专利名称：压裂人工裂缝有效支撑方法
技术领域：
本发明涉及油田开发领域内应用于压裂施工过程中的一种方法， 具体的说，是涉及一种主要应用于低渗透油田可保证压裂增产效果的 施工方法。
背景技术：
低渗透油田储层多为薄互层，油层物性差且厚度小，隔层薄且成 分复杂，裂缝垂向延伸严重，裂缝容易使上下薄隔层沟通，在进行常 规压裂增产过程中，加入的支撑剂会部分沉在隔层中，而油层则仅有 较少的支撑剂甚至无支撑剂，形成无效支撑，从而影响压裂增产效果。 造成这种结果的原因是，目前现有技术中。分析这一状况的成因在于， 现有技术中没有针对不同的裂缝延伸类型而采取相应的施工方法，而 是都采用延时扩散的方法，即在压后都采取统一的扩散时间，致使部 分支撑裂缝在油层内较少，却在隔层中占有一定比例，最后导致裂缝 支撑效率不高，降低了压裂效果。也就是说低渗透油田储层特殊的地 质条件和现有的不合理压裂施工方法导致了上述问题的发生。
发明内容
为了解决油田现有压裂技术中对于低渗透油田储层所采用的压 裂增产施工方法不合理而使得裂缝支撑效率不高、压裂效果被降低的 问题，本发明提供了一种有可效支撑压裂人工裂缝的新的施工方法， 该方法实施后，可实现对压裂井目的层裂缝的有效支撑，提高了压裂 井目的层支撑剂的效果，经过大量的试验证明已取得了非常好的增 油效果。本发明的技术方案是该种压裂人工裂缝有效支撑方法，主要是 根据地应力剖面曲线，分别得出目的层与上、下隔层的地应力差值， 将其定义为Aoj:和o下，如果，Ao上》AMPa，且Ao下》AMPa，表示上下隔层均衡遮挡，裂缝主要在产层内延伸，则采取强制闭合措施，改善支撑剖面； 如果Ao上〈AMPa或Ao下〈A MPa，表示上下隔层遮挡不均衡，则当Ao上〉Ao下时，则裂缝易向下延伸，采用低排量或变排量 施工，控制裂缝垂向延伸，而采取强制闭合措施，改善支撑剖面；而当A0^"A0T时，裂缝垂向延伸严重，易均衡延伸，采用低排量或变排量施工，控制裂缝垂向延伸；采取强制闭合k施，改善支 撑剖面；当Acii〈AOT时，裂缝易向上延伸，采取低排量压裂施工，控 制裂缝垂向延伸，同时延长扩散时间，使支撑剂充分沉降；上述条件中，A值与油田岩石特性、压裂规模有关，对于一般油 层，小型压裂A值为5 MPa。本发明具有如下有益效果由于采取上述方案后，针对不同的裂缝延伸类型而采取了相应的施工方法，实现对压裂井目的层裂缝的有效支撑，提高了压裂井目的层支撑剂的效果。参与实验的的121 口井 平均单井日增油2.5t，与未采用本方法的时期对比，初期增油强度 是以往压裂的1. 3倍。可见在压裂井条件逐渐变差的情况下，通过采 用本方法，已经取得了很好的增油效果。
图1是本发明中实施例1中大庆油田南194-262井的地应力剖面 解释成果图。图2是本发明中实施例2中大庆油田南214-272井的地应力剖面 解释成果图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明本发明中所述方法可以概括为根据地应力剖面曲线，分别得出目的层与上、下隔层的地应力差值，将其定义为AOi和Op如果，Ao上》AMPa，且厶o下》AMPa，表示上下隔层均衡遮挡， 裂缝主要在产层内延伸，则采取强制闭合措施，改善支撑剖面； 如果Ao上〈AMPa或Ao下〈A MPa，表示上下隔层遮挡不均衡， 则当厶Oi〉Ao^时，则裂缝易向下延伸，采用低排量或变排量 施工，控制裂缝垂向延伸，而采取强制闭合措施，改善支撑剖面；而当AOi&AOT时，裂缝垂向延伸严重，易均衡延伸，采用低排量或变排量施工，控制裂缝垂向延伸；采取强制闭合措施，改善支 撑剖面；当AOi〈Ao^时，裂缝易向上延伸，采取低排量压裂施工，控 制裂缝垂向延伸，同时延长扩散时间，使支撑剂充分沉降；上述条件中，A值与油田岩石特性、压裂规模有关，对于一般油 层，小型压裂A值为5MPa。这一数值是通过大量的统计数据得出的 最佳判断点。本方法中所列出的所谓"强制闭合"措施是指对裂缝垂向均衡延 伸或易向下延伸的压裂层，施工停泵后，立即在井口有控制地进行放 喷返排，加速裂缝的闭合，使缝中的支撑剂尚未来得及沉降或稍有沉 降时即被已经闭合了的裂缝壁夹住，最大限度地支撑压裂目的层，保 证裂缝具有较高的导流能力。所谓"延时扩散"措施是指对裂缝易向 上延伸的压裂层，延长扩散时间，使支撑剂充分沉降到压裂目的层， 提高油层段有效支撑，具体的说，压裂停泵后扩散压力40分钟后返 排压裂液。所谓"低排量施工"措施是指通过计算模拟，油层和隔层 地应力差大于5MPa时，泵注排量的大小对裂缝高度的延伸影响较小； 小于5MPa时，泵注排量的大小对裂缝高度的延伸影响较大。因而在 满足施工要求条件下，对裂缝垂向延伸严重的层或上下延伸不均衡的 层，采用2立方米/分钟的低排量压裂，控制裂缝垂向延伸。所谓"变 排量"施工措施是指在压裂施工过程中，井筒周围的裂缝延伸压力最 大，因而在施工初期容易压穿遮挡层。而当输送支撑剂后，支撑剂本 身能起到遮挡作用。因而，对裂缝垂向延伸严重又需要较高砂比的层， 在前置液阶段采用2立方米/分钟低排量造缝，控制裂缝垂向延伸； 在加砂阶段采用3立方米/分钟高排量，增大铺砂浓度，确保压裂效 果。