專利名稱：用于控制裂縫延伸高度的壓裂液和壓裂方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油天然氣開采技術(shù)領(lǐng)域中的一種壓裂液和油氣井壓裂方法，特別涉及在薄層儲層的油氣藏壓裂過程中，利用纖維代替瓜爾膠懸浮支撐劑從而降低壓裂液的粘度，以控制壓裂裂縫延伸高度的壓裂方法。
背景技術(shù)：
我國低滲透油氣資源量巨大，占已探明總儲量的70%以上，是我國未來增儲上產(chǎn)的主要潛力工區(qū)。這類油氣資源具有三低的特點(diǎn)，即探明率低、自然投產(chǎn)率低、采收率低。已經(jīng)證實(shí)，水力壓裂改造是提高低滲透油氣藏的產(chǎn)能和開發(fā)效果與效益的重要技術(shù)手段。但是，對于低滲透油氣藏而言，普遍具有層多、層薄的特點(diǎn)，有些還存在底水和層間水，常規(guī)壓裂效果差。簡單的說，常規(guī)水力壓裂技術(shù)的原理如下其利用地面高壓泵組，將高粘液體以大大超過地層吸收能力的排量注入井中，在井底產(chǎn)生高壓，當(dāng)此壓力大于井壁附近的地應(yīng)力和地層巖石抗張強(qiáng)度時(shí)，將在井底附近地層產(chǎn)生裂縫；繼續(xù)注入含有支撐劑的攜砂液，裂縫向前延伸并填以支撐劑，從而在井底附近地層內(nèi)形成具有一定幾何尺寸和導(dǎo)流能力的填砂裂縫，以達(dá)到增產(chǎn)增注的目的。水力壓裂過程中向地層注入的液體稱為壓裂液，按照壓裂液在壓裂過程中不同階段的作用，可分為前置液、攜砂液和頂替液。其中，前置液的作用是破裂地層，造成一定幾何尺寸的裂縫，以便隨后的攜砂液進(jìn)入；攜砂液的作用是用來將支撐劑攜帶進(jìn)入裂縫至預(yù)定位置，其中支撐劑是指在壓裂液帶入裂縫后，在壓力釋放后支撐裂縫的物質(zhì)，常用的支撐劑·例如陶粒、石英砂等；頂替液的作用是將攜砂液送至預(yù)定位置，并將井筒中的全部攜砂液替入裂縫中?，F(xiàn)有壓裂液是主要是使用瓜爾膠聚合物凍膠攜砂，一般要保證壓裂規(guī)模，壓裂攜砂液就必須具有一定的粘度(一般大于IOOmPa. S)。根據(jù)壓裂理論，人工壓裂裂縫的高度與裂縫的凈壓力成正比，即hf a Pnet/ Δ σ (D. M. Talbot和K. A. Hemke,“StimulationFracture Height Control Above Water or Depleted Zones”， paperSPE60318at the2000SPE Rocky Mountain Regional/Low Permeability ReservoirsSymposium held in Denver, CO, 12-15March2000);而裂縫的凈壓力又與壓裂液的粘度的
1/3 次方成正t匕，即00(X. Weng 和 V. Pandey, “Equilibrium Test-A Method
" h
for ClosurePressure Determination”， paper SPE/ISRM 78173 at the SPE/ISRM RockMechanicsConference held in living, Texas, 20_230ctober2002)。由于壓開的裂縫高度與攜砂液的粘度成正比，壓裂液的粘度越高，裂縫高度愈大。對于薄層，裂縫延伸過高，穿透儲層，導(dǎo)致無效壓裂或壓裂效益降低；對于底水儲層、油水互層和氣水互層，裂縫過高易溝通水層導(dǎo)致水竄，嚴(yán)重影響了壓裂改造的效果。如青海澀北氣田儲層氣水關(guān)系復(fù)雜，氣水間互，在常規(guī)壓裂作業(yè)時(shí)，易壓開水層，將氣層壓死，導(dǎo)致壓裂失敗。
因此，在薄層儲層的壓裂方法中，需要控制壓裂裂縫的延伸高度。為了控制裂縫的延伸高度，近年來國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)出通過上浮或下沉轉(zhuǎn)向劑來控制裂縫在一個(gè)方向上向下或向上延伸的技術(shù)。例如，中國專利申請公報(bào)CN101864939A公開了一種裂縫向下延伸酸壓的方法，該方法利用高強(qiáng)度超低密度空心玻璃微珠作為上浮裂縫轉(zhuǎn)向劑，攜帶低密度空心玻璃微珠的液體進(jìn)入裂縫，由于空心玻璃微珠密度(密度在O. 35g/cm3 O. 55g/cm3)與攜帶液密度(密度在I. Og/cm3 I. 2g/cm3)差較大，攜帶液粘度較低(粘度IOmPa. s 20mPa. s)，這樣空心玻璃微珠就能夠較快地上浮到裂縫的上部，由于空心玻璃微珠很細(xì)，一般100 150目以上，這樣就可以形成很高阻擋層，阻止壓裂裂縫向上延伸，迫使壓裂裂縫向下延伸。
