页岩气水平井分段压裂方法和页岩气水平井完井方法

日期:2019-05-16 05:00:39

页岩气水平井分段压裂方法和页岩气水平井完井方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油气井领域,特别是涉及一种页岩气水平井分段压裂方法。本发明还涉及包括这种页岩气水平井分段压裂方法的页岩气水平井完井方法。
【背景技术】
[0002]页岩气是近年来潜力巨大的非常规天然气资源,并已成为世界油气勘探开发的热门领域。页岩气藏富含有机质,是典型的自生自储型气藏。与其他的天然气藏相比,页岩气藏中的天然气以游离气和吸附气为主而赋存、原位饱和富集于页岩储集系统的微纳米级孔一缝、矿物颗粒表面。页岩气藏具有无明显气水界面、大面积连续成藏、低孔、低渗等特征,一般无自然产能,必须通过压裂工程才能形成工业生产能力,并且初期产量较高、递减快,但后期稳产时间长。
[0003]基于页岩气藏的特征,为了确保其开发的经济有效性,必须对其进行改造,形成具有有效导流能力的网络裂缝,才能有效地进行采出。

【发明内容】

[0004]针对上述问题,本发明提出了一种页岩气水平井分段压裂方法。这种压裂方法能够有效地对页岩气藏进行改造,形成具有有效导流能力的网络裂缝。
[0005]根据本发明的第一方面,提出了一种页岩气水平井分段压裂方法,包括,
[0006]步骤一:对井内下层产层射孔并进行压裂;
[0007]步骤二:将下层产层坐封;
[0008]步骤三:对井内上层产层射孔并进行压裂;
[0009]步骤四:将上层产层坐封;
[0010]重复步骤三和步骤四,直到完成水平井压裂施工。
[0011]根据本发明的方法能够对页岩气藏进行有效地改造,形成具有有效导流能力的网络裂缝。此外,由于在对下层产层压裂,并且坐封后,再对上层产层进行压裂,避免了下层产层产出物对上层产层压裂施工的影响,方便了施工操作。
[0012]在一个实施例中,在多个坐封步骤中,部分坐封步骤使用投球坐封,部分坐封步骤使用桥塞坐封。在页岩气水平井坐封时,桥塞坐封的时间较长,而且桥塞有可能在井下发生损坏而遇阻的问题,投球坐封的时间较短并且不存在遇阻问题,而本方法使用投球坐封提到了部分桥塞坐封,不但可以大大减少坐封步骤所使用的时间,提高施工效率,而且还可以降低井下坐封和钻塞遇阻的几率。
[0013]在一个实施例中,在投球坐封步骤中,所投入的封堵球堵塞所压裂的射孔孔眼;在桥塞坐封步骤中,桥塞将相邻的产层分隔开。桥塞坐封可以将相邻产层分隔开,以使完成压裂的井段不受随后产层的压裂操作影响。在一个优选的实施例中,在多个坐封步骤中,交替式使用投球坐封和桥塞坐封。奇数产层的坐封步骤使用投球坐封,偶数产层的坐封步骤使用桥塞坐封。在压裂过程中,完成压裂的井段不受随后产层的压裂操作影响,这极大地方便了施工。此外,根据这种方法还可以达到:桥塞用量节约一半左右,施工时间节约1/3以上。
[0014]在一个实施例中,在投球坐封步骤中,所投入的封堵球的数量是相应产层的射孔孔眼数的1倍到3倍。优选地,在投球坐封步骤中,所投入的封堵球的数量是相应产层的射孔孔眼数的1.5倍。在另一个实施例中,在投球坐封步骤中,所投入的封堵球的直径是相应产层的射孔孔眼直径的1倍到3倍。优选地,在投球坐封步骤中,所投入的封堵球的是相应产层的射孔孔眼直径的1.5倍。使用这种尺寸和数量的封堵球可以保证完全堵塞相应产层的射孔孔眼,方便了整个压裂施工过程。
[0015]根据本发明的第二方面,还提出了一种页岩气水平井完井方法,其包括根据上文所述的页岩气水平井分段压裂方法。
[0016]与现有技术相比,本发明的优点在于:(1)本发明的方法在对下层产层压裂,并且坐封后,再对上层产层进行压裂,避免了下层产层产出物对上层产层压裂施工的影响,方便了施工操作。(2)在本发明的方法中,部分坐封步骤使用投球坐封,部分坐封步骤使用桥塞坐封。这不但可以大大减少坐封步骤所使用的时间,提高施工效率,而且还可以降低井下坐封和钻塞遇阻的几率。此外,本发明的方法工艺简单、成本低廉、便于操作、确保了在页岩气水平井中压裂施工的成功,降低了施工风险。
【附图说明】
[0017]在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
[0018]图1是对井内下层产层进行压裂和投球坐封的示意图;
[0019]图2是水平井压裂施工结束之后的示意图。
[0020]在附图中,相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0022]根据本发明的方法通常在固井之后进行。图1示意性地显示了根据本发明对井内下层产层进行压裂和投球坐封的过程。
[0023]首先,向井筒10内下入射孔枪(未示出)到预定产层11 (或第一层11)以进行射孔,而在套管15上形成射孔孔眼16。通常,第一层11为最底层的产层。射孔枪和射孔操作时本领域的技术人员所熟知的,这里不再赘述。射孔结束之后,向井内充入高压流体进行压裂,在第一层11中形成产层裂缝12。产层裂缝12的数量通常为多个。产层渗出物或产物通过产层裂缝12和射孔孔眼16进入到井筒10中,并且可以在地面采出。
