一种地层改造方法与流程

1.本发明涉及油气开发工程领域，具体涉及地层改造方法，尤其适用于深度不 低于4000米深的致密砂岩气藏。


背景技术：

2.对于非常规油气藏，例如，致密砂岩油气储层致密，可以通过压裂的方式沟 通储层，以提高产能。
3.但是，现有技术中，在压裂的储层改造过程中，常常发生一些问题。诸如， 储层破裂压力高，部分井难以有效压开储层，工程上出现丢层或者丢段的现象； 压裂液滤失量大，加砂压裂容易出现堵砂，施工风险加大；改造层位不明确，储 层改造不充分；储层改造效果差。
4.由此，设计一种新的地层改造方法是亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种 地层改造方法。该地层改造方法先对储层进行分段，有助于明确改造层位，提高 针对性，而在后续压裂操作过程中，向压裂管柱内泵送前置酸以用于溶蚀钻完井 过程中泥浆、水泥浆对裂缝系统的污染，同时降低破裂压力、减小施工难度，进 而提高储层改造效果，提高产量。
6.根据本发明，提出了一种地层改造方法，包括：
7.步骤一，根据储层条件，对储层进行精细化分段，
8.步骤二，进行射孔操作以在所分的各段内形成射孔，
9.步骤三，利用压裂管柱进行压裂操作，
10.其中，在步骤三中，针对所分的各段，在形成主裂缝前，先向压裂管柱内泵 送前置酸以用于溶蚀钻完井过程中泥浆、水泥浆对裂缝系统的污染。
11.在一个实施例中，在步骤三中，下入压裂管柱后，先向压裂管柱内泵送前置 酸，再对储层内的各段进行封隔。
12.在一个实施例中，在步骤三中，针对所分的第一段，所泵送前置酸的量比所 述压裂管柱的内腔的容积多5-8升，针对所分的除第一段外的其它段，所泵送前 置酸的量比所述压裂管柱的内腔的容积多1-3升。
13.在一个实施例中，在压不开相应的储层的情况下，可以通过连续油管洗出已 经泵送到压裂管柱内的前置酸，以使得前置酸在所述压裂管柱的内腔中的停留时 间小于24小时。
14.在一个实施例中，所述前置酸可以为盐酸或者土酸体系，并且在漏失量较大 的井段优先使用土酸体系。
15.在一个实施例中，在步骤三中，针对所分的各段，在泵送前置酸后，通过泵 送降阻水以在相应储层内形成主裂缝以及提升缝内净压力，在泵送降阻水的过程 中，所采用的泵
送排量要尽力接近相应井口装置的限压排量。
16.在一个实施例中，所述降阻水包括聚合物、胍胶粉或改性胍胶粉，该降阻水 的基液表观粘度为(常温170s-1
)9-15mpa
·
s。
17.在一个实施例中，在形成主裂缝后，还需要泵送压裂液携砂液用于提高近井 裂缝的导流能力。
18.在一个实施例中，携砂液中最高砂比不超过百分之十五。
19.在一个实施例中，在步骤一中，对于满足泥浆漏失量大于或等于50m3的储 层、地应力差超过7mpa的储层、裂缝型和孔隙型不同类型的储层，以及岩性类 别不同的储层其中之一的条件的情况下，要对储层进行单独分段。
20.与现有技术相比，本发明的优点在于，该地层改造方法在考虑储层的条件的 情况下，先对储层进行精细化分段，有助于明确改造层位，提高针对性；在后续 压裂操作过程中，先向管柱内泵送前置酸，以用于溶蚀钻完井过程中泥浆、水泥 浆对裂缝系统的污染，同时降低破裂压力、减小施工难度，进而提高储层改造效 果，提高产量。
附图说明
21.下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：
22.图1显示了根据本发明的一个实施例的压裂操作的铺置剖面示意图；
23.图2显示了天然裂缝从闭合态到开启示意图；
24.图3显示了x井四段体积压裂施工管柱示意图；
25.图4显示了y井t3x3岩心立缝图；
26.图5显示了y井两层体积压裂施工管柱示意图；
27.图6显示了y井下层施工曲线图；
28.图7显示了y井上层施工曲线图；
29.图8显示了y井体积压裂后608天累产曲线图；
30.附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
