本發(fā)明涉及水平井分段壓裂技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種暫堵轉(zhuǎn)向壓裂方法。
背景技術(shù)：
對(duì)低滲透油田，水平井分段壓裂在水平井段形成多條相互獨(dú)立的人工裂縫改善滲流條件，提高單井產(chǎn)能。欲在比較長(zhǎng)的水平井井段中以較短的時(shí)間、安全地壓裂形成上述優(yōu)化的多條水力裂縫，且壓后快速地排液，實(shí)現(xiàn)低傷害的水平井分段壓裂，其壓裂工藝技術(shù)難點(diǎn)在于分段壓裂工藝方式選擇和井下封堵工具。常規(guī)水平井分段改造不足有兩個(gè)個(gè)方面：首先，根據(jù)80％以上的產(chǎn)能來(lái)自大約30％的層段的認(rèn)識(shí)，一方面是大約50％以上的液體泵注入了沒(méi)有產(chǎn)能貢獻(xiàn)的地層，另一方面是油氣富集的甜點(diǎn)區(qū)沒(méi)有得到充分改造，尤其是油氣富集的甜點(diǎn)區(qū)分在同一段，僅僅壓開(kāi)一條裂縫，改造強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。液體壓裂效率很低；其次，根據(jù)低滲透油氣藏裂縫波及不到的地方，油氣很難運(yùn)移和被動(dòng)用的原理，目前大部分壓裂形成的裂縫大多是傳統(tǒng)意義的單一裂縫，裂縫形狀單一，橫向擴(kuò)展延伸較少，壓裂有效體積較小，動(dòng)用的油氣資源自然就少，產(chǎn)量較低、累計(jì)產(chǎn)出量少就成為了必然現(xiàn)象。
暫堵多縫壓裂技術(shù)在施工過(guò)程中，適時(shí)地向地層中加入適量的暫堵劑，遵循向阻力最小方向流動(dòng)的原則，暫堵劑隨壓裂液進(jìn)入原有裂縫或高滲透層，在壓差作用下聚集并產(chǎn)生高強(qiáng)度的濾餅橋堵，使后續(xù)壓裂液不能進(jìn)入該裂縫和高滲透帶，同時(shí)，在一定的水平兩向應(yīng)力差條件下，使壓裂產(chǎn)生的新裂縫沿著與以前人工裂縫不同的方位起裂和延伸，從而建立新的油氣滲流通道和改變油氣層流體滲流驅(qū)替規(guī)律，以提高低滲透儲(chǔ)層的改造效果。蓋上了上述常見(jiàn)的問(wèn)題。
專利號(hào)為201511015214.7的發(fā)明專利提到一種實(shí)現(xiàn)水平井段內(nèi)暫堵轉(zhuǎn)向多縫壓裂的方法，該方法通過(guò)采用多尺度可降解暫堵劑提高封堵效率、降低縫間液體的漏失量，應(yīng)用可降解纖維分散到攜帶液中形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高可降解暫堵劑在攜帶液中的穩(wěn)定性，提高封堵成功率。施工結(jié)束后，暫堵轉(zhuǎn)向工作液中的可降解暫堵劑和可降解纖維在井底溫度的作用下完全降解，無(wú)殘?jiān)?，不?duì)人工裂縫產(chǎn)生污染。但是多尺度可降解暫堵劑為混合暫堵劑，且大粒徑可降解暫堵劑被截堵在裂縫端口，小粒徑填充在大粒徑可降解暫堵劑之間，僅是提高封堵效果，對(duì)縫隙開(kāi)裂并無(wú)益處。
此外，在壓裂施工中，存在很多突發(fā)情況，也需要引起一定的重視。
因此，如何針對(duì)上述現(xiàn)有暫堵轉(zhuǎn)向壓裂所存在的缺點(diǎn)進(jìn)行研發(fā)改良，實(shí)為相關(guān)業(yè)界所需努力研發(fā)的目標(biāo)，本發(fā)明人有鑒于此，乃思及創(chuàng)作的意念，遂以多年的經(jīng)驗(yàn)加以設(shè)計(jì)，經(jīng)多方探討并試作樣品試驗(yàn)，及多次修正改良，乃推出本發(fā)明。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
鑒于上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了暫堵轉(zhuǎn)向壓裂方法。
(二)技術(shù)方案
本發(fā)明提供了暫堵轉(zhuǎn)向壓裂方法，包括如下步驟：
第一步，向井內(nèi)輸入工作液，所述工作液包括壓裂液；
第二步，當(dāng)工作液液面快速上升時(shí)，向工作液中加入短纖維網(wǎng)；
第三步，向工作液內(nèi)加入暫堵劑，所述暫堵劑包括大顆粒暫堵劑及粉末狀暫堵劑；
