专利名称：一种提高支撑剂在大厚储层中有效铺置的方法
技术领域：
本发明涉及油气田开发领域压裂改造过程中一种提高支撑剂在水力裂缝纵向上有效铺置的方法，具体的说，是涉及一种主要应用于大厚低渗透储层可提高压裂增产效果的方法。
背景技术：
在低渗透储层勘探开发过程中通常遇到厚度很大的储层，尤其在低渗透砂砾岩储层中，储层普遍厚度大，夹层薄，无有效隔层，水力压裂形成的裂缝高度根本无法控制，水力压裂形成的裂缝通常高达几十米甚至上百米，这类储层如果采用常规水力压裂方法，支撑剂通常会沉降到裂缝的中下部，储层上部仅有较少支撑剂甚至无支撑剂，造成储层上部在压裂结束后很快闭合，形成无效支撑，严重影响压裂效果。造成这种结果的原因是目前的压裂技术没有形成针对大厚储层中支撑剂在水力裂缝纵向上优化铺置的方法，而都是采用常规较薄低渗透储层全段射孔、加单种密度支撑剂的方法，当储层厚度较小，水力压裂形成的裂缝高度较小时，压裂过程中支撑剂沉降对储层的有效支撑影响较小；然而，在大厚储层中，压裂过程中支撑剂沉降到水力裂缝底部，会造成压裂改造层段上部较厚的储层得不到有效支撑，特别是当储层上部物性较好时，就会严重影响大厚储层的压裂效果。
发明内容
为了解决油田现有压裂技术针对大厚低渗透储层所采用的压裂施工方法不合理， 使得大厚(30 100m)储层支撑效率不高、压裂效果较差的问题，根据大厚储层纵向上物性的差异，本发明提供了一种提高支撑剂在大厚储层中纵向上有效铺置的新方法。利用该方法可以克服现有技术的不足，提高支撑剂在储层纵向上的有效铺置，实现压裂井目的储层有效支撑，从而提高储层压裂效果。经过现场试验证明已取得了非常好的增产效果。一种提高支撑剂在大厚储层中有效铺置的方法，主要是根据大厚储层在纵向上物性的差异，在对大厚储层射孔时，考虑到压裂过程中水力裂缝在纵向上延伸能够沟通整个储层以及支撑剂输送过程中支撑剂向裂缝底部沉降对支撑剂铺置的影响，对大厚储层进行集中射孔；在压裂过程中使用不同密度支撑剂组合的加砂技术，利用不同密度支撑剂沉降速度不同以及不同密度携砂液之间的对流运动来调节支撑剂在水力裂缝中的铺置，使支撑剂在压裂层段纵向上根据储层物性对支撑裂缝导流能力的不同要求而有效铺置，从而有效改善支撑剂在储层中纵向上的有效铺置，提高储层的支撑效率，提高储层压裂改造的增产效果。一种提高支撑剂在大厚储层中有效铺置的方法，主要包括下列步骤(1)分析大厚储层纵向上物性分布；(2)根据物性分析结果，对大厚储层进行集中射孔；(3)根据物性分析结果，对大厚储层应用不同密度支撑剂组合加砂技术。在本发明中，所述步骤(1)中分析大厚储层纵向上物性分布，包括以下步骤
1)将大厚储层在纵向上分为三个小层段，分别标为下部储层(大厚储层下部的三分之一厚度)、中部储层(大厚储层中部的三分之一厚度)和上部储层(大厚储层上部的三分之一厚度)。2)根据储层渗透率和孔隙度差异将储层进行分类。①当大厚储层物性在纵向上差异较大时，按照以下标准对储层物性水平进行分类A 差储层K < 10，Φ < 10% ；B 较好储层10 < K < 30，10 < Φ < 15 ；C 好储层Κ > 30，Φ > 15 ；式中Κ——储层渗透率，um3 ； Φ——储层渗透率，％。②当大厚储层物性在纵向上处于同一物性水平时，如果各个小层的渗透率和孔隙度数值乘积相差5倍以上时，则乘积较大的小层为较好储层，乘积较小的小层为较差储层。在本发明中，所述步骤( 对大厚储层进行集中射孔，即与常规压裂时通常对压裂目的储层全部射孔不同，大厚储层射孔时要考虑储层物性在纵向上的分布来优选射孔层段，针对部分储层进行射孔。主要包括以下几种情况1)大厚储层纵向上物性分布均一大厚储层物性在压裂层段纵向上分布较均一，选择在大厚储层的中部射孔，射孔段厚度为压裂层段的三分之一左右。这样有利于裂缝的起裂与扩展，并有利于支撑剂在整个储层中较均一的铺置。2)大厚储层上部物性较好大厚储层上部储层物性较好，选择在大厚储层的中上部射孔，且射孔段厚度为上部物性较好小层厚度的三分之一左右。这样在有利于裂缝起裂与扩展的同时，可提高上部物性较好储层的支撑效果。3)大厚储层中部物性较好大厚储层中部储层物性较好，选择在大厚储层中部物性较好小层的中上部射孔， 且射孔段厚度为中部物性较好小层厚度的三分之一左右。这样在有利于裂缝起裂与扩展的同时，可提高中部物性较好储层的支撑效果。4)大厚储层下部物性较好大厚储层下部储层物性较好，选择在大厚储层下部物性较好小层的中上部射孔， 且射孔段厚度为下部物性较好小层厚度的三分之一左右。