另外，中國專利申請公報(bào)CN101839124A公開了一種控制油氣田儲層壓裂裂縫延伸的方法，該方法使用壓裂液基液攜帶改性陶粒和固化劑，在二者進(jìn)入裂縫后，在地層條件下反應(yīng)40 90分鐘行程高強(qiáng)度、無滲透性遮擋層，從而可以減緩裂縫過度向下延伸進(jìn)入水層。然而，這兩種上浮和下沉的轉(zhuǎn)向方法，都要依賴于液體粘度、密度差和裂縫中流速等參數(shù)，實(shí)際施工中的操作難度大。另外，實(shí)際中還存在一種通過降低施工排量來控制裂縫高度的方法，但由于有攜砂要求，排量過低將導(dǎo)致裂縫寬度過窄，而且排量低也會導(dǎo)致攜砂液的攜砂性能下降，從而引起砂堵導(dǎo)致壓裂施工失敗。李永明等在“含纖維的超低濃度稠化劑壓裂液的研究”(《鉆井液與完井液》，第27卷，第2期，2010年3月)中提出了一種稠化劑濃度為O. 2%的含纖維壓裂液，其中采用了交聯(lián)劑來增強(qiáng)壓裂液攜砂能力。然而，由于交聯(lián)劑和稠化劑形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)后，仍可能造成壓裂帶的堵塞，因而這種壓裂液在用于低排量壓裂方法時(shí)仍然是不利的。因此，需要一種提供新的壓裂液和壓裂方法，其中該壓裂液具有低粘度，從而在壓裂過程中能夠在較低的排量下有效控制裂縫的延伸高度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此而作出本發(fā)明，因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種新的壓裂方法，該壓裂方法可以在較低的排量下有效控制壓裂裂縫的延伸高度，以滿足薄層儲層和存在底水或?qū)娱g水的油氣藏壓裂施工時(shí)對裂縫延伸高度的要求；由此，本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有較低粘度的壓裂液，來代替瓜爾膠壓裂液，從而在壓裂過程中能夠降低其對壓裂裂縫產(chǎn)生的凈壓力，實(shí)現(xiàn)有效控制壓裂裂縫的延伸高度的目的。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種水基壓裂液，所述壓裂液用于在壓裂過程中將支撐劑攜帶進(jìn)入地層裂縫中，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的水基壓裂液中可以不使用交聯(lián)劑甚至是增稠劑，從而在低排量壓裂方法中大大降低了出現(xiàn)堵塞問題的可能；其中，所述壓裂液中包含懸砂纖維，所述懸砂纖維選自親水性高強(qiáng)度有機(jī)纖維或無機(jī)纖維，所述壓裂液的粘度為IOmPa. s以下，其中，所述壓裂液不包含交聯(lián)劑。本發(fā)明的壓裂液利用懸砂纖維形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來懸浮支撐劑，從而可以代替或減少增稠劑，減小壓裂液的粘度，并降低壓裂液對裂縫產(chǎn)生的凈壓力，從而在低排量壓裂工藝中能夠有效地控制壓裂裂縫的高度；另一方面，本發(fā)明的懸砂纖維形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以滿足懸砂的力學(xué)要求，因而可以提高壓裂效果。另一方面，在本發(fā)明的壓裂液包含增稠劑時(shí)，增稠劑的量相對于壓裂液總量優(yōu)選為O. 15重量％以下，更優(yōu)選為O. 08重量％ 0. 15重量％。優(yōu)選的是，為了進(jìn)一步降低壓裂液的粘度，本發(fā)明的壓裂液中不包含增稠劑。對于懸砂纖維，優(yōu)選的是，其具有以下的性能參數(shù)①纖維抗拉強(qiáng)度為20MPa 4000MPa ；②纖維真實(shí)密度1.15g/cm3 2. 78g/cm3 ；③纖維長度3_ 1 5mm ； ④纖維直徑8μπι 500μπι。更優(yōu)選的是，懸砂纖維的形狀是彎曲狀的，從而能夠進(jìn)一步提高纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。滿足上述性能參數(shù)的親水性纖維選自，作為無機(jī)纖維，可以是玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維、陶瓷纖維和聚磷酸鈣纖維中的至少一種；作為有機(jī)纖維，可以是聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚氨基甲酸酯纖維、聚酰胺、聚乙烯醇纖維、聚乙烯纖維、聚酯纖維、聚乳酸纖維和聚對苯撐苯并雙噁唑纖維中的至少一種。在一個(gè)實(shí)施方式中，基于100重量份的淡水,本發(fā)明的水基壓裂液含有懸砂纖維O. 3 I. O重量份，進(jìn)一步地，在選用彎曲狀纖維的情況下，懸砂纖維的含量優(yōu)選為O. 3