第四步，測(cè)量下層工作液ph值，若為中性或者為酸性則加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)ph值為弱堿性；
第五步，當(dāng)壓力穩(wěn)定上升接近70mpa時(shí)，向井內(nèi)加入酸溶液直至下層工作液呈中性。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述大顆粒暫堵劑由粒徑為11-13mm的顆粒組成，所述粉末狀暫堵劑由粒徑為20-120目或1-3mm的顆粒組成。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述暫堵劑包含10-20份碳酸鈣，1-3份對(duì)笨二甲酸乙烯酯，14-16份聚丙烯酰胺，13-15份的天然聚氨酯，1-2份過(guò)硫酸鉀、1-2份異丙醇、1-2份氯化鋁。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述大顆粒暫堵劑在施工間歇于地面高壓管匯投送；粉末狀暫堵劑在混砂車投送。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述大顆粒暫堵劑的投放方法為：
1)前次裂縫加砂壓裂頂替結(jié)束后，停泵，關(guān)閉井口油管閘門，打開(kāi)放噴管線閘門，地面高壓管線泄壓；將暫堵劑裝入軟管線，與混砂車排出口連接；
2)關(guān)閉全部混砂車向低壓管匯供液閥門；打開(kāi)旋塞閥和混砂車排出閥門，混砂車平緩加壓將暫堵劑完全推進(jìn)高壓管匯，關(guān)閉旋塞閥和混砂車排出口閥門；
3)關(guān)閉放噴管線閘門，打開(kāi)井口油管閘門，啟動(dòng)一臺(tái)壓裂車以0.5-1.0m3/min排量將暫堵劑由地面管線送入井筒，然后啟動(dòng)其他壓裂車，用前次裂縫的頂替量以1.5-2.0m3/min排量將暫堵劑送到裂縫位置，按設(shè)計(jì)進(jìn)行下條裂縫施工。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述大顆粒暫堵劑的投放方法為：
1)前次裂縫加砂壓裂頂替結(jié)束后，停泵，關(guān)閉井口油管閘門，打開(kāi)放噴管線閘門，地面高壓管線泄壓；關(guān)閉旋塞閥；將暫堵劑裝入軟管線，分別與水泥車排出口和旋塞閥連接；打開(kāi)旋塞閥；
2)水泥車供液，啟動(dòng)供液電機(jī)，加大油門平緩加壓將暫堵劑完全推進(jìn)至井口高壓管線，關(guān)閉旋塞閥；關(guān)閉放噴管線閘門，打開(kāi)旋塞閥和井口油管閘門，啟動(dòng)一臺(tái)壓裂車以.5-1.0m3/min排量將暫堵劑由地面管線送入井筒，然后啟動(dòng)其他壓裂車，用前次裂縫的頂替量以1.5-2.0m3/min排量將暫堵劑送到裂縫位置，按設(shè)計(jì)進(jìn)行下條裂縫施工。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在施工中，若出現(xiàn)破裂壓力超過(guò)70mpa而無(wú)法將地層壓開(kāi)，則停止施工。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在施工中，如發(fā)生砂堵現(xiàn)象，依次采用以下措施解堵：
1)平穩(wěn)擠壓裂液解堵：當(dāng)出現(xiàn)泵壓猛增，排量下降，確認(rèn)為砂堵時(shí)，應(yīng)立即停止加砂，用大排量平穩(wěn)擠壓裂液的方法進(jìn)行解堵，待正常后再繼續(xù)加砂；如不能解堵，則進(jìn)行下一步；液氮防噴解堵：連接放噴管線，利用液氮能量從油管放噴，放活后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定下步措施；如放不活進(jìn)行下一步；
2)水擊解堵：水擊解堵是用少部分壓裂車，在安全壓力范圍內(nèi)，從油管正憋壓，然后猛放壓，形成一個(gè)水擊現(xiàn)象，產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)；經(jīng)正沖擊與反振動(dòng)的往復(fù)作用，沖擊或振活沉砂段解除砂堵；
