暂堵球球径的确定方法、水平井段内压裂方法和开采方法与流程

本发明涉及石油天然气开发，特别涉及一种暂堵球球径的确定方法、水平井段内压裂方法和开采方法。

背景技术：

1、非常规油气储层普遍存在低孔低渗的问题，因此水力压裂是提高其经济开发的必备手段。现有技术中为了减少分段桥塞用量和钻塞用时，从而降低压裂成本，段内多簇压裂技术得到广泛应用。然而，由于储层非均质性和缝间干扰的影响，段内多个射孔簇难以同步起裂及均衡扩展，为了解决这一技术问题，通过泵注暂堵球进行段内暂堵，临时性封堵优势射孔簇，迫使液体转向劣势射孔簇，有助于提高段内多簇压裂整体改造效果。

技术实现思路

1、发明人发现，在段内多簇暂堵压裂过程中，暂堵球球径选择缺乏依据，目前普遍采用多次尝试的方法选择暂堵球球径，该方法选择盲目，暂堵球太大难以卡封炮眼，封堵不稳定；暂堵球太小，易喷出孔眼，封堵突破，且容易造成暂堵球浪费。盲目选择多次尝试泵入暂堵球后甚至造成井筒堵塞，被迫停止施工，最终导致暂堵球选择不合理严重制约了段内多簇压裂改造效果。

2、鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种暂堵球球径的确定方法、水平井段内压裂方法和开采方法。

