一种提高低渗致密砂岩油气井产能的纤维暂堵转向压裂方法_2

文档序号:9322534阅读:来源:国知局
产生了转向裂缝的判断方法为:在纤维暂堵剂加注完毕后,栗注暂堵 顶替液阶段,观察施工压力是否快速上涨,且上涨压力大于最大水平主应力与最小水平井 主应力的应力差,如果施工上涨压力大于此应力差,则判断原裂缝实现了封堵,则继续进行 转向压裂施工;否则,继续混合注入纤维和支撑剂,进行再次封堵。其中,纤维暂堵剂为具有 可降解特性的DF-1改性纤维。
[0053] 本发明提供的这种提高低渗致密砂岩气井产能的纤维暂堵转向压裂方法方法工 艺简单、便于操作、施工效果明显,可广泛用于低渗致密砂岩多薄储层气井的压裂改造,通 过软件模拟计算,可优化压裂施工参数、纤维加量,提高储层改造效果。
[0054] 实施例2 :
[0055] 在实施例1的基础上,本实施例以苏东A井为例,该井是一口气田开发井,典型的 低渗致密砂岩气藏多薄层气井,有气层、含气层、含气水层共6个小层,综合分析本井测录 井资料及区块开发情况,选择压裂层段为山i气层。为了对该井储层进行有效改造,设计采 用纤维暂堵转向压裂工艺。
[0056] 具体步骤;
[0057]步骤1)评价该井山i气层是否适合纤维暂堵转向压裂:该区块山:层最大水平主 应力和最小水平主应力的应力差平均6MPa,区块微裂缝较为发育,平均微裂缝条数为1. 1 条/m,砂岩储层脆性指数较高,为50-60,储层纵向厚度8m,泥岩遮挡层厚度大于6m,与砂岩 层应力差llMPa,应力遮挡较好。综合评价认为,该井山i层可采用纤维暂堵转向压裂技术 进行压裂改造。
[0058] 步骤2)根据所选适合转向压裂的井和层的测井、录井等地质资料选择射孔井段 和射孔参数。优化该井射孔段为2974. 0-2976. 0m,采用SYD-102射孔枪,127射孔弹射孔, 射孔相位角60°,射孔密度为16孔/m。
[0059] 步骤3)根据测井数据、完井井身结构、邻井生产动态情况、储层应力资料、砂体展 布情况进行压裂改造参数优化,压裂管柱采用2 7人"油管带单上封压裂工具,结合压裂分析 软件模拟计算,确定改造层段的支撑剂用量为30m3、支撑剂平均浓度为21%、施工排量为 2. 4-3. 0m3/min、压裂液用量为362m3及压裂施工栗序。在支撑剂加入浓度为30%时,同时 加入纤维进行裂缝暂堵,加纤维前支撑剂用量为13m3,转向裂缝加入支撑剂为10m3,应用压 裂分析软件模拟计算裂缝参数,裂缝的导流能力为37dc.cm,裂缝长度为150m、裂缝高度为 23m、裂缝宽度为6mm,满足该井压裂改造需要。
[0060] 本实施例中支撑剂类型为20-40目的高强度低密度陶粒,压裂液为低伤害的清洁 压裂液体系,可采用现有技术中公开的各种清洁压裂液,纤维暂堵转向剂由DF-1纤维改性 而来,纤维主要成分为水溶性聚乙稀醇,平均分子量为60000~150000,为市场上通用产 品。
[0061] 其改性方法如下:
[0062] (1)采用铬酸溶液对DF-1纤维进行表面改性,处理效果比较好,而且处理工艺简 单,过程易于控制。采用正交实验,利用失重率、吸湿率以及表面官能团含量等评价指标,得 出最佳处理条件:@铬酸配方1( 2(>207:浓112504:11 20采用5:8:100;@室温条件下浸泡时间 为2. 5h;③65~70°C条件下处理时间约4min。
[0063] (2)采用表面接枝方法对DF-1纤维进行表面处理常用的引发方式有辐射引发 和化学引发。采用正交实验,利用接枝率、吸湿率以及表面官能团含量等评价指标,得出 最佳处理条件:①KMn04浓度为5X10 3m〇l/L、@H2S04浓度为0. 2mol/L、③丙烯酸浓度为 0? 8mol/L、④反应时间为3.Oh。
[0064] (3)硅烷偶联剂处理。利用吸附率、吸湿率以及接枝率等评价指标,得出各实验比 较合适的处理条件:选用甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷DF-1A-503的水/乙醇溶液处 理DF-1纤维,对其表面进行改性,提高其吸湿率以及分散性。