3)如水擊解堵不成功，則下連續(xù)油管從油管沖砂。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，若施工過(guò)程中壓力上升過(guò)快立即停止加砂，用1-2個(gè)井筒體積的滑溜水沖洗，等壓力平穩(wěn)后按照備用泵注程序繼續(xù)施工。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在施工中，若發(fā)生井口或地面管線漏，則立即停泵，關(guān)井口閘門和旋塞閥，進(jìn)行整改。
(三)有益效果
從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明暫堵轉(zhuǎn)向壓裂方法至少具有以下有益效果其中之一：
(1)通過(guò)向地層中泵注高強(qiáng)度水溶性(油溶性)暫堵劑，封堵以往裂縫，迫使流體轉(zhuǎn)向，壓開(kāi)新裂縫，使裂縫形態(tài)復(fù)雜化，進(jìn)而提高單井產(chǎn)量和控制儲(chǔ)量；
(2)在施工過(guò)程中適時(shí)地向地層中加入大顆粒暫堵劑，流體遵循向阻力最小方向流動(dòng)的原則，暫堵劑封堵原裂縫，在近井地帶產(chǎn)生高強(qiáng)度濾餅。后續(xù)工作液不能繼續(xù)向原裂縫流入，迫使壓裂液在原裂縫某一相對(duì)薄弱處，開(kāi)啟新縫。在應(yīng)力等值線區(qū)域內(nèi)，新裂縫沿起裂方向繼續(xù)延伸，當(dāng)經(jīng)過(guò)應(yīng)力等值線區(qū)后，回到與老裂縫平行的方向。壓后暫堵劑完全溶解，原裂縫恢復(fù)產(chǎn)能；
(3)在縫內(nèi)投放粉末狀高強(qiáng)度水溶性暫堵劑，對(duì)主裂縫端部形成臨時(shí)封堵，迫使在裂縫壁面不同位置壓開(kāi)多條支裂縫或微裂縫，形成復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)裂縫，獲得更大的改造體積；
(4)暫堵劑耐溫范圍廣，適用于60-180℃地層，均可承受80mpa，封堵率高；材料特殊，為非磺化瀝青類；可溶于清水、鹽水、酸液、堿液、壓裂液等多種水基流體，溶解后對(duì)地層，傷害小，滲透率恢復(fù)率90％以上；
(5)大顆粒暫堵劑投送根據(jù)壓裂高低壓管匯組合形式，具有兩種投送方式，粉末狀高強(qiáng)度水溶性暫堵劑從混砂車攪拌罐投送即可，暫堵劑的投送操作簡(jiǎn)單；
(6)破裂壓力超過(guò)70mp，地面仍然未被壓裂，如繼續(xù)施壓，恐造成壓裂管道和相關(guān)設(shè)備的超壓損壞；
(7)砂堵會(huì)導(dǎo)致壓力接近限壓，依照嚴(yán)重程度采取對(duì)應(yīng)的措施，否則會(huì)造成超壓；
(8)由于造成壓力上升過(guò)快的因素很多，用滑溜水沖洗，并采用備用泵，基本排除隱患；
(9)管線泄漏，造成壓裂壓力不夠，浪費(fèi)資源，且壓裂效果差，需停工檢修；
(10)最后調(diào)節(jié)工作液至中性，利于開(kāi)始封堵的裂縫重新解堵，利用最后階段壓力盡可能壓開(kāi)更多裂縫，同時(shí)利于暫堵劑溶解少殘留。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供了一種暫堵轉(zhuǎn)向壓裂方法。通過(guò)向地層中泵注高強(qiáng)度水溶性(油溶性)暫堵劑，封堵以往裂縫，迫使流體轉(zhuǎn)向，壓開(kāi)新裂縫，使裂縫形態(tài)復(fù)雜化，進(jìn)而提高單井產(chǎn)量和控制儲(chǔ)量。在施工過(guò)程中適時(shí)地向地層中加入大顆粒暫堵劑，流體遵循向阻力最小方向流動(dòng)的原則，暫堵劑封堵原裂縫，在近井地帶產(chǎn)生高強(qiáng)度濾餅。后續(xù)工作液不能繼續(xù)向原裂縫流入，迫使壓裂液在原裂縫某一相對(duì)薄弱處，開(kāi)啟新縫。在應(yīng)力等值線區(qū)域內(nèi)，新裂縫沿起裂方向繼續(xù)延伸，當(dāng)經(jīng)過(guò)應(yīng)力等值線區(qū)后，回到與老裂縫平行的方向。壓后暫堵劑完全溶解，原裂縫恢復(fù)產(chǎn)能。粉末狀暫堵劑封堵縫端，使裂縫復(fù)雜化。
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，圖1為本發(fā)明實(shí)施例暫堵轉(zhuǎn)向壓裂方法的流程圖。包括如下步驟：
第一步，向井內(nèi)輸入工作液，所述工作液包括壓裂液；
第二步，待工作液液面快速上升時(shí)，向工作液中加入短纖維網(wǎng)；
第三步，向工作液內(nèi)加入暫堵劑，暫堵劑包括大顆粒暫堵劑及粉末狀暫堵劑；
