一种提高致密油气藏脉动CO2复合压裂缝网复杂程度的方法及系统

本发明涉及致密油气藏压裂改造工艺，具体涉及一种提高致密油气藏脉动co2复合压裂缝网复杂程度的方法及系统。

背景技术：

1、随着油气工业的发展，常规油气藏大部分都已经得到开发，常规油气藏所占的资源量逐渐减少。近年来，非常规油气藏受到人们的广泛关注。其中，代表性的致密油气藏资源丰富，开发潜力巨大，是非常规油气藏开发的重点。

2、致密油气藏的开发潜力巨大，但是相比于常规油气藏，致密油气藏孔隙微小、孔隙结构复杂、大部分存在微裂缝、岩石致密地应力高、破裂压力大、开发难度大。因此，大部分的致密油气藏面临着产量低、动用率低以及开采成本大经济效应低下等问题。因此，致密油气藏一般采用长水平井段水力压裂技术进行储层改造才能实现商业化开发。现场实践证明，由于致密储层黏土含量较高，且水平应力差较大，采用常规的水力压裂效果并不太理想。利用co2进行储层压裂改造则是一项具有重要潜力的技术，co2压裂具有破岩效率高、渗透性强、造缝复杂等优势，但是co2压裂的裂缝宽度较为有限，一般仅是常规水力压裂裂缝宽度的1/3～1/6，同时纯co2压裂液粘度较低，携砂能力比较弱。

3、脉动压裂是目前提升压裂缝网复杂度的重要工艺方法之一，其优势可以通过水力脉动产生疲劳损伤，反复的交变载荷可以增强岩石的疲劳性。采用co2-水交替注入的模式具有协同两种压裂工艺的优势，大量的液态co2瞬间气化成高温高压气体作用于水体和岩石内部，其中产生的相变会瞬间产生巨大的作用力，形成的反作用力再次冲击co2气体，最终形成瞬间的收缩-膨胀-收缩的交替作用力。整个变化过程中，将产生更大的交替载荷，从而促使形成的裂缝更加复杂，且脉动的co2注入模式将有利于降低摩阻，更有利于增加co2的注入范围。考虑到co2压裂的裂缝宽度较低，支撑承压能力有限，裂缝易闭合的特点。在脉动co2压裂之后，进行二次高粘度压裂液压裂施工，支撑扩大裂缝网络，提高复合压裂效率，最终提高缝网复杂程度。

4、综上所述，需要一种能够结合致密油气藏储层特征，并且可以形成复杂裂缝网络的储层压裂改造技术。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种提高致密油气藏脉动co2复合压裂缝网复杂程度的方法。利用该种方法可以增加原始地应力差小于25mpa的致密油气藏的缝网复杂程度，提高储层基质向人工裂缝提供油气的能力，最终达到较好的增产效果。经过现场试验证明，该方法在致密油气藏压裂作业中取得了很好的增产效果。

2、综上，为了解决上述问题，本发明基于以下三点理论：①致密油气藏水平应力差异越小，越有利于裂缝扩展形成复杂缝网；②脉动压裂可以通过水力脉动产生疲劳损伤，反复的交变载荷增加岩石的疲劳性；③适当提高压裂液黏度有利于支撑剂进入与气体运移。为了解决致密油气藏传统水力压裂难以形成复杂缝网、储层损伤以及压裂裂缝宽度小造成的支撑剂承压能力低、裂缝易闭合的缺点。通过对目的储层进行压前前置酸预处理，两次压裂工艺技术(脉动co2压裂和高黏度压裂液压裂)。

3、首先，对目的储层进行前置酸预处理——解决地层污染；防止黏土颗粒膨胀、运移和沉淀；改善储层岩石物理性质提高井周岩石渗透率和孔隙度。然后，采用co2脉动压裂(低粘度压裂液体系)，低粘度的co2和水交替注入，其中co2具有高渗透性(一般在储层条件下，容易达到超临界态，溶解和扩散能力进一步增强)，易于与天然裂缝沟通；此外，所采用的co2-水交替注入模式可以协同两种压裂工艺的优势，大量的液态co2瞬间气化形成高温高压气体作用于水体和岩石内部，其中产生的相变会瞬间产生巨大的作用力，形成的反作用力再次冲击co2气体，并且可以降低co2摩阻，形成瞬间的收缩-膨胀-收缩的交替作用力，整个变化过程中，将会产生更大的交替载荷。结合co2-水压裂液的高渗透性和交变载荷所造成的岩石疲劳，最终促进形成复杂的裂缝网络。之后，憋压停泵一段时间，使co2充分扩展至深部地层，并造成局部应力场发生转向，降低储层水平应力差。最后，进行二次高粘度压裂液压裂施工，将支撑剂携带到地层深部，支撑扩大缝网，最终提高缝网复杂程度。

