一种页岩气井支撑剂回流防控治一体化方法与流程

本发明涉及页岩气水平井开发，具体为一种页岩气井支撑剂回流防控治一体化方法。

背景技术：

1、水平井分段压裂是实现页岩气商业开发的主要工艺技术，该技术是通过封隔工具将水平井分为不同的段，在每一段内进行多簇同时压裂，从而对页岩气储层进行增产改造，实现页岩气的高效开发。

2、目前的页岩气井压裂时普遍都采用高砂量、高液量的设计，再加上老井生产导致地层闭合压力降低，所以在气井实际生产过程中，支撑剂容易发生回流现象。而支撑剂回流会严重伤害储层并阻碍气井正常生产，更严重时甚至会导致生产设备损坏、气井停产。所以支撑剂回流防治工作一直是页岩气田开发过程中面临的难题之一。

技术实现思路

1、本发明的技术问题在于目前的页岩气井压裂时普遍都采用高砂量、高液量的设计，再加上老井生产导致地层闭合压力降低，所以在气井实际生产过程中，支撑剂容易发生回流现象。

2、本发明提供的基础方案：一种页岩气井支撑剂回流防控治一体化方法，包括步骤：

3、s101，采用不同粘度压裂液交替注入；

4、s201，将气井产量控制在临界携砂流量范围内；

5、s301，设置回流阈值，当支撑剂回流达到回流阈值时，在气井井口安装除砂设备，去除回流支撑剂。

6、本发明的原理及优点在于：

7、1、采用不同粘度压裂液交替注入时，低粘液体指进，高粘液体对沉砂清扫，相比于单段采用高粘液体，携砂效果更远。

8、2、到气井井筒内气体流速小于临界携砂流量时，支撑剂无法被携带至井口，进而防止支撑剂回流至后续生产流程，将气井产量控制在临界携砂量范围内，能够在防止支撑剂回流的同时保障气井最大产能。

9、3、针对支撑剂回流十分严重的井，在支撑剂回流达到回流阈值时，通过在气井井口安装的除砂设备，能够有效去除回流支撑剂，保护后续生产设备。

10、进一步，还包括s102：控制支撑剂用量，减少70/140目支撑剂占比，增加40/70目以及30/50目支撑剂的占比。

11、有益效果：支撑剂回流主要是流体粘滞力大于颗粒重力导致的疏散颗粒运移，因此颗粒尺寸越大，越不容易被液体携带，对应的临界支撑剂回流速率也越大，因此本方案采用大颗粒尺寸的支撑剂，能够减少支撑剂回流风险。

12、进一步，还包括s202：优化压后放喷测试制度，采用从6mm的油嘴开始逐渐增大至10mm的油嘴进行测试。

13、有益效果：前期测试支撑剂回流严重的气井，在12mm油嘴测试制度下，测试产量明显高于临界支撑剂回流流量，支撑剂回流量也较大；当把油嘴减小到10mm时，此时测试产量与临界支撑剂回流流量基本持平，支撑剂回流情况得到明显的改善。测试制度优化为由6mm油嘴开始从小到大逐渐增大，最大只测试10mm油嘴制度，有条件气井可进站测试，井口压力明显稳定，进一步降低出砂风险。

14、进一步，s201中，页岩气井的临界携砂流量计算公式为：

15、

16、式中，qcr为支撑剂临界回流流量，104m3/d；d为管柱直径，m；p为井口压力，mpa；z为压缩因子，无量纲；t为温度，k；ρs为支撑剂密度，kg/m3；ρl为气体密度，kg/m3；ds为支撑剂直径，m；cd为曳力系数，无量纲；g为重力加速度，m/s2。

17、有益效果：页岩气井支撑剂回流受管柱直径、生产压差、水气、支撑剂直径和支撑剂等多种因素影响，针对上述因素，发明人推导出本申请中的临界携砂流量，将气井产量控制在临界携砂流量范围内，防止了支撑剂回流后对生产设备造成影响。

18、进一步，所述s301中采用的除砂设备为离心分离式除砂设备。

19、有益效果：通过离心分离式结构，利用介质流速在特定的流道中形成离心力，从而将密度更大的砂粒分离至设备边缘，再利用重力沉降至设备底部。

20、进一步，所述s301中采用的除砂设备为过滤分离式除砂设备。

21、有益效果：在除砂器内部设备一个滤筒，通过过滤分离式结构，靠拦截作用对大于滤筒过滤精度的砂粒进行分离。

技术特征：

1.一种页岩气井支撑剂回流防控治一体化方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的一种页岩气井支撑剂回流防控治一体化方法，其特征在于，还包括s102：控制支撑剂用量，减少70/140目支撑剂占比，增加40/70目以及30/50目支撑剂的占比。

3.根据权利要求2所述的一种页岩气井支撑剂回流防控治一体化方法，其特征在于，还包括s202：优化压后放喷测试制度，采用从6mm的油嘴开始逐渐增大至10mm的油嘴进行测试。

4.根据权利要求3所述的一种页岩气井支撑剂回流防控治一体化方法，其特征在于：s201中，页岩气井的临界携砂流量计算公式为：

5.根据权利要求4所述的一种页岩气井支撑剂回流防控治一体化方法，其特征在于：所述s301中采用的除砂设备为离心分离式除砂设备。

6.根据权利要求4所述的一种页岩气井支撑剂回流防控治一体化方法，其特征在于：所述s301中采用的除砂设备为过滤分离式除砂设备。

技术总结
本发明涉及页岩气水平井开发技术领域，具体为一种页岩气井支撑剂回流防控治一体化方法，包括步骤：S101，采用不同粘度压裂液交替注入；S201，将气井产量控制在临界携砂流量范围内；S301，设置回流阈值，当支撑剂回流达到回流阈值时，在气井井口安装除砂设备，去除回流支撑剂。本方案采用不同粘度压裂液交替注入时，低粘液体指进，高粘液体对沉砂清扫，相比于单段采用高粘液体，携砂效果更远；将气井产量控制在临界携砂量范围内，能够在防止支撑剂回流的同时保障气井最大产能；而针对支撑剂回流十分严重的井，在支撑剂回流达到回流阈值时，通过在气井井口安装的除砂设备，则能够有效去除回流支撑剂，保护后续生产设备。

技术研发人员：李远照,韦琦,张驰,刘星,郑珊珊,李浩然
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12