第四步，測(cè)量下層工作液ph值，若為中性或者為酸性則加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)ph值為弱堿性。
第五步，待壓力穩(wěn)定時(shí)，加入酸溶液直至中性。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，大顆粒暫堵劑由粒徑為11-13mm的顆粒組成，粉末狀暫堵劑由粒徑為20-120目或1-3mm的顆粒組成；暫堵劑均包含10-20份碳酸鈣，1-3份對(duì)笨二甲酸乙烯酯，14-16份聚丙烯酰胺，13-15份的天然聚氨酯，1-2份過(guò)硫酸鉀、1-2份異丙醇、1-2份氯化鋁，其中過(guò)硫酸鉀為引發(fā)劑，異丙醇為鏈轉(zhuǎn)移劑，氯化鋁為交聯(lián)劑。暫堵劑在地面高溫高壓下通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)以及物理法的優(yōu)勢(shì)活化得到顆粒型堵劑，是化學(xué)反應(yīng)與物理勢(shì)能相互催化的復(fù)合體。一次交聯(lián)是在生產(chǎn)時(shí)完成物化反應(yīng)，形成顆粒，在應(yīng)用時(shí)，顆粒隨液體進(jìn)入孔眼和裂縫后，在壓力差下獲得勢(shì)能后繼續(xù)反應(yīng)交聯(lián)，形成高強(qiáng)度的濾餅。從而具備顆粒性的高強(qiáng)度，又具備交聯(lián)型堵劑的良好封堵率，具備了用量少，形成壓差大、壓后完全溶解無(wú)污染的特點(diǎn)。在壓裂液和酸液里可以完全溶解，不會(huì)造成新的傷害，不會(huì)給壓裂設(shè)備帶來(lái)新的負(fù)擔(dān)，所需的壓力和封堵時(shí)間，可以通過(guò)應(yīng)用量劑大小、成分組成、顆粒大小控制。
其中，縫內(nèi)轉(zhuǎn)向暫堵劑用量計(jì)算如下式：
g＝πh(d×δd+δd2)×ρ視×(1+k)/10
式中：g：暫堵劑質(zhì)量(其單位為kg)；h：射孔段長(zhǎng)度(其單位為m)；d：套管外徑(其單位為cm)；δd：濾餅厚度(其單位為cm)；ρ視：暫堵劑視密度(其單位為g/cm3)；k：嵌入裂縫比例(其單位為％)。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，大顆粒暫堵劑投送根據(jù)壓裂高低壓管匯組合形式，具有兩種投送方式，粉末狀高強(qiáng)度水溶性暫堵劑從混砂車攪拌罐投送即可，暫堵劑的投送操作簡(jiǎn)單；具體地，
大顆粒暫堵劑的一種投放方法為：
1)前次裂縫加砂壓裂頂替結(jié)束后，停泵，關(guān)閉井口油管閘門，打開(kāi)放噴管線閘門，地面高壓管線泄壓；將暫堵劑裝入軟管線，與混砂車排出口連接；
2)關(guān)閉全部混砂車向低壓管匯供液閥門；打開(kāi)旋塞閥和混砂車排出閥門，混砂車平緩加壓將暫堵劑完全推進(jìn)高壓管匯，關(guān)閉旋塞閥和混砂車排出口閥門；
3)關(guān)閉放噴管線閘門，打開(kāi)井口油管閘門，啟動(dòng)一臺(tái)壓裂車以0.5-1.0m3/min排量將暫堵劑由地面管線送入井筒，然后啟動(dòng)其他壓裂車，用前次裂縫的頂替量以1.5-2.0m3/min排量將暫堵劑送到裂縫位置，按設(shè)計(jì)進(jìn)行下條裂縫施工。
大顆粒暫堵劑的另一種投放方法為：
4)前次裂縫加砂壓裂頂替結(jié)束后，停泵，關(guān)閉井口油管閘門，打開(kāi)放噴管線閘門，地面高壓管線泄壓；關(guān)閉旋塞閥；將暫堵劑裝入軟管線，分別與水泥車排出口和旋塞閥連接；打開(kāi)旋塞閥；
5)水泥車供液，啟動(dòng)供液電機(jī)，加大油門平緩加壓將暫堵劑完全推進(jìn)至井口高壓管線，關(guān)閉旋塞閥；關(guān)閉放噴管線閘門，打開(kāi)旋塞閥和井口油管閘門，啟動(dòng)一臺(tái)壓裂車以.5-1.0m3/min排量將暫堵劑由地面管線送入井筒，然后啟動(dòng)其他壓裂車，用前次裂縫的頂替量以1.5-2.0m3/min排量將暫堵劑送到裂縫位置，按設(shè)計(jì)進(jìn)行下條裂縫施工。
壓裂施工過(guò)程也對(duì)壓裂成功與否切起到關(guān)鍵的作用，及時(shí)處理壓裂施工中的出現(xiàn)的問(wèn)題，才能取得良好的施工效果。
若出現(xiàn)破裂壓力超過(guò)70mpa而無(wú)法將地層壓開(kāi)，則停止施工；