[0024]接下来,向井筒10中投入封堵球13以将射孔孔眼16封堵住,防止产层渗出物流入到井筒10中,为了显示清楚,图1中没有显示将所有的射孔孔眼都堵塞。为了保证封堵球13能够将所有的射孔孔眼16堵塞,所使用的封堵球13的直径是射孔孔眼16的开口直径的1倍到3倍,优选为1.5倍。这样,封堵球13不会进入到产层裂缝12内,而是处于射孔孔眼16处,这也方便了在采出之前将封堵球13钻除。在另一个实施例中,所投入的封堵球13的数量是射孔孔眼16的数量的1倍到3倍,优选为1.5倍。封堵球13的数量大于射孔孔眼16的数量,是由于部分封堵球13处于井筒10内,而不是堵塞射孔孔眼16,起不到堵塞射孔孔眼16的作用。
[0025]在第一层11坐封结束之后,再次向井筒10内下入射孔枪(未示出)到第二层21。第二层21与第一层11相邻并且处于第一层11的上方,也就是说压裂施工过程是从产层深处朝向地表进行。在对第二层21进行射孔、压裂之后,使用桥塞坐封。第二层21的射孔和压裂施工与第一层11的射孔和压裂施工相同,这里不再赘述。
[0026]在压裂施工之后,向井筒10中投入桥塞23以将第二层21与处于第二层21以上的产层分隔开。以使得第一层11和第二层21不会受到处于第二层21以上的层的施工影响。
[0027]在此之后,对奇数产层采用投球坐封,而对偶数产层采用桥塞坐封,也就是说,交替使用投球坐封和桥塞坐封。在完成水平井压裂施工结束之后,井筒10内的坐封情况如图2所示。由于本发明的方法使用一些投球坐封替代了桥塞坐封,桥塞的使用量可减少一半左右,因此也就解决了桥塞坐封耗时较长而导致整个压裂施工耗时较长的问题,提高了施工效率。此外,还降低了桥塞有可能在井下发生损坏而遇阻几率。投球坐封不封堵井筒10,使得仍可以对井筒10内的环境进行反洗,方便了压裂过程中的其他操作。而桥塞坐封可以将相邻产层分隔开,以使井内环境完好的井段不受随后的压裂操作影响,这也方便了压裂施工。
[0028]虽然在本实施例中说明,第一层11的坐封使用了投球座封,第二层21的坐封使用了桥塞坐封,但是实际上第一层11的坐封也可使用桥塞座封,而第二层21的坐封使用投球坐封。甚至,可以有连续多个产层使用投球坐封,或连续多个产层使用桥塞坐封。这些坐封方式均在本发明的保护范围中。
[0029]虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
【主权项】
1.一种页岩气水平井分段压裂方法,包括, 步骤一:对井内下层产层射孔并进行压裂; 步骤二:将所述下层产层坐封; 步骤三:对井内上层产层射孔并进行压裂; 步骤四:将所述上层产层坐封; 重复步骤三和步骤四,直到完成水平井压裂施工。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在多个坐封步骤中,部分坐封步骤使用投球坐封,部分坐封步骤使用桥塞坐封。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在多个坐封步骤中,交替式使用投球坐封和桥塞坐封。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,奇数产层的坐封步骤使用投球坐封,偶数产层的坐封步骤使用桥塞坐封。5.根据权利要求2到4中任一项所述的方法,其特征在于,在所述投球坐封步骤中,所投入的封堵球堵塞射孔孔眼;在所述桥塞坐封步骤中,桥塞将相邻的产层分隔开。6.根据权利要求2到5中任一项所述的方法,其特征在于,在所述投球坐封步骤中,所投入的封堵球的数量是相应产层的射孔孔眼数的1倍到3倍。7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在所述投球坐封步骤中,所投入的封堵球的数量是相应产层的射孔孔眼数的1.5倍。8.根据权利要求2到7中任一项所述的方法,其特征在于,在所述投球坐封步骤中,所投入的封堵球的直径是相应产层的射孔孔眼直径的1倍到3倍。9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,在所述投球坐封步骤中,所投入的封堵球的直径是相应产层的射孔孔眼直径的1.5倍。10.一种页岩气水平井完井方法,其包括根据权利要求1到9中任一项所述的页岩气水平井分段压裂方法。
【专利摘要】本发明涉及一种页岩气水平井分段压裂方法和页岩气水平井完井方法。该压裂方法,包括步骤一:对井内下层产层射孔并进行压裂;步骤二:将下层产层坐封;步骤三:对井内上层产层射孔并进行压裂;步骤四:将上层产层坐封;重复步骤三和步骤四,直到完成水平井压裂施工。这种压裂方法能够有效地对页岩气藏进行改造,形成具有有效导流能力的网络裂缝。
【IPC分类】E21B7/04, E21B43/26
【公开号】CN105350948
【申请号】CN201410419145
【发明人】蒋廷学, 苏瑗, 贾长贵, 卫然, 王海涛, 李双明, 卞晓冰
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2014年8月22日

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