一种针对致密油藏的CO2压裂驱油一体化采油方法与流程

本发明涉及一种针对致密油藏的co2压裂驱油一体化采油方法，属于油气田开发中的致密油藏开发工程的技术领域。

背景技术

致密油藏是指以吸附或游离状态赋存于富有机质且渗透率极低的暗色页岩、泥质粉砂岩和砂岩夹层系统中的自生自储、连续分布、未经过大规模长距离运移的石油聚集，其储层孔隙度小于10％，空气渗透率小于1毫达西。我国致密油藏储量大，且随着我国能源需求的急剧增加，致密油将具有良好的资源前景，怎样实现高效稳态的开发是本领域技术人员一直研究的方向，也是非常规石油资源开采面临最现实的问题。

目前，致密油藏多采用水平井分段压裂、依靠地层天然能量的方式开采。水平井分段压裂技术通过井下封隔工具，将水平井分成若干段，针对每一段分别进行压裂作业的储层改造工艺，可有效提高致密油藏的动用体积。当地层能量逐渐衰竭，部分油田采用单井注水或注气吞吐的方式补充地层能量，以提高采收率。由于储层基质渗透率低，注入井与产出井之间的储层渗流能力差，注采压差大，造成注不进采不出的状况。在现有条件下，通过井间注采驱替采油的方式难以建立有效注采井网，因此，针对致密油藏提高采收率难度极大。

采用液态二氧化碳作为压裂液,利用压裂液压开地层，并携带支撑剂进入裂缝防止裂缝闭合，压裂后,二氧化碳气化并迅速从地层中返排出来,从而实现了对储层的增产改造，但此技术方案存在一系列的缺点,如:返排过程中二氧化碳大量进入大气造成温室气体排放、压裂过程中注入的二氧化碳没有有效利用、返排过程中易在管柱中产生冰堵等。

进一步，在现有技术中，常利用co2流动性强，可以进入储集层中的微孔隙、微裂缝、更好地沟通储集层等技术优势，通过注入co2进行驱油。其中，co2易溶于原油，降低原油粘度，引起原油体积膨胀，增加储层能量，利于原油的开采。然而，对于致密油藏，由于渗透率极低，难以通过常规井网进行井间注采开发。

采用现有的水平井压裂技术，如中国专利cn105114048a公开一种水平井分段压裂同井注采采油方法，通过水平井分段压裂，在油层不同部位产生多条垂直于水平井筒的压裂裂缝，在裂缝中注入二氧化碳对本发明所述致密油藏的储层进行驱油，是一种可行的提高采收率方法。

二氧化碳压裂过程中注入的大量二氧化碳也起到了补充地层能量、驱替原油的作用。本发明的目的是充分利用二氧化碳压裂过程中注入的大量二氧化碳进行驱油，减少二氧化碳排放及地层能量损失，顺利衔接二氧化碳压裂与专利cn105114048a所公开的驱油方法，以实现对致密油藏的储层的高效驱油和二氧化碳的综合利用。该技术问题是现有技术领域并未研究的技术主题。

技术实现要素：

针对致密油藏的储层特性与现有开采技术的不足，本发明公开一种针对致密油藏的co2压裂驱油一体化采油方法。

本发明的技术方案如下：

一种针对致密油藏的co2压裂驱油一体化采油方法，其特征在于：包括：沿水平井的趾部开始依次向其跟部的方向，分别对分段单元依次进行压裂和驱油，在压裂阶段，采用液态二氧化碳对水平井进行分段封闭压裂；在驱油阶段，在水平井分段单元被压裂出裂缝后，持续向所述分段单元内注入高压二氧化碳进行分段封闭驱油。其中，驱油阶段高压co2注入参数根据油藏工程方法或试注结果确定，注入压力小于地层破裂压力。

本发明以液态的co2为压裂液，利用水平井分段压裂技术在目标井段实施分段压裂，形成垂直于水平井筒的径向压裂裂缝，压裂结束后，不返排，直接作为驱替流体驱替原油向相邻裂缝流动，持续注入高压co2驱替基质原油向相邻裂缝流动，最终将裂缝间储层中的原油驱替到相邻裂缝产出；在所述水平井的分段单元生产结束后，再重复上述过程，沿水平井的趾部开始依次向其跟部的方向将所有分段单元进行压裂和驱油，直至目标储层开发结束。在此过程中，co2始终只注入，不返排，其具有携砂、造缝、补充地层能量、驱替的功能，既有效利用了压裂流体补充能量，又实现了致密油藏驱替采油，并可根据实际开发需要选择注入量和注入时间，实现了储层增产压裂改造和驱油一体化。

根据本发明优选的，针对致密油藏的co2压裂驱油一体化采油的具体方法，包括，选择待采油的水平井：沿地层最小水平主应力方向钻一口水平井，油井位于油层中下部，套管完井，水平井段长度应大于200米，要求开采油层不含边底水；其特征在于，还包括：

1)在水平井近趾部附近开始对水平井筒压裂；

2)采用液态co2对所述水平井压裂形成垂直于水平井筒的裂缝；液态co2排量3-10m³/min，或根据压裂设计方法确定相关施工参数；相邻裂缝间距离为40-200米，或根据油藏工程方法确定裂缝间距；