4、具体的，本发明通过以下技术方案实现：

5、一种提高致密油气藏脉动co2复合压裂缝网复杂程度的方法，包括：

6、前置酸预处理；

7、运用co2和水进行脉动交替施工，进行第一次co2复合压裂施工；

8、停泵一段时间；

9、进行第二次高粘度压裂液压裂施工；

10、泄压返排，压裂施工结束。

11、根据本发明优选的，前置酸包括清洁酸，清洁酸包括浓缩酸和有机酸；

12、前置酸预处理，包括：在高于储层岩石破裂压力的情况下，将前置酸泵入地层，使一部分前置酸处于裂缝最前缘，一部分前置酸滤失到裂缝壁面两侧，当前置酸沿着裂缝流动进入地层与储层岩石基质接触后，溶解储层岩石中的泥质及酸溶成分，沟通微裂缝并解决地层污染问题。

13、进一步优选的，前置酸的体积为15～30m3。

14、根据本发明优选的，运用co2和水进行脉动交替施工，进行第一次co2复合压裂施工；包括：

15、将co2和水放置在不同的配液罐中；

16、采用1.0～3.0m3/min的排量，运用co2和水进行脉动交替施工，进行第一次co2复合压裂施工。

17、根据本发明优选的，在同一压力的条件下，co2和水的体积比的取值范围为(1.5～3)：1。

18、进一步优选的，co2和水的体积比例为2：1。

19、根据本发明优选的，停泵时间如下：

20、第一次co2复合压裂施工的排量1.0～1.5m3/min时，停泵时间为20～40min；

21、第一次co2复合压裂施工的排量1.5～2.0m3/min时，停泵时间为80～100min；

22、第一次co2复合压裂施工的排量2.0～2.5m3/min时，停泵时间为180～220min；

23、第一次co2复合压裂施工的排量2.5～3.0m3/min时，停泵时间为280～320min。

24、进一步优选的，第一次co2复合压裂施工的排量1.0～1.5m3/min时，停泵时间为30min；

25、第一次co2复合压裂施工的排量1.5～2.0m3/min时，停泵时间为90min；

26、第一次co2复合压裂施工的排量2.0～2.5m3/min时，停泵时间为210min；

27、第一次co2复合压裂施工的排量2.5～3.0m3/min时，停泵时间为300min。

28、根据本发明优选的，第二次高粘度压裂液压裂施工，包括：

29、采用5.0～18.0m3/min的排量，进行第二次高粘度压裂液压裂施工。

30、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现提高致密油气藏脉动co2复合压裂缝网复杂程度的方法的步骤。

31、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现提高致密油气藏脉动co2复合压裂缝网复杂程度的方法的步骤。

32、一种提高致密油气藏脉动co2复合压裂缝网复杂程度的系统，包括：

33、前置酸预处理模块，被配置为：进行前置酸预处理；

34、第一次co2复合压裂施工模块，被配置为：运用co2和水进行脉动交替施工，进行第一次co2复合压裂施工；

35、停泵模块，被配置为：停泵一段时间；

36、第二次高粘度压裂液压裂施工模块，被配置为：进行第二次高粘度压裂液压裂施工。

37、泄压返排模块，被配置为：泄压返排，压裂施工结束。

38、本发明与现有的技术相比，具有如下的优点和有益效果：

39、本发明利用酸预处理解决地层污染；黏土膨胀、颗粒运移、沉淀；改善岩石物理性质(增加井周岩石渗透率和孔隙度)。之后进行脉动co2复合压裂，结合co2的高渗透和扩散性和脉动压裂对岩石造成的疲劳损伤，促进形成复杂的裂缝网络。之后，憋压停泵一段时间，使co2充分扩展至深部地层，并造成局部应力场发生转向，降低储层水平应力差。最后，进行二次高粘度压裂液压裂施工，将支撑剂携带到地层深部，支撑扩大缝网，最终提高缝网复杂程度。利用本方法在某一油田进行压裂生产，增油量是常规水力压裂的2～5倍，可见通过采用本方法取得了较好的增油效果。