31.下面将结合附图对本发明做进一步说明。
32.本技术涉及一种地层改造方法，尤其适用于深度不低于4000米深的致密砂 岩气藏。在该方法中，先实施步骤一，根据储层条件，对储层进行精细化分段。 通过进行精细化处理，有助于明确改造层位，提高针对性，进而增加改造体积并 提高储层改造效果。然后，实施步骤二，根据分段，进行射孔操作，以在所分的 各段内形成射孔。在射孔完成后，要下入压裂管柱以进行步骤三，压裂操作。针 对所分的各段，在形成主裂缝前，先向压裂管柱内泵送前置酸以用于溶蚀钻完井 过程中泥浆、水泥浆对裂缝系统的污染，降低破裂压力、减小施工难度，进而提 高储层改造效果，提高产量。
33.在步骤一中，结合具体改造井段的岩性剖面、地应力剖面、油气显示情况、 泥浆漏失情况、测井参数、天然裂缝发育情况等因素综合进行分段。例如，可以 遵循以下分段原则：泥浆漏失量较大井段，例如，大于或等于50m3需要进行单 独分段；地应力差超过7mpa的储层单独分段；裂缝型和孔隙型不同的储层单独 分段；岩性类别不同(例如，有的是泥岩有
的是砂岩)的储层单独分段。此外还 应依据经验，考虑缝高、油气显示、经济成本等因素。
34.在第二步骤中，可以利用现有技术中的射孔方式进行操作，本技术并不对射 孔的操作工艺进行限定。
35.在储层内形成射孔后，需要进行压裂操作。以图3所示的四层分段压裂为例 进行论述。
36.在步骤三中，需要下入压裂管柱。压裂管柱下到位后，先进行第一段的压裂 施工操作，也就是最下端的射孔段一处。首先，泵送前置酸到压裂管柱中，泵送 的量比压裂管柱的内腔的容积多5-8升。在泵送前置酸后，需要向压裂管柱内泵 送降阻水。所泵送的降阻水催动酸液进入储层。该泵送前置酸的操作在封隔器坐 封前完成，以对泥浆、钙屑、水泥浆等污染物有一定的溶蚀作用，基质本身通过 泡酸后，抗张强度等岩石力学性质也会降低，从而起到降低破裂压力的作用，有 力的促进先压开储层，不丢段。然后再促动各封隔器坐封，以封隔所分的各段。
37.优选地，前置酸可以为盐酸或者土酸体系，并且在漏失量较大的井段优先使 用土酸体系。另外，在极端情况下，例如压不开相应的储层的情况下，可以通过 连续油管洗出已经泵送到压裂管柱内的前置酸，以使得前置酸在所述压裂管柱的 内腔中的停留时间小于24小时，用于避免压裂管柱受到腐蚀，保护压裂管柱的 使用安全。
38.然后，在针对第一段的施工操作中，向管柱内泵送降阻水，以在储层中形成 主裂缝，同时提升缝内净压力，当主裂缝内中的液体压力p大于天然裂缝中主应 力δf时，使得天然裂缝张开，增加分支缝，扩大改造体积，如图2所示。在高挤 降阻水过程中，在施工限压下尽量提高排量(比如105mpa井口，则在限压90mpa 下尽量提高排量；如果是140mpa井口，则在限压120mpa下尽量提高排量)。 这种操作可以带来以下好处：一是降阻水体系排量越高、降阻率越高；二是排量 大有助于促进缝高发育，对产层在纵向上进行充分改造；三是排量越大裂缝中净 压力越大，有利于打开闭合的天然裂缝、沟通远端的缝网系统，尽可能扩大改造 体积，协同步骤一种的精细化分段，从而形成体积压裂效果。优选地，降阻水包 括聚合物、胍胶粉或改性胍胶粉，该降阻水的基液表观粘度为(常温170s-1
) 9-15mpa
·
s。泵送降阻水的排量压力提稳以后，在压力操作空间允许的条件下， 可进行降阻水段塞式加砂。
39.在针对第一段的施工中，高挤降阻水结束后，衔接泵送压裂液携砂液。例如， 可以根据中间降阻水段塞加砂试探的排量及压力空间，优化设计合适的平均砂比 及最高砂比，进行近井带主缝的胶液加砂。例如，在某工程实践中，携砂液最高 砂比控制15％以内，平均砂比控制在10-13％为宜，这样既能够避免砂堵，减少 施工风险，又能满足深层致密砂岩支撑缝导流能力大于30md.m的要求。需要说 明的是，根据不同的储层条件，压力操作空间允许的条件下，还可采用其它的砂 比及导流能力，甚至更高的砂比。至此，针对第一段的压裂施工操作完成，在近 井带形成了非常高导流能力的人工裂缝，如图1所示。