3)继续将高压co2沿水平井内的油管与套管之间的环形空间注入，高压co2进入靠近水平井跟部的裂缝后向水平井近趾部一侧驱替原油，原油由相邻裂缝产出，最终由油管产出至地面；驱油阶段高压co2注入参数根据油藏工程方法或试注结果确定，注入压力小于地层破裂压力；

4)当采油达到目标采收率或采油量达不到经济产量时，则停止对该分段井中co2驱替生产作业；

5)沿水平井向跟部移动，用封隔器封隔所述油管与套管之间的环形空间，待射孔完成后，重复步骤2)-4)，直至将水平井所有的水平分段单元全部驱替完毕。

根据本发明优选的，在步骤5)中，采用可捞式桥塞封隔水平井近趾部方向的井段，沿水平井向跟部依次移动40-200米进行压裂。此处是根据油藏工程方法确定的相邻两个水平分段单元之间的移动间距距离。

本发明的有益效果为：

1)本发明所述采油方法相比于常规的降压开采方式和传统水平井分段压裂之后的注水、注气开发，本发明避免了水力压裂和注水开发给储层带来的伤害和环境污染。尤其是，作为压裂液的液态co2在压裂结束后无需返排即可直接转化为驱替原油的驱替流体，使得压裂能量被充分利用，且伴随着后期持续注入co2，使开采过程中地层能量得到连续补充，实现了致密油藏co2压裂驱油一体化开采。

2)本发明所述采油方法，沿水平井的趾部开始依次向其跟部的方向，分别对分段单元依次进行压裂和驱油，在压裂阶段，采用液态二氧化碳对水平井进行分段封闭压裂；在驱油阶段，在水平井分段单元被压裂出裂缝后，持续向所述分段单元内注入二氧化碳进行分段封闭驱油，具体体现为以下优势：

本发明利用对分段压裂单元进行单次压裂和驱油作用直至该分段压裂单元内的原油全部被采出，然后再沿水平井的趾部开始依次向其跟部的方向移动，再次重复采用液态二氧化碳压裂和驱油。此种方式实现了致密油藏压裂和驱油的一体化操作，既充分利用了压裂过程中注入的大量二氧化碳，减少生产过程中的碳排放；又实现了致密油藏的有效驱替采油，相比较于自然能量开采和单井吞吐提高了原油产量，从而大大降低了油田开发成本。

附图说明

图1为本发明所述采油方法中所述水平井的局部压裂、驱油示意图，在水平井的趾部附近的分段压裂单元进行压裂；

图1中，1、地层；2、套管；3、油管；4、封隔器；5、油层；6、水平井直井段；7、原油流动方向；8、液态co2压裂液注入方向；9、趾部附近的原油采出裂缝；10、趾部附近的液态co2压裂液注入裂缝。

图2为本发明所述采油方法中所述水平井的局部压裂、驱油示意图，在水平井的跟部附近的分段压裂单元进行压裂；

图2中，1、地层；2、套管；3、油管；4、封隔器；5、油层；6、水平井直井段；7、原油流动方向；8、液态co2压裂液注入方向；9-1、第一压裂裂缝；10-1、第二压裂裂缝；11、第三压裂裂缝；12、跟部附近的原油采出裂缝；13、跟部附近的co2压裂液注入裂缝；14、可捞式桥塞。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此。

如图1、2所示。

实施例、

一种针对致密油藏的co2压裂驱油一体化采油方法，其特征在于：包括：沿水平井的趾部开始依次向其跟部的方向，分别对分段单元依次进行压裂和驱油，在压裂阶段，采用液态二氧化碳对水平井进行分段封闭压裂；在驱油阶段，在水平井分段单元被压裂出裂缝后，持续向所述分段单元内注入高压二氧化碳进行分段封闭驱油。其中，驱油阶段高压co2注入参数根据油藏工程方法或试注结果确定，注入压力小于地层破裂压力。

针对致密油藏的co2压裂驱油一体化采油的具体方法，包括，选择待采油的水平井：沿地层最小水平主应力方向钻一口水平井，油井位于油层中下部，套管完井，水平井段长度应大于200米，要求开采油层不含边底水；其特征在于，还包括：

1)在水平井近趾部附近开始对水平井筒压裂；

2)采用液态co2对所述水平井压裂形成垂直于水平井筒的裂缝；液态co2排量3-10m³/min，或根据压裂设计方法确定相关施工参数；相邻裂缝间距离为40-200米，或根据油藏工程方法确定裂缝间距；

3)继续将高压co2沿水平井内的油管与套管之间的环形空间注入，高压co2进入靠近水平井跟部的裂缝后向水平井近趾部一侧驱替原油，原油由相邻裂缝产出，最终由油管产出至地面；驱油阶段高压co2注入参数根据油藏工程方法或试注结果确定，注入压力小于地层破裂压力；

4)当采油达到目标采收率或采油量达不到经济产量时，则停止对该分段井中co2驱替生产作业；

5)沿水平井向跟部移动，用封隔器封隔所述油管与套管之间的环形空间，待射孔完成后，重复步骤2)-4)，直至将水平井所有的水平分段单元全部驱替完毕。

在步骤5)中，采用可捞式桥塞封隔水平井近趾部方向的井段，沿水平井向跟部依次移动40-200米进行压裂。此处是根据油藏工程方法确定的相邻两个水平分段单元之间的移动间距距离。