3、第一方面，本发明实施例提供了一种水平井段内多簇压裂用暂堵球球径的确定方法，该方法可以包括：

4、获取初始孔眼尺寸，并基于所述初始孔眼尺寸对模型套管进行加工，以制备出初始孔眼模型；

5、基于预先获取的单孔加砂量、支撑剂浓度和单孔进液排量，对所述初始孔眼模型进行的冲蚀实验，以获取冲蚀孔眼；

6、对所述冲蚀孔眼所在的模型套管进行切片并扫描，以获取所述冲蚀孔眼的形态参数；

7、基于所述形态参数建立所述冲蚀孔眼的三维模型；

8、基于所述三维模型匹配暂堵球，并根据预设的暂堵球凸出比例阈值确定适配所述冲蚀孔眼的暂堵球的球径尺寸。

9、可选的，所述获取初始孔眼尺寸可以包括：在射孔结束后或者加砂压裂之前，基于图像采集设备获取井下水平井段内的目标压裂段射孔的初始孔眼尺寸。

10、可选的，在基于图像采集设备获取井下水平井段内的目标压裂段射孔的初始孔眼尺寸之前，还可以包括：

11、对所述目标压裂段所在的目标井的井筒进行清洗。

12、可选的，所述基于所述初始孔眼尺寸对模型套管进行加工，以制备出初始孔眼模型，可以包括：

13、选用与压裂工艺材质和型号相同的套管作为模型套管；

14、基于所述初始孔眼尺寸采用适配尺寸的钻头对所述模型套管进行加工，以制备出初始孔眼模型。

15、可选的，所述对所述冲蚀孔眼所在的模型套管进行切片并扫描，以获取所述冲蚀孔眼的形态参数，可以包括：

16、将所述模型套管进行切片以获取若干个带冲蚀孔眼的薄片；

17、将若干个所述薄片与定位片进行匹配后，进行扫描以获取所述冲蚀孔眼的形态参数；

18、其中，所述形态参数包括：冲蚀孔眼的内径、外径以及内外径变化曲率。

19、可选的，所述基于所述三维模型匹配暂堵球，并根据预设的暂堵球凸出比例阈值确定适配所述冲蚀孔眼的暂堵球的球径尺寸，可以包括：

20、基于所述三维模型使用不同球径的暂堵球进行匹配，并以所述冲蚀孔眼的内面为基准计算所述暂堵球的凸出比例；

21、根据所述暂堵球的凸出比例与预设的暂堵球凸出比例阈值的比较结果，确定适配所述冲蚀孔眼的暂堵球的球径尺寸。

22、可选的，所述单孔加砂量和所述支撑剂浓度可以通过下述方法获取：

23、根据目标井的段内多簇压裂施工曲线和泵注参数确定所述目标井的目标压裂段对应的单孔加砂量和支撑剂浓度。

24、可选的，所述单孔进液排量可以通过下述方法获取：

25、根据目标井的段内多簇压裂施工曲线，确定主体加砂阶段泵注排量；

26、基于目标压裂段设计的孔眼个数，以及施工时监测到的各射孔孔眼的进液比例，确定所述单孔进液排量。

27、第二方面，本发明实施例提供了一种水平井段内压裂方法，可以包括：使用暂堵球对目标射孔簇对应的孔眼进行暂堵；

28、其中，所述暂堵球的球径是根据第一方面所述的方法确定的。

29、第三方面，本发明实施例提供了一种非常规油气田开采方法，可以包括：对非常规油气田储层进行水力压裂；

30、其中，在进行水力压裂过程中使用暂堵球对目标射孔簇对应的孔眼进行暂堵；其中的暂堵球的球径是根据第一方面所述的方法确定的。

31、本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

32、本发明实施例提供了一种暂堵球球径的确定方法、水平井段内压裂方法和开采方法，本发明实施例首先在实验室制备出与施工现场同样孔眼的套管模型，然后模拟现场实际压裂井的孔眼排量、砂浓度和单孔加砂量等施工数据，对在套管模型上射孔进行冲蚀以仿真出实际冲蚀孔眼，然后基于该冲蚀孔眼进行暂堵球匹配，以确定适配该冲蚀孔眼的暂堵球的球径尺寸，该过程在实验室中模拟进行，能够精确匹配出适配现场施工的暂堵球球径，为水平井段内压裂工艺中暂堵球使用提供了依据，并提高了段内压裂效果和油气田开发时单井产量。

33、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

34、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种水平井段内多簇压裂用暂堵球球径的确定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取初始孔眼尺寸包括：在射孔结束后或者加砂压裂之前，基于图像采集设备获取井下水平井段内的目标压裂段射孔的初始孔眼尺寸。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在基于图像采集设备获取井下水平井段内的目标压裂段射孔的初始孔眼尺寸之前，还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述初始孔眼尺寸对模型套管进行加工，以制备出初始孔眼模型，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述冲蚀孔眼所在的模型套管进行切片并扫描，以获取所述冲蚀孔眼的形态参数，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述三维模型匹配暂堵球，并根据预设的暂堵球凸出比例阈值确定适配所述冲蚀孔眼的暂堵球的球径尺寸，包括：

7.根据权利要求1～6中任一项所述的方法，其特征在于，所述单孔加砂量和所述支撑剂浓度通过下述方法获取：

8.根据权利要求1～6中任一项所述的方法，其特征在于，所述单孔进液排量通过下述方法获取：

9.一种水平井段内压裂方法，其特征在于，包括：使用暂堵球对目标射孔簇对应的孔眼进行暂堵；

10.一种非常规油气田开采方法，其特征在于，包括：对非常规油气田储层进行水力压裂；

技术总结
本发明公开了一种暂堵球球径的确定方法、水平井段内压裂方法和开采方法，该方法包括：获取初始孔眼尺寸，并基于初始孔眼尺寸对模型套管进行加工，以制备出初始孔眼模型；基于预先获取的单孔加砂量、支撑剂浓度和单孔进液排量，对初始孔眼模型进行的冲蚀实验，以获取冲蚀孔眼；对冲蚀孔眼所在的模型套管进行切片并扫描，以获取冲蚀孔眼的形态参数；基于形态参数建立冲蚀孔眼的三维模型；基于所述三维模型匹配暂堵球，并根据预设的暂堵球凸出比例阈值确定适配所述冲蚀孔眼的暂堵球的球径尺寸。该过程在实验室中模拟进行，能够精确匹配出适配现场施工的暂堵球球径，为水平井段内压裂工艺中暂堵球使用提供了依据，并提高了压裂效果和油气田单井产量。

技术研发人员：马泽元,王博,胥云,梁宏波,杨战伟,郭英,田助红,鄢雪梅
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5