一种补充致密油储层地层能量的压裂方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种致密油储层的压裂方法，特别涉及一种补充致密油储层地层能量 的压裂、注水及驱油一体化的压裂方法，属于石油开采技术领域。
【背景技术】
[0002] 页岩气、致密油等非常规油气藏蕴含着丰富的油气资源，通过水平井分段压裂改 造获得最大的改造体积（SRV)、改造体积内裂缝与储层最大的接触面积（Contact)、适度的 导流能力（Conductivity)以及如何实现地层能量的保持（Pressure)是实现此类资源经济 有效开发的关键。
[0003] 致密油储层补充能量困难，依靠天然能量衰竭式开采的采出程度一般小于10%。 目前，国内外采用水平井分段压裂结合注水开发模式基本解决了低渗、特低渗透油藏保压、 驱油的问题。如"特低渗透油藏压裂水平井开发效果评价"（曾保全，程林松，李春兰等，石 油学报，2010. 31 (5) :791-796)，分析了了压裂水平井驱油联合直井注水对特低渗透油藏开 发的可行性；公开号为CN1789661A的中国专利申请"一种适于特低渗透油藏开采模式的 产量控制方法"，建立了一套适合于特低渗透储层人工裂缝与矩形井网一体化的开采方式； "分段压裂水平井注水开发电模拟实验"（明玉坤，油气地质与采收率，2013. 20(6) :91-94) 通过水电相似原理研究了分段压裂水平井注水开发对压力场以及对产能的影响。
[0004] 但对于致密油储层采用注水保持地层压力的方式存在系列问题。首先，致密油基 质渗透率极低（地面气测渗透率小于2X10 3ym2,覆压渗透率小于0. 2X10 3ym2)，地层吸 液困难；其次，致密油储层裂缝发育，大规模体积压裂改造形成裂缝体系后，注入水容易沿 裂缝快速突进，生产井发生爆性水淹，而基质孔隙原油难以有效动用，驱油效果以及注水保 压效果差（杜金虎、刘合、马德胜等试论中国陆相致密油有效开发技术，石油勘探与开发， 2014, 41 (2) :198-205);最后水平井压裂改造后存在天然裂缝、人工裂缝、地层潜在缝等多 种渗流介质，一旦水平井见水其造水、堵水更是世界级难题。因此，对于致密油储层采用低 渗透、特低渗透的注水保压、驱油的开发模式可能获得适得其反的效果。
[0005] 另一种保持能量方式是注气，Hoffman(Hoffman,ComparisonofVariousGases forEnhancedRecoveryfromShaleOilReservoirs,SPE154329, 2012)、Shoaib(Shoaib S，B.T.Hoffman2009,C02huff-n-puffintheElmCouleeField,SPE123176, 2009)研究 了连续混相注气、循环注气、气水交替段塞注气对致密油储层采收率的影响，认识到注气是 致密油储层保持地层能量提高采收率的有效技术。国内"基于数值模拟的致密油油藏注气 开发技术研究"（付应坤、李志平、来楓鹏等，科学技术与工程，2014, 14 (4) :37-41)，研究认 识到近混相驱注气能够维持地层压力稳定，提高采收率，混响程度越差，气窜发生越早，压 力衰减越快、开发效果越差。但是，对致密油储层采用注气保压、驱油的开发方式存在成本 高、气源短缺、气窜严重等系列问题，限制了该技术在油田的广泛的应用。
[0006] 综上所述，解决致密油储层现有保持地层压力、驱油技术中存在的问题，是本领域 亟待解决的问题。
【发明内容】