这样在有利于裂缝起裂与扩展的同时，可提高下部物性较好储层的支撑效果。5)大厚储层上部和下部物性较好大厚储层上部和下部储层物性较好，应分别对大厚储层上下部物性较好的小层进行射孔，并选择在物性较好小层的中上部进行射孔，且射孔段厚度为各小层厚度的三分之一左右。这样有利于裂缝的起裂与扩展，并且能提高上下部物性较好小层的支撑效果。在本发明中，所述步骤C3)对大厚储层采取不同密度支撑剂组合加砂技术，即将水力压裂常用支撑剂按密度分为低密度支撑剂(密度小于1550kg/m3)、中密度支撑剂(密度为1550 1760kg/m3)和高密度支撑剂(密度大于1760kg/m3)，在压裂过程中按照一定的密度变换顺序泵注几种不同密度支撑剂的技术。
1)大厚储层纵向上物性分布均一大厚储层纵向上物性差异不大，选择高密度支撑剂、中密度支撑剂和低密度支撑剂的比例为1 1 1，且在压裂过程中按照先泵注高密度支撑剂，然后泵注中密度支撑剂， 最后泵注低密度支撑剂的方式加入支撑剂。2)大厚储层上部物性较好大厚储层上部物性较好，应适当增加低密度支撑剂的用量，选择高密度支撑剂、中密度支撑剂和低密度支撑剂的比例为1 1 1 2，且在压裂过程中按照先泵注高密度支撑剂，然后泵注中密度支撑剂，最后泵注低密度支撑剂的方式加入支撑剂。3)大厚储层中部物性较好大厚储层中部物性较好，应适当增加中密度支撑剂的用量，选择高密度支撑剂、中密度支撑剂和低密度支撑剂的比例为1 1 2 1，且在压裂过程中按照先泵注低密度支撑剂，然后泵注中密度支撑剂，最后泵注高密度支撑剂的方式加入支撑剂。4)大厚储层下部物性较好大厚储层下部物性较好，应适当增加高密度支撑剂的用量，选择高密度支撑剂、中密度支撑剂和低密度支撑剂的比例为1 2 1 1，且在压裂过程中按照先加入高密度支撑剂，然后加入中密度支撑剂，最后加入低密度支撑剂的方式泵注支撑剂。5)大厚储层上部和下部物性较好大厚储层上部和下部储层物性较好，由于采用分段集中射孔，采用高密度和低密度或中密度与低密度两种密度的支撑剂即可提高支撑剂在储层中的有效铺置，选择高密与低密或中密与低密的比例为2 3 1，且在压裂过程中按照先泵注高密支撑剂或中密支撑剂，后泵注低密支撑剂的方式加入支撑剂。本发明具有如下有益效果由于采取上述方案后，根据大厚储层物性对支撑裂缝导流能力的不同要求，采用了针对性的施工方法，提高了支撑剂在大厚储层中的有效铺置， 实现了对压裂目的储层的有效支撑，提高了压裂井的改造效果。采用该方法压裂4 口后，压后每口井都自喷产油，压后初期平均日产油15. 8t，与未采用本方法时期单井压后初期平均日产油量不到2. 5t相对比，采用本方法后的增油量是未采用本方法的6倍，可见通过采用本方法取得了很好的增油效果。
图1是本发明中实施例1中胜利油田义104-1井的测井解释成果图。图2是本发明中实施例2中胜利油田义104-6井的测井解释成果图。
具体实施例方式下面结合实施例详细描述本发明的实施方式。实施例1 胜利油田义104-1井压裂改造层段为3698. 2m 3775. 5m，压裂层段厚度为 77. 2m，为典型的大厚层。该井压裂压裂改造层段储层物性较均一，在靠近大厚储层中上部的3715m 3735m进行集中射孔。压裂采用不同密度支撑剂组合的加砂技术，高密度中密度低密度陶粒支撑剂按照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，压裂过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顺序加入陶粒支撑剂，在有效支撑全部压裂层段的同时突出支撑下部储层。该井压后初期自喷日产液32t，日产油^.3t， 日产气0. 6 X 10V,与该区块同期未采用本方法时压后日产油最高仅4. 5t相比，义104-1井采用该方法后取得了极好的压裂效果。实施例2 胜利油田义104-6井压裂改造层段为372 3785. 5m,压裂层段厚度为61. 5m， 为典型的大厚储层。压裂层段上部3号小层(3727m 3760m)和下部5号小层(376 ! 3783. 5m)物性较好，分别对这两个小层采用了集中射孔，射孔层段为3号储层中上部 3731m-3744m和5号储层中上部3762m 3770m。压裂采用不同密度支撑剂组合的加砂技术，高密度和低密度陶粒支撑剂按照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，压裂过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顺序加入陶粒支撑剂。该井压后日产液^^，日产油9. 8t，与该区块同期未采用本方法时压后日产油最高仅4. 5t相比，义104-6井采用本方法后取得了较好的压裂效果。