[0065] DF-1改性纤维具有分散好、自动降解的特点,且有助于悬砂,可提高支撑剂在裂 缝中的铺置效率,可防止压裂液返排初期支撑剂回流,提高了裂缝的导流能力;通过实验评 价,选用DF-1改性纤维的直径为10微米左右,长度为8毫米左右;在压裂施工时,加砂的 高砂比阶段,纤维与支撑剂一起混合加入。具体说,就是在主压裂阶段加入支撑剂高砂比 阶段,利用地面加料设备将DF-1改性纤维快速吸入压裂混砂车混合罐,由地面压裂栗车将 DF-1改性纤维与支撑剂陶粒一起栗入井内。
[0066] 纤维封堵长度由实验评价得来,如图1所示,评价了施工排量3m3/min,砂比20%, 缝高30m,缝宽5mm,封堵裂缝长度与封堵压力的关系曲线,由图可知,封堵长度0. 4m时,封 堵压力llMPa,能够满足裂缝转向封堵的要求。
[0067] 步骤4)根据优化确定的压裂施工参数、裂缝形态模拟参数:施工排量、支撑剂浓 度、裂缝宽度、裂缝高度,以及裂缝封堵长度,根据相似准则,应用实验室模拟的岩心暂堵压 裂实验数据,对纤维加入参数进行优化计算,优化参数主要包括:纤维加量、纤维加入速度、 封堵压力。
[0068] 设室内模拟暂堵裂缝长度为Q,宽度为I,高度为氏,裂缝中流速为Vi,纤维与支 撑剂形成的封堵压力为h,突破压力Pi,排量Q1;油藏条件下纤维暂堵裂缝长度为L2,宽度 为W2,高度为H2,裂缝中流速为V2,纤维与支撑剂形成的封堵压力为F2,突破压力P2,排量Q2。 基于裂缝中流动相似原理,应用相似准数一牛顿数Ne建立相似方程如下:
[0079] 根据实验室模拟的实验数据,获得纤维的加入最佳比例为12%。,支撑剂体积密度 为1760kg/m3,则纤维的加量比例为21.lkg/m3。
[0080] 计算纤维的加入量为:
[0081] X=ff2XH2XL2X21. 1/1000
[0082] 纤维的加入速度为:
[0083]
[0084] 以上公式中:
[0085] Q-室内模拟暂堵裂缝长度,cm ;
[0086] Wi-室内模拟暂堵裂缝宽度,mm ;
[0087] 氏一室内模拟暂堵裂缝高度,mm ;
[0088] Vi-室内模拟裂缝中压裂液流速,ml/min;
[0089] Fi-室内模拟纤维与支撑剂形成的封堵压力,N;
[0090] Pi-室内模拟突破纤维封堵压力,MPa;
[0091] APi-室内模拟裂缝封堵压力,MPa;
[0092] Q:一室内模拟压裂液注入排量,ml/min;
[0093] L2-油藏条件暂堵裂缝长度,m;
[0094] W2-油藏条件暂堵裂缝宽度,mm;
[0095] H2-油藏条件暂堵裂缝高度,m;
[0096] V2一油藏条件裂缝中压裂液流速,m3/min;
[0097] PS-油藏条件纤维与支撑剂形成的封堵压力,N;
[0098] P2-油藏条件突破纤维封堵压力,MPa;
[0099] Q2一油藏条件施工排量,m3/min;
[0100] AP2-室内模拟裂缝封堵压力,MPa;
[0101] X-纤维加入量,kg;
[0102] Y-纤维加入阶段加砂量,m3;
[0103] R-纤维加入阶段加砂砂比;
[0104] V-纤维加入速度,kg/min;
[0105] 取一组实验数据,〇丨为10ml/min,L丨为5. 0cm,H丨为8. 2mm,W丨为0? 067mm,AP丨为 2. 6MPa。油藏条件下压裂施工排量%为3. 0m3/min,模拟裂缝长度1^为150m,H2为14m,W2 为7mm,计算AP2等于11. 8MPa〇
[0106] 纤维加入阶段的加入支撑剂量7m3、加砂砂比30%,计算纤维加量172. 5kg、纤维 加入速度22. 2kg/min、封堵压力11. 8MPa,纤维暂堵后栗注顶替液26m3,再栗注转向前置液 27m3后,开始转向裂缝加入支撑剂。
[0107] 压裂施工栗序设计如下:
[0108] ①测试压裂栗注程序见表1 (求取交联胍胶液体效率以及地层闭合压力):
[0109] 表1压裂测试栗注程序
[0110]
[0111] ②主压裂栗注程序见表2 (根据现场施工情况
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