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种补充致密油储层地层能量的 压裂方法，该压裂方法在短时间内高强度地向地层注入大量压裂液，一方面增加地层能量， 另一方面起到"注水替油"的功效，该方法属于一种致密油储层的水平井"裂-注水-驱 油-采油"一体化的体积压裂改造方法。
[0008] 为了达到上述目的，本发明提供了一种补充致密油储层地层能量实现压裂-注 水-驱油-采油一体化的压裂方法，该方法包括以下步骤：
[0009] 结合致密油储层的特点，考虑存在启动压力梯度的非达西渗流特征，利用CMG油 藏数值模拟软件模拟细分切割或复杂裂缝条件下单条裂缝的泄流范围；
[0010] 对致密油储层体积压裂改造的水平井段间距、簇间距进行优化，同时对射孔的簇 长度和和射孔参数进行优化；
[0011] 在上述优化结果的基础上，利用非达西渗流方程和CMG油藏数值模拟软件，计算 不同裂缝参数和不同改造规模下的改造效果以及地层能量的增加趋势，确定体积压裂改造 的单段改造规模，包括确定压裂液和支撑剂的注入量，其中，体积压裂改造后平均地层压力 增加至原始地层压力的1. 05-1. 3倍；
[0012] 根据地层润湿性测试结果以及敏感性测试结果，确定压裂液的原料组成，所述压 裂液与致密油储层特性相匹配且改造结束后压裂液破胶液具有驱油或渗吸置换能力；
[0013] 注入压裂液和支撑剂，压裂液的单个吸液射孔孔眼的流动速率为0.25m3/ min-〇. 4m3/min，压裂液的注入强度为 10m3/m-15m3/m;
[0014] 利用CMG油藏数值模拟软件，确定关井时间，按照确定的关井时间进行关井，完成 所述补充密油储层地层能量实现压裂-注水-驱油-采油一体化的压裂方法。
[0015] 在本发明的上述补充致密油储层地层能量实现压裂-注水-驱油-采油一体化 的压裂方法中，裂缝参数包括：段间距、簇间距、簇数、裂缝半缝长；不同改造规模是指压裂 液、支撑剂总用量不同的情况。
[0016] 在本发明的上述补充致密油储层地层能量实现压裂-注水-驱油-采油一体化的 压裂方法中，利用缝间力学干扰理论对致密油储层体积压裂改造的水平井段间距、簇间距 进行优化，同时结合限流压裂原理对射孔的簇长度和和射孔参数进行优化。
[0017] 本发明提供的补充致密油储层地层能量实现压裂-注水-驱油-采油一体化的压 裂方法中，根据非达西渗流方程计算不同裂缝参数和不同改造规模下的改造效果以及地层 能量的增加趋势。
[0018] 本发明提供的补充致密油储层地层能量实现压裂_注水-驱油-采油一体化的 压裂方法中，优选地，非达西渗流方程为〇=〖(丨<<_，A)/(AL卜1)](AP-X)，KrP>=l<[]-i/(a+b vQ为产量，单位为m3/d;L为渗流距离，单位为m;K为原始渗透率，单位为103Xym2; y为流体黏度，MPa?s;AP为生产压差，单位为MPa;a，b为实验系数；A为启动压力，单 位为MPa; 为实验视渗透率单位为，103Xym2;VP为压力梯度，单位为MPa/m，A为泄 流面积，单位为m2,AL为流动距离，单位为m。
[0019] 本发明提供的补充致密油储层地层能量实现压裂-注水-驱油-采油一体化的压 裂方法中，优选地，所述压裂液包括滑溜水、瓜胶压裂液基液、瓜尔胶压裂液冻胶和表面活 性剂压裂液中的一种或几种的组合。
[0020] 本发明提供的补充致密油储层地层能量实现压裂-注水-驱油-采油一体化的压 裂方法中，优选地，所述压裂液还包括具有驱油功能的添加剂。
[0021] 本发明提供的补充致密油储层地层能量实现压裂-注水-驱油-采油一体化的压 裂方法中，优选地，具有驱油功能的添加剂包括纳米颗粒、表面活性剂、分子膜形式的具有 驱油功能的添加剂。
[0022] 本发明提供的补充致密油储层地层能量实现压裂-注水-驱油-采油一体化的压 裂方法中，优选地，所述支撑剂包括石