权利要求
1.一种提高支撑剂在大厚储层中有效铺置的方法，包括以下步骤(1)分析大厚储层纵向上物性分布；(2)根据物性分析结果，对大厚储层进行集中射孔；(3)根据物性分析结果，对大厚储层应用不同密度支撑剂组合加砂技术。
2.根据权利要求1所述的提高支撑剂在大厚储层中有效铺置的方法，其特征在于，所述步骤(1)中分析大厚储层纵向上物性分布包括以下内容(1)将大厚储层在纵向上分为三个小层段，分别标为下部储层(大厚储层下部的三分之一厚度)、中部储层(大厚储层中部的三分之一厚度)和上部储层(大厚储层上部的三分之一厚度)；(2)大厚储层物性在纵向上差异较大时，按照以下标准对储层物性水平进行分类A 差储层K < 10，Φ < 10%,B 较好储层10 < K < 30，10 < Φ < 15，C 好储层Κ > 30，Φ > 15，式中Κ——储层渗透率，um3，Φ——储层渗透率，％ ；(3)大厚储层物性在纵向上处于同一物性水平时，如果各个小层的渗透率和孔隙度数值乘积相差5倍以上时，则乘积较大的小层为较好储层，乘积较小的小层为较差储层。
3.根据权利要求1所述的提高支撑剂在大厚储层中有效铺置的方法，其特征在于，所述步骤O)中的集中射孔包括以下内容(1)大厚储层纵向上物性分布均一，选择在大厚储层的中部射孔，射孔段厚度为压裂层段的三分之一左右；(2)大厚储层上部储层物性较好，选择在大厚储层的中上部射孔，且射孔段厚度为上部物性较好小层厚度的三分之一左右；(3)大厚储层中部储层物性较好，选择在大厚储层中部物性较好小层的中上部射孔，且射孔段厚度为中部物性较好小层厚度的三分之一左右；(4)大厚储层下部储层物性较好，选择在大厚储层下部物性较好小层的中上部射孔，且射孔段厚度为下部物性较好小层厚度的三分之一左右；(5)大厚储层上部和下部储层物性较好，应分别对大厚储层上下部物性较好的小层进行射孔，并选择在物性较好小层的中上部进行射孔，且射孔段厚度为各小层厚度的三分之 “"左右ο
4.根据权利要求1所述的提高支撑剂在大厚储层中有效铺置的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的不同密度支撑剂组合加砂技术包括以下内容(1)大厚储层纵向上物性分布均一，选择高密度支撑剂、中密度支撑剂和低密度支撑剂的比例为1 1 1，且在压裂过程中按照先泵注高密度支撑剂，然后泵注中密度支撑剂，最后泵注低密度支撑剂的方式加入支撑剂；(2)大厚储层上部物性较好，选择高密度支撑剂、中密度支撑剂和低密度支撑剂的比例为1 1 1 2，且在压裂过程中按照先泵注高密度支撑剂，然后泵注中密度支撑剂，最后泵注低密度支撑剂的方式加入支撑剂；(3)大厚储层中部物性较好，选择高密度支撑剂、中密度支撑剂和低密度支撑剂的比例为1 1 2 1，且在压裂过程中按照先泵注低密度支撑剂，然后泵注中密度支撑剂，最后泵注高密度支撑剂的方式加入支撑剂；(4)大厚储层下部物性较好，选择高密度支撑剂、中密度支撑剂和低密度支撑剂的比例为1 2 1 1，且在压裂过程中按照先加入高密度支撑剂，然后加入中密度支撑剂，最后加入低密度支撑剂的方式泵注支撑剂；(5)大厚储层上部和下部物性较好，选择高密与低密或中密与低密的比例为2 3 1，且在压裂过程中按照先泵注高密支撑剂或中密支撑剂，后泵注低密支撑剂的方式加入支撑剂。
全文摘要
本发明涉及一种提高支撑剂在大厚储层中有效铺置的方法，主要是根据大厚储层在纵向上物性的差异，在对大厚储层射孔时，考虑到压裂过程中水力裂缝在纵向上延伸能够沟通整个储层以及支撑剂输送过程中支撑剂向裂缝底部沉降对支撑剂铺置的影响，对大厚储层进行集中射孔；在压裂过程中使用不同密度支撑剂组合的加砂技术，利用不同密度支撑剂沉降速度不同以及不同密度携砂液之间的对流运动来调节支撑剂在水力裂缝中的铺置，使支撑剂在压裂层段纵向上根据储层物性对支撑裂缝导流能力的不同要求而有效铺置。利用该方法可以克服现有技术的不足，提高储层的支撑效率，提高储层压裂改造的增产效果。
文档编号E21B43/267GK102155208SQ201110048510
公开日2011年8月17日 申请日期2011年3月1日 优先权日2011年3月1日
发明者卢聪, 毕义泉, 赵志红, 郭建春 申请人:西南石油大学