40.进入第二段(射孔段二处)压裂施工操作，先泵送前置酸，该段泵送的前置 酸的量比压裂管柱的内腔的容积多1-3升。再然后，依次泵送降阻水和压裂液携 砂液。上述的泵送不同的液体过程中，泵送所采用的参数等可以参照第一段施工。
41.优选地，在后续段(非第一段)的施工过程中，如果采用投球等方式打开压 裂管柱的滑套，可以通过直接泵送前置酸的方式打开相应段的滑套，在滑套打开 后连通了压裂管柱和相应的储层，简化了操作。但是，需要注意的是，在上述操 作实施过程中，为了避免球
(如果是非耐酸球)与前置酸直接接触，可以泵送隔 离液用于隔离前置酸和球，以保证球的安全。例如，隔离液的量为5m3。
42.根据本技术的地层改造方法，在实际生产中进行了试验施工，具体施工情况 如下。
43.1)如图5所示，该井为定向井，于2006年12月完钻，完钻层位：t3x2，完 钻井深：5160m(垂深4945.51m)。原产层2007年1月至2011年3月生产，累计 产气8259.224
×
104m3。根据钻录井显示和测井解释，决定对该井t3x
3 (4632-4647m)、(4667-4679m)、(4712-4736m)段进行挖潜改造。
44.2)y井t3x3段岩性主要为浅灰、灰白色中粒岩屑石英砂岩。砂岩成分成熟 度普遍较高，石英含量最高可达89％，长石含量极少；(碎屑矿物成分：石英70％； 长石3.6％；岩屑26.4％)；71块岩心物性分析，孔隙度最高3.66％，最低1.44％， 平均2.78％，孔隙度峰值在2-3％之间；渗透率最高0.029
×
10-3
μm2，最低0.002
ꢀ×
10-3
μm2，平均0.009
×
10-3
μm2，渗透率峰值在0.01-0.02
×
10-3
μm2之间，属 典型的低孔、低渗深层致密砂岩气藏。
45.3)储层裂缝发育情况：一是井段(4632.70-4632.87m)漏失泥浆30.2m3；二 是取心井段(4633-4652m/19m)见裂缝31条(岩心缝密度1.72条/米)，如图4 所示；三是成像测井(4629-4775m/146m)见天然裂缝84条(成像缝密度0.57 条/米)，因此说明第一、二射孔段(4667-4679m、4632-4647m)裂缝较发育； 第三射孔段(4712-4736m)测井解释为裂缝-孔隙气层，因此本井挖潜层t3x3三 段均符合本发明对储层类型的要求。
46.4).三个射孔段(4632-4647m、4667-4679m、4712-4736m)的最小水平主应 力分别为45.2mpa、37.8mpa、46.2mpa；根据本发明分段原则，结合地应力剖面、 油气显示情况、泥浆漏失情况等，下入封隔器对三个射孔段分两层进行改造(管 柱结构示意图如图5所示)。
47.5)现场施工如本发明所述，上、下两层均采用“前置酸+降阻水+压裂液低 砂比加砂”方法。其中，前置酸为0.5-1.2m3/min中小排量。降阻水阶段提排量至 3.8-4.4m3/min，提升缝内净压力，打开闭合的天然裂缝。经模拟计算，胶液130m3与滑溜水82m3+胶液130m3相比较，缝长63.4m
↑
109.6m，增长率为72.9％，效 果明显，增加了沟通远端天然裂缝的机率。第三阶段中低砂比加砂，最高砂比控 制在15％，平均砂比11-13％。现场施工上、下两层均按设计顺利完成加砂，未 出现砂堵反复放喷等复杂情况，主要施工参数如表1所示，施工曲线如图6、图 7所示。
48.表1 y井体积压裂施工主要参数
49.50.6)压裂施工结束后累计排液417.25m3(101小时)，返排率69.69％，排液3.75 小时点火成功。油压8.5mpa，套压11.5下获测试产量3.2010
×
104m3/d。
51.7)本发明在y井应用后，2018年6月17日投产至2020年2月14生产稳 定，累计产气1715.3955万方。目前日产气2.8万方，油压15mpa
±
