本发明属于水力压裂领域，涉及一种页岩气藏水力压裂加砂工艺。
背景技术：
近年来，美国页岩气革命对国际天然气市场及世界能源格局产生重大影响，世界主要资源国都加大了页岩气勘探开发力度。“十二五”期间，我国页岩气勘探开发曾取得重大突破，成为北美洲之外第一个实现规模化商业开发的国家。“十三五”期间，我国经济发展新常态推动能源结构不断优化调整，天然气等清洁能源需求持续加大，国家级页岩气示范区中石化涪陵页岩气田在2015年实现50亿方/年的产能，2017年3月累计供气突破100亿方。国内页岩气开发取得的突破成果主要得益于钻井技术和水力压裂技术的进步和革新，在常规水力压裂的基础上，将单井水马力供应提升到35000hhp以上，采用20台以上泵车进行大规模、大排量、高压力人工制造大范围网状体积裂缝，通过压裂液携带支撑剂进入地层裂缝在液体返排出地层后对裂缝进行支撑以防止裂缝完全闭合，形成具有一定导流能力的页岩气网状流动通道，实现页岩气藏开发的有效增产。
在页岩油气水力压裂施工过程中，一般由混配车连续配液提供具有一定粘度和携砂能力的滑溜水和线性胶压裂液，混砂车将支撑剂(包括100目数的粉砂，40～70目数的中砂和30～50目数的粗砂)和压裂液混合均匀形成携砂液并将携砂液传输给压裂泵车，支撑剂既可以是陶粒也可以是覆膜砂或者覆膜陶粒，作为压裂施工“心脏”的压裂泵车通过台上发动机提供动力将携砂液由液力端低压端吸入，经柱塞加压后由液力端高压端排出，高压携砂液流经地面高压管汇和流程进入井口，进而到达井底实现人工造缝。
在页岩气藏水力压裂施工过程中由于页岩气藏相较于常规油气藏埋藏深度深，岩性更为致密，粘土含量高，渗透率低，导致施工压力上升，加砂困难，一方面地层加不进去砂或者加砂量低，裂缝表面铺砂浓度低，铺砂不均匀，导致裂缝的导流能力降低，甚至在部分范围由于支撑剂的缺失而导致裂缝完全闭合，没有形成有效的支撑，从而大大降低了页岩油气的沟通范围和渗流能力，导致水力压裂无法达到预期的增产效果。另外一方面由于加砂方式不正确或者不符合地层特性，施工压力波动范围大，压力迅速上升而导致超压的现象也时有发生，影响到施工安全和施工的正常进行。如何寻找合适的加砂方式，在提高加砂量形成具有一定铺砂浓度的导流裂缝的同时保证施工压力的平稳，完成安全施工的同时达到预期的增产效果成为目前面临的主要问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种页岩气藏水力压裂加砂工艺，在提高加砂量形成具有一定铺砂浓度的导流裂缝的同时保证施工压力的平稳。本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种页岩气藏水力压裂加砂工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)酸洗：对射孔区域和近井地带进行酸化冲洗，去除射孔孔眼处和近井地带周围的堵塞；
(2)粉砂压裂：携砂液携带粉砂进行造缝；
(3)中砂压裂：携砂液携带中砂进行造缝；
(4)粗砂压裂：砂液携带粗砂进行近井地带裂缝充填；
(5)携砂液顶替：将地面高压管汇和井筒中的携砂液顶替进地层，清除井筒中的余砂；
(6)收尾：进行压力降测试，施工结束。
本发明所称粉砂为粒径在100目以下的压裂支撑剂，中砂为粒径在40～70目的压裂支撑剂，粗砂为粒径在30～50目的压裂支撑剂。
通过在正式压裂之前增加酸洗步骤，可以降低施工压力，提高施工安全性。
进一步地，粉砂压裂分为2～4个阶段，中砂压裂分为6～10个阶段，各阶段的携砂液携带砂比例逐步提高。压裂阶段数量和各阶段的携砂液携带砂比例根据压力调整，整体掌握阶梯提砂比，在确保施工压力平稳的同时保证加砂量。
进一步地，粉砂压裂起始阶段携砂液携带砂体积比为1～3％，粉砂压裂结束阶段携砂液携带砂体积比为8～10％；中砂压裂起始阶段携砂液携带砂体积比为1～3％，粉砂压裂结束阶段携砂液携带砂体积比为7～9％；粗砂压裂阶段携砂液携带砂体积比为7～9％。