壓裂施工中壓力突然上升時(shí)，且幅度較大時(shí)，工程技術(shù)員應(yīng)立即通知儀表操作人員停泵。采取相應(yīng)措施。
在壓裂施工中，若出現(xiàn)壓力上升過(guò)快則停止加砂，開(kāi)始頂替；如發(fā)生砂堵現(xiàn)象，則按以下措施解堵。
平穩(wěn)擠壓裂液解堵：當(dāng)出現(xiàn)泵壓猛增，排量下降，確認(rèn)為砂堵時(shí)，應(yīng)立即停止加砂，用大排量平穩(wěn)擠壓裂液的方法進(jìn)行解堵，待正常后再繼續(xù)加砂；
連接放噴管線，利用液氮能量從油管放噴，放活后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定下步措施。如放不活進(jìn)行水擊解堵。
水擊解堵：水擊解堵是用少部分壓裂車，在安全壓力范圍內(nèi)，從油管正憋壓，然后猛放壓，形成一個(gè)水擊現(xiàn)象，產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)。經(jīng)正沖擊與反振動(dòng)的往復(fù)作用，沖擊或振活沉砂段解除砂堵。
如水擊解堵不成功，則下連續(xù)油管從油管沖砂。
在壓裂施工中，若發(fā)生井口或地面管線漏，則立即停泵，關(guān)井口閘門和旋塞閥，進(jìn)行整改。整改后，若施工處于注前置液階段，則重新計(jì)算前置液量，然后按調(diào)整后的泵注程序繼續(xù)施工；若施工處于加砂階段，則開(kāi)始頂替。
若施工過(guò)程裂縫延伸壓力較高，逼近施工限壓，則現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整施工設(shè)計(jì)，修改施工規(guī)模、施工排量、泵注程序等。施工時(shí)盡量限壓不限排量。
在壓裂施工過(guò)程中，裂縫延伸壓力較高，接近施工限壓，進(jìn)行調(diào)整施工設(shè)計(jì)，修改施工參數(shù)，服從指揮人員。
此外，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，若施工過(guò)程中壓力上升過(guò)快立即停止加砂，用1-2個(gè)井筒體積的滑溜水沖洗，等壓力平穩(wěn)后按照備用泵注程序繼續(xù)施工。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在施工中，若發(fā)生井口或地面管線漏，則立即停泵，關(guān)井口閘門和旋塞閥，進(jìn)行整改。
至此，已經(jīng)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述。依據(jù)以上描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)本發(fā)明有了清楚的認(rèn)識(shí)。
需要說(shuō)明的是，在附圖或說(shuō)明書(shū)正文中，未繪示或描述的實(shí)現(xiàn)方式，均為所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員所知的形式，并未進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。此外，上述對(duì)各元件和方法的定義并不僅限于實(shí)施例中提到的各種具體結(jié)構(gòu)、形狀或方式。
還需要說(shuō)明的是，本文可提供包含特定值的參數(shù)的示范，但這些參數(shù)無(wú)需確切等于相應(yīng)的值，而是可在可接受的誤差容限或設(shè)計(jì)約束內(nèi)近似于相應(yīng)值。實(shí)施例中提到的方向用語(yǔ)，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向，并非用來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。此外，除非特別描述或必須依序發(fā)生的步驟，上述步驟的順序并無(wú)限制于以上所列，且可根據(jù)所需設(shè)計(jì)而變化或重新安排。并且上述實(shí)施例可基于設(shè)計(jì)及可靠度的考慮，彼此混合搭配使用或與其他實(shí)施例混合搭配使用，即不同實(shí)施例中的技術(shù)特征可以自由組合形成更多的實(shí)施例。
以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。