0.5重量份。另外，本發(fā)明的水基壓裂液中還可以包含常用的成分，如降濾失劑、破乳劑、助排劑和減阻劑等。在一個(gè)實(shí)施方式中，基于100重量份的淡水，本發(fā)明的水基壓裂液含有降濾失劑O. 3 3. O重量份，破乳劑O. 5 I. O重量份，助排劑O. 5 I. O重量份，減阻劑O. 01
1.O重量份。本發(fā)明的另一方面提供了一種壓裂方法，所述壓裂方法使用了包含上述懸砂纖維的壓裂液作為攜砂液，利用懸砂纖維形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來懸浮支撐劑，從而可以大幅降低攜砂液的粘度，在較低的排量下有效控制壓裂裂縫延伸高度。其中，所述壓裂液的組成和懸砂纖維的特征如上文所述。本發(fā)明的壓裂方法包括注入酸液、注入前置液、注入攜砂液和用滑溜水頂替等階段。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的壓裂方法注入攜砂液的參數(shù)如下使用50 200立方米的攜砂液，以2. O 3. 5立方米/分鐘排量注入地層，將支撐劑攜帶入壓開裂縫中支撐裂縫。在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明的壓裂方法注入前置液的參數(shù)如下使用20 200立方米的前置液，以I. 5 3. O立方米/分鐘的排量注入地層開縫。在又一實(shí)施方式中，本發(fā)明的壓裂方法首先注入酸液以解除炮眼的污染，其中，酸液注入的參數(shù)如下使用5 20立方米的酸液，以O(shè). 5 I. 5立方米/分鐘排量注入地層。在又一實(shí)施方式中，本發(fā)明的壓裂方法中滑溜水頂替液的用量相當(dāng)于施工管柱的容積。如下文所揭示的那樣，本發(fā)明用于控制裂縫延伸高度的壓裂液和壓裂方法具有以下有益效果與常規(guī)壓裂高粘度懸砂相比，通過懸砂纖維在壓裂液中形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)懸砂，能夠代替常規(guī)壓裂液依靠其高粘度懸砂，從而能夠有效降低壓裂液的粘度，控制水力壓裂人工裂縫在縱向上的延伸，進(jìn)而有效控制人工裂縫的高度，防止氣(油)水互層油氣藏壓裂時(shí)壓開水層，將氣(油)層壓死，導(dǎo)致壓裂失??；同時(shí)，懸砂纖維在壓裂液中形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能夠穩(wěn)定地進(jìn)行懸砂，因而對于薄層儲層的壓裂改造而言，本發(fā)明能夠?qū)⒘芽p控制在儲層內(nèi)，從而提高壓裂改造的經(jīng)濟(jì)效益。


圖I是示出了本發(fā)明的纖維懸砂情況的實(shí)驗(yàn)圖。圖2是示出了本發(fā)明的纖維懸砂液的粘度的曲線圖。圖3是不出了潘北氣田部分井氣水層的關(guān)系圖。圖4是示出了 A井的壓裂管柱的示意圖。圖5是示出了在A井中控制裂縫延伸高度的壓裂施工的曲線圖。圖6是示出了 A井井溫測井來解釋裂縫高度的曲線圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例具體描述本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過下述描述將了解的是，本發(fā)明所述的實(shí)施方式只是實(shí)施本發(fā)明的示例性實(shí)例，其不能用來限制本發(fā)明的目的。除非另有說明，下文中提及的單位“份”均指代“重量份”，百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)；本文所述的壓裂液中各個(gè)成分的重量百分?jǐn)?shù)(或百分?jǐn)?shù))均是以壓裂液的總重量為基準(zhǔn)的。