进一步地，在酸洗阶段结束后，将携砂液排量阶梯提升。通过阶梯提升携砂液排量，形成大排量水力压裂，满足页岩油气施工大排量造网状体积裂缝要求。
进一步地，在粉砂压裂结束后注入隔离液再进行中砂压裂，在中砂压裂结束后注入隔离液再进行粗砂压裂。
进一步地，隔离液中携带体积比为0.5～1.5％的上一阶段支撑剂。一方面可以将前一个加砂阶段顺利顶入地层裂缝，另外一方面可以增加整体加砂量，使加砂更为均匀，改善地层裂缝的铺砂情况。
本发明可以取得以下有益效果：
(一)通过前置打酸进行近井地带清洗有效消除了由于钻井完井对地层的污染而导致的地层堵塞影响，从而降低了施工压力，保证了施工安全。
(二)视压力情况进行排量的阶梯提升可以使施工更为平稳，压裂泵车可以依次启动提档，在保护了设备的同时保证了页岩气压裂施工排量要求。
(三)针对每个粉砂加砂阶段或者中砂加砂阶段甚至粗砂加砂阶段，每阶段采用阶梯提砂比的形式稳定加砂，一是有效的提升了整体施工加砂量，消除了地层加砂困难、加砂砂堵等影响施工正常的不利因素，二是地层裂缝表面的铺砂浓度更为均匀，避免了由于以往单阶段加砂而形成的铺砂浓度为零的间隔铺砂现象。
(四)通过采用具有一定携砂量的隔离液进行中间顶替和隔离，有效的增加了整体加砂量，同时使铺砂更为均匀。
(五)本发明相比以往的设计思路可提高20％～30％的整体加砂量，在提高加砂量的同时压力曲线更为平稳，施工安全更有保障。
附图说明
图1为本发明的一种页岩气藏水力压裂加砂工艺示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明。
本发明的一种页岩气藏水力压裂加砂工艺示意图如图1所示。
本发明的一种页岩气藏水力压裂加砂工艺，包括以下阶段：
(1)酸洗：对射孔区域和近井地带进行酸化冲洗，去除射孔孔眼处和近井地带周围的堵塞。通过对射孔区域和近井地带进行酸化冲洗，去除射孔孔眼处和近井地带周围的堵塞从而达到降低施工压力的目的。在施工压力降低以后设计阶梯提排量，视压力的变化将施工排量由2m3/min阶梯提升到14m3/min以上，形成大排量水力压裂，满足页岩油气施工大排量造网状体积裂缝要求。
(2)粉砂压裂：携砂液携带粉砂进行造缝。图1中粉砂压裂共有3个阶段，携砂液携带100目粉砂进行造缝，其中粉砂一阶段砂比依次由2％提升至3％、4％，粉砂二阶段砂比依次由5％提升至6％、7％，粉砂三阶段砂比依次由7％提升至8％、9％。
(3)中砂压裂：携砂液携带中砂进行造缝；图1中中砂压裂共有8个阶段，携砂液携带40～70目支撑剂进行造缝，其中中砂一阶段砂比由2％提升至3％，中砂二阶段砂比依次由3％提升至4％、5％，中砂三阶段砂比依次由3％提升至4％、5％，中砂四阶段砂比依次由4％提升至5％、6％，中砂五阶段砂比依次由5％提升至6％、7％，中砂六阶段砂比依次由6％提升至7％、8％，中砂七阶段砂比依次由7％提升至8％，中砂八阶段砂比依次由6％提升至7％、8％、9％。
(4)粗砂压裂：砂液携带粗砂进行近井地带裂缝充填；中砂八阶段在压力平稳的情况下可以将中砂改为30～50目粗砂进行近井地带裂缝充填。
在每个加砂阶段之间设计砂比1％的隔离液，一方面可以将前一个加砂阶段顺利顶入地层裂缝，另外一方面可以增加整体加砂量，使加砂更为均匀，改善地层裂缝的铺砂情况。
(5)携砂液顶替：将地面高压管汇和井筒中的携砂液顶替进地层，清除井筒中的余砂；
(6)收尾：进行压力降测试，施工结束。
在粉砂阶段和中砂阶段可以视压力情况调整各阶段砂比情况，整体掌握阶梯提砂比，保证加砂量。
本发明在重庆地区页岩气开发水力压裂施工中得以试验使用，通过改变以往的加砂方式，提高了整体加砂量，施工压力更为平稳，铺砂浓度更为均匀，有效提高了裂缝导流能力，取得了单井日产20万m3以上的优异产能。