整和详细的说明:

如图1所示，一种页岩气水平井截断式压裂方法，在页岩气开发区块内，选取一口水平井1，实施以下步骤：（a）、确定水平井1上各压裂段2的位置；（b）、从趾端开始，至少每3个压裂段2分为一组3，并对组3进行排序和编号，如图1中ⅰ、ⅱ、ⅲ，由此，水平井1由相对独立的各组3组成；（c）、从趾端开始，对第一组3（图示ⅰ）的最后一个压裂段2（图示a）进行第一次压裂；（d）、待第一次压裂结束后，从近趾端位置开始，按如图1所示的顺序依次完成第一组3内剩余各压裂段2（图示b、c、d、e等）的压裂；（e）、重复步骤（c）和步骤（d），直到完成水平井1剩余各组3（图示ⅱ、ⅲ等）的压裂。

由于压裂段2簇间距等参数设计往往由压裂设计单位结合现场工况进行合理设计，因此本专利未对压裂段2簇间距进行任何限定。

图1所示是本发明更为优选的实施例，从趾端开始，水平井1的水平段相对独立的各组3分别由5个压裂段2组成。其中，组3内的序号a～e表示压裂顺序。

如图1所示的一种页岩气储层截断式压裂方法，在某一页岩气开发区块内，选取一口水平井1的水平段，预计实施20级压裂，实施以下步骤：（a）、确定水平井1上各压裂段2的位置；（b）、从趾端开始，5个压裂段2分为一组3，并对组3进行排序和编号，如图1中ⅰ、ⅱ、ⅲ，（注：第四组未示出）由此，水平井1由相对独立的4个组3组成；（c）、从趾端开始，对第一组3（图示ⅰ）的最后一个压裂段2（图示a）进行第一次压裂；（d）、待第一次压裂结束后，从近趾端开始，按如图1所示的顺序b～e依次完成第一组3内剩余4个压裂段2（图示b、c、d、e）的压裂；（e）、重复步骤（c）和步骤（d），直到完成水平井1剩余各组3（图示ⅱ、ⅲ,和第四组（未示出））的压裂。

图2为压裂结束后地应力分布情况。由于裂缝扩展过程中，井筒周围应力值增加，作用在套管的mises应力值大幅度增加。从图2中可以看出，从趾端到跟端的常规顺序压裂过程中，地应力是不断增加的；而按本发明的技术方案提供的压裂顺序进行压裂时，在第二次压裂后，后段井筒附近地应力几乎不再增加，且最终应力增加值也较小，这样，作用在套管上的应力也较小，降低了套管变形失效的风险。可见按本发明的技术方案提供的压裂顺序进行压裂时，可有效地阻止压裂过程中地应力的不断累积，有利于保护后续压裂段套管完整性，保障后续压裂施工的顺利进行。

上述只是针对本发明实施例具体实施方式的描述，同技术领域的普通技术人员基于本发明技术方案和附图所做的任何修改、等同替换等均属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种页岩气水平井截断式压裂方法，在页岩气开发区块内，选取一口水平井，实施以下步骤：

（a）确定各压裂段的位置；

（b）从趾端开始，至少每3个压裂段分为一组，并对组进行排序和编号，由此，水平井的水平段由相对独立的各组组成；

（c）对第一组的最后一个压裂段进行第一次压裂；

（d）待第一次压裂结束后，从近趾端位置开始，按顺序完成第一组内剩余各压裂段的压裂；

（e）重复步骤（c）和步骤（d），直到完成水平井剩余各组的压裂。

2.根据权利要求1所述的一种页岩气水平井截断式压裂方法，其特征在于：从趾端开始，所述水平井的水平段相对独立的各组分别由5个所述的压裂段组成。

技术总结
本发明提供了一种页岩气水平井截断式压裂方法，在页岩气开发区块内，选取一口水平井，确定各压裂段的位置，从趾端开始，至少每3个压裂段分为一组，从趾端开始，对第一组的最后一个压裂段进行第一次压裂，待第一次压裂结束后，从趾端开始，按顺序完成第一组内剩余各压裂段的压裂。该压裂方法，可以减缓地应力累积作用，进而减缓地层对套管的挤压变形；同时裂缝间的干扰作用会增加，形成更大范围的复杂裂缝网络，降低井筒附近应力反转的可能性，增加远场裂缝网络的复杂性，操作简便、无需下入特殊井下工具。

技术研发人员：焦建芳;姚勇;李军;张鑫;王良才;罗德明;颜磊;曾夏茂;吕聪;钟文力
受保护的技术使用者：中石化石油工程技术服务有限公司;中石化西南石油工程有限公司固井分公司
技术研发日：2019.12.03
技术公布日：2020.06.19