其中，本發(fā)明中的術(shù)語“粘度”是指使用RV-20型耐酸旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(德國HAAKE公司)，在剪切速率為170s—1下測得的粘度值。本文中使用的術(shù)語“較低的排量”是指注入壓裂液的量為I 5立方米/分鐘，優(yōu)選為I. 5 3. 5立方米/分鐘。本文中所提及的術(shù)語“增稠劑”是指天然的或人工合成的水溶性聚合物，如瓜爾膠(如羥丙基瓜爾膠、羧甲基瓜爾膠或羥丙基羧甲基瓜爾膠)或聚丙烯胺等物質(zhì)。首先說明本發(fā)明的壓裂液。如上所述，本發(fā)明的目的是提供一種包含懸砂纖維的壓裂液，所述壓裂液在壓裂工藝中用作攜砂液，并可以在地層裂縫中形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來懸浮支撐劑，以代替高粘度的瓜爾膠懸砂，從而可以將壓裂液的粘度降低至IOmPa. s以下，該粘度值有利于控制壓裂裂縫的高度。為了更好地控制壓裂液的粘度，本發(fā)明的壓裂液中不包含通常用于瓜爾膠壓裂液中的交聯(lián)劑。本發(fā)明的壓裂液通常為水基壓裂液，優(yōu)選的是，所述壓裂液中不含有如瓜爾膠等增稠劑，以使壓裂液的粘度更好地滿足本發(fā)明的需求。本發(fā)明的壓裂液中不包含氣體組分，因?yàn)閴毫岩褐邪瑲怏w會削弱纖維的強(qiáng)度，進(jìn)而影響懸砂性能。由于壓裂液的粘度較低，因而本發(fā)明的壓裂液中起懸砂作用的懸砂纖維需要具有以下性質(zhì)懸砂纖維易于分散在壓裂液中，易于形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并具有一定的強(qiáng)度以滿足水力壓裂攜砂的要求。具體而言，攜砂液中的懸砂纖維為可以在水基壓裂液中均勻分散的親水性高強(qiáng)度有機(jī)纖維或無機(jī)纖維。其中，纖維的親水性沒有特別的限制，只要其性質(zhì)能夠滿足“表面易于水潤濕，且纖維本身容易在水中分散”的要求即可。由此，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過上述描述可以選擇對于本發(fā)明合適的親水性纖維。另外，在本發(fā)明中，懸砂纖維的強(qiáng)度以抗拉強(qiáng)度計(jì)，認(rèn)為20MPa 4000MPa的抗拉強(qiáng)度滿足本發(fā)明的要求。當(dāng)此類親水性懸砂纖維分散在壓裂液中時(shí)，將在壓裂液中形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并滿足水力壓裂攜砂的要求。而且，如此形成的攜砂液的粘度基本與清水相當(dāng)，其粘度比常規(guī)靠粘度攜砂的攜砂液的粘度小2個(gè)數(shù)量級，因此，使用該壓裂液，在低排量下壓裂可以有效控制水力壓裂的人工裂縫高度。懸砂纖維還具有以下性質(zhì)①纖維抗拉強(qiáng)度為20MPa 4000MPa ；②纖維真實(shí)密度1·10g/cm3 2. 78g/cm3 ；③纖維長度3_ 1 5mm ；④纖維直徑8 μ m 500 μ m。此處，纖維長度是指纖維在拉直后其最大長度上量取的直線長度，整體型懸砂網(wǎng)絡(luò)是指均勻分散的懸砂纖維通過彼此勾連而在全部壓裂液中形成的一體化網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)體。優(yōu)選的是，本發(fā)明的懸砂纖維的形狀是彎曲狀的。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，與常用的直線型纖維相比，本發(fā)明的彎曲狀纖維更容易彼此勾連形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因而當(dāng)纖維均勻地分散在水基壓裂液中時(shí)，其能夠在壓裂液各處形成穩(wěn)定的懸砂網(wǎng)絡(luò)來懸浮支撐劑。在選用彎曲狀懸砂纖維時(shí)，本發(fā)明中懸砂纖維的量可大為減小，在一個(gè)實(shí)施方式中，相對于100份的淡水，懸砂纖維的含量為O. 3 O. 5份。其中，無機(jī)纖維可以是玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維、陶瓷纖維和聚磷酸鈣纖維中的至少一種；有機(jī)纖維可以是聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚氨基甲酸酯纖維、聚酰胺、聚乙烯醇纖維、聚乙烯纖維、聚酯纖維、聚乳酸纖維和聚對苯撐苯并雙噁唑纖維中的至少一 種。