下面是应用本方法的几个具体实施例。实例1，大庆油田南194-262井，进行小型压裂，压裂目的层PI1-PI2,深度为1681.3-1685米。该井地应力剖面解释成果图如图1 所示。根据图中曲线査得，压裂目的层段内最小的地应力为 18.334MPa,对应深度为1684.752米，上隔层最大的地应力为 23.445MPa,对应深度为 1680.7832 米，二者差值 =23. 445-18. 334=5. 109 MPa.下隔层最大的地应力为24.499MPa，对应 深度为1685.678米，二者差值=24. 499-18. 334=6. 165 MPa.由此可 知，压裂目的层与上隔层，下隔层的应力差值分别为5.109 MPa和 6. 165 MPa，都大于小型压裂的A值5 MPa。所以上下隔层都能起到遮 挡作用，所以该层压裂时采取强制闭合措施。实例2:南194-262井，进行小型压裂，压裂目的层PI3-PI4，深 度为1691.1-1701.1米。该井地应力剖面解释成果图亦如图1所示。 根据图中曲线査得，压裂目的层段内最小的地应力为22.931MPa，对 应深度为1698. 114米，上隔层最大的地应力为24.499MPa，对应深度 为1685. 678米，二者差值=24. 449-22. 931=1. 581 MPa。下隔层最大 的地应力为24.013MPa，对应深度为1704.993米，二者差值 =24.499-24.013=0.468 MPa。由此可见压裂目的层与上隔层，下隔 层的应力差值分别为1. 518 MPa和0. 468 MPa，都小于小型压裂的A 值5MPa。所以上下隔层都不能起到遮挡作用，所以该层压裂时采取 了强制闭合措施。应用本方法进行压裂后，日产液6. 0吨，日产油2. 2吨，远远超过 了达到了应用原有方法压裂时的效果，达到了日产油2吨目标的 110%。实例3，大庆油田南214-272井，进行小型压裂，压裂目的层 PI1-PI2，深度为1438.3-1443.4米，该井地应力剖面解释成果图如图 3所示，根据图中曲线查得，压裂目的层段内最小的地应力为 17.34脂Pa，对应深度为1439.96米，上隔层最大的地应力为 21.987MPa，对应深度为1437. 05米，二者差值=21. 987-17. 348=4. 639 MPa，小于小型压裂的A值5MPa，不能遮挡。下隔层最大的地应力为 22.448MPa，对应深度为1448. 03米，二者差值=22. 448-17. 348=5. 1 MPa，大于小型压裂的A值5 MPa能遮挡。裂缝向上延伸，所以该层 压裂时采取延时扩散措施。该井压裂后，日产液5. 0吨，日产油4. 1吨，达到了常规压裂日产油2吨目标的200%。
权利要求
1. 一种压裂人工裂缝有效支撑方法，其特征在于根据地应力剖面曲线，分别得出目的层与上、下隔层的地应力差值，将其定义为Δσ上和σ下，如果，Δσ上≥AMPa，且Δσ下≥AMPa，表示上下隔层均衡遮挡，裂缝主要在产层内延伸，则采取强制闭合措施，改善支撑剖面；如果Δσ上＜AMPa或Δσ下＜AMPa，表示上下隔层遮挡不均衡，则当Δσ上＞Δσ下时，则裂缝易向下延伸，采用低排量或变排量施工，控制裂缝垂向延伸，而采取强制闭合措施，改善支撑剖面；而当Δσ上≈Δσ下时，裂缝垂向延伸严重，易均衡延伸，采用低排量或变排量施工，控制裂缝垂向延伸；采取强制闭合措施，改善支撑剖面；当Δσ上＜Δσ下时，裂缝易向上延伸，采取低排量压裂施工，控制裂缝垂向延伸，同时延长扩散时间，使支撑剂充分沉降；上述条件中，A值与油田岩石特性、压裂规模有关，对于一般油层，小型压裂A值为5MPa。
全文摘要
一种压裂人工裂缝有效支撑方法。主要解决现有压裂增产施工方法不合理而使得压裂裂缝不能被有效支撑的问题。其特征在于由地应力曲线得出目的层与上、下隔层的地应力差值Δσ<sub>上</sub>和σ<sub>下</sub>，如果，Δσ<sub>上</sub>≥5MPa，且Δσ<sub>下</sub>≥5MPa，则采取强制闭合措施；如果Δσ<sub>上</sub>＜5MPa或Δσ<sub>下</sub>＜5MPa，则当Δσ<sub>上</sub>＞Δσ<sub>下</sub>时，采用低排量或变排量施工，控制裂缝垂向延伸，而采取强制闭合措施，改善支撑剖面；而当Δσ<sub>上</sub>≈Δσ<sub>下</sub>时，采用低排量或变排量施工，控制裂缝垂向延伸，采取强制闭合措施，改善支撑剖面；当Δσ<sub>上</sub>＜Δσ<sub>下</sub>时，采取低排量压裂施工，且同时延长扩散时间，使支撑剂充分沉降。该方法具有可实现对压裂井目的层裂缝有效支撑的作用，且具有很好的增油效果。
文档编号E21B43/25GK101270651SQ200810083978
公开日2008年9月24日 申请日期2008年4月30日 优先权日2008年4月30日
发明者于永波, 尹喜永, 张传绪, 柴立新 申请人:大庆油田有限责任公司