。在600天 左右的生产过程中，油、套压保持稳定，压降微弱(压降在1mpa以内，如图8 所示)，显示出本井良好的稳产能力，与同层位邻井累计产量及稳产能力的对比 分析见表2。由表2可见同区块同层位7口井对比，y井同期累计产量列第二位， 稳产能力列第一位。证明本发明实用性强，可靠性高，先导井对比分析稳产能力 好，具有较高的推广应用价值。
52.表2体积压裂y井与同层位邻井累产及稳产指数对比
[0053][0054]
以上仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本 领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种 改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权 利要求书的保护范围为准。

技术特征：
1.一种地层改造方法，其特征在于，包括：步骤一，根据储层条件，对储层进行精细化分段，步骤二，进行射孔操作以在所分的各段内形成射孔，步骤三，利用压裂管柱进行压裂操作，其中，在步骤三中，针对所分的各段，在形成主裂缝前，先向压裂管柱内泵送前置酸以用于溶蚀钻完井过程中泥浆、水泥浆对裂缝系统的污染。2.根据权利要求1所述的地层改造方法，其特征在于，在步骤三中，下入压裂管柱后，先向压裂管柱内泵送前置酸，再对储层内的各段进行封隔。3.根据权利要求2所述的地层改造方法，其特征在于，在步骤三中，针对所分的第一段，所泵送前置酸的量比所述压裂管柱的内腔的容积多5-8升，针对所分的除第一段外的其它段，所泵送前置酸的量比所述压裂管柱的内腔的容积多1-3升。4.根据权利要求2或3所述的地层改造方法，其特征在于，在压不开相应的储层的情况下，可以通过连续油管洗出已经泵送到压裂管柱内的前置酸，以使得前置酸在所述压裂管柱的内腔中的停留时间小于24小时。5.根据权利要求2到4中任一项所述的地层改造方法，其特征在于，所述前置酸可以为盐酸或者土酸体系，并且在漏失量较大的井段优先使用土酸体系。6.根据权利要求1到5中任一项所述的地层改造方法，其特征在于，在步骤三中，针对所分的各段，在泵送前置酸后，通过泵送降阻水以在相应储层内形成主裂缝以及提升缝内净压力，在泵送降阻水的过程中，所采用的泵送排量要尽力接近相应井口装置的限压排量。7.根据权利要求6所述的地层改造方法，其特征在于，所述降阻水包括聚合物、胍胶粉或改性胍胶粉，该降阻水的基液表观粘度为(常温170s-1
)9-15mpa
·
s。8.根据权利要求6所述的地层改造方法，其特征在于，在形成主裂缝后，还需要泵送压裂液携砂液用于提高近井裂缝的导流能力。9.根据权利要求9所述的地层改造方法，其特征在于，携砂液中最高砂比不超过百分之十五。10.根据权利要求2所述的地层改造方法，其特征在于，在步骤一中，对于满足泥浆漏失量大于或等于50m3的储层、地应力差超过7mpa的储层、裂缝型和孔隙型不同类型的储层，以及岩性类别不同的储层其中之一的条件的情况下，要对储层进行单独分段。

技术总结
本发明提出了一种地层改造方法，该地层改造方法包括步骤一，根据储层条件，对储层进行精细化分段；步骤二，进行射孔操作以在所分的各段内形成射孔；步骤三，利用压裂管柱进行压裂操作，其中，在步骤三中，针对所分的各段，在形成主裂缝前，先向压裂管柱内泵送前置酸以用于溶蚀钻完井过程中泥浆、水泥浆对裂缝系统的污染，该地层改造方法先对储层进行分段，有助于明确改造层位，提高针对性，而在后续压裂操作过程中，向泵送前置酸以用于溶蚀钻完井过程中泥浆、水泥浆对裂缝系统的污染，同时降低破裂压力、减小施工难度，进而提高储层改造效果，提高产量。提高产量。提高产量。


技术研发人员：刘林 王兴文 杨衍东 尹琅 林立世 颜晋川 刘琦 王峻峰
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司西南油气分公司
技术研发日：2020.11.06
技术公布日：2022/5/25