本發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，通過選擇具有上述性能的纖維，首先，由于其親水性，在分散中水基壓裂液中時(shí)能夠均勻地分散在壓裂液各處，形成整體型三維網(wǎng)絡(luò)；其次，由于纖維具有特定的強(qiáng)度，因而其形成的三維網(wǎng)絡(luò)能夠經(jīng)受支撐劑下沉的壓力，從而減緩或抑制支撐劑沉降的速率；再者，在形狀為優(yōu)選的彎曲狀時(shí)，纖維能夠彼此勾連保證三維網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，可以使用較少量的纖維即可達(dá)到懸砂的需要；由此，本發(fā)明的壓裂液能夠在達(dá)到懸砂要求的同時(shí)，能夠達(dá)到所需的粘度，從而能夠在較低的排量下進(jìn)行壓裂操作，并有效地控制壓裂裂縫的高度。為了幫助懸砂，本發(fā)明的壓裂液中還可以包含少量的增稠劑和/或減阻劑，其中，在壓裂液用作攜砂液時(shí)，增稠劑可以是瓜爾膠或如聚丙烯酰胺等高分子量水溶性線性聚合物，減阻劑例如為十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、甜菜堿等表面活性劑。然而，在壓裂工藝其他階段使用的壓裂液，如前置液和頂替液中，如本領(lǐng)域已知的那樣，瓜爾膠或聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等也可以用作減阻劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，作為攜砂劑的壓裂液具有以下組分淡水為100份；懸砂纖維O. 3 I. O份；降濾失劑O. 3 3. O份；破乳劑O. 5 I. O份；助排劑O. 5 I. O份；增稠劑O. 08 O. 18份；減阻劑O. I I. O份。其中，降濾失劑的細(xì)度可以為60 200目。其中，壓裂液可以以本領(lǐng)域中常用的比例攜帶支撐劑，例如支撐劑以5體積％ 50體積％ (又計(jì)60kg/m3 780kg/m3)的攜砂比與壓裂液混合。本發(fā)明的支撐劑可以為本領(lǐng)域的常用支撐劑形式，例如各種粒徑的陶粒、壓裂用石英砂等；支撐劑的細(xì)度可以是20 40目、30 50目、40 60目或50目/70目。另外，上述降濾失劑可以為碳酸鈣粉末、淀粉、粉陶、細(xì)粉砂、樹脂中的一種或幾種的混合物；破乳劑可以是烷基酚與環(huán)氧乙烷縮合物和陽離子表面活性劑；助排劑可以是含氟表面活性劑；增稠劑和減阻劑的選用如上文所述。
以下將具體說明本發(fā)明的壓裂方法。如上文所述，本發(fā)明的壓裂方法主要在于，使用包含上述懸砂纖維的壓裂液作為攜砂液，在地層裂縫中形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來懸浮支撐齊U，從而可以大幅降低攜砂液的粘度，在較低的排量下也不會引起砂堵，從而有效控制壓裂裂縫的延伸高度。本發(fā)明的水力壓裂方法可以用于碎屑巖、碳酸鹽巖、火成巖或頁巖等儲層的水力壓裂改造。而且，本發(fā)明的壓裂方法不僅可以用于直井的壓裂，還可以用于斜井、水平井壓裂改造。本發(fā)明的壓裂方法主要包括三個(gè)階段。第一階段是使用酸液解除近井帶的堵塞，降低巖石的破裂壓力，進(jìn)而有利于壓裂施工。第二階段使用前置液壓開地層，形成具有一定規(guī)模的裂縫。第三階段使用攜砂液攜帶支撐劑填充，支撐裂縫。另外，本發(fā)明的壓裂方法還可以在將支撐劑填充到裂縫中后，使用滑溜水頂替液進(jìn)行頂替。因而，在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的壓裂方法可以包括以下步驟(I)使用5 20立方米的酸液，以O(shè). 5 I. 5立方米/分鐘排量注入地層,解除炮眼的污染；(2)使用20 200立方米前置液，以I. 5 3. O立方米/分鐘排量注入地層開縫；(3)使用50 200立方米2. O 3. 5立方米/分鐘排量泵注攜砂液入地層，將支撐劑攜帶入壓開裂縫中支撐裂縫，在儲層形成具有一定導(dǎo)流能力的人工裂縫；(4)使用滑溜水頂替(用量相當(dāng)于施工管柱的體積)。其中，壓裂過程中使用的攜砂液具有上文所述的組成。本發(fā)明的酸液、前置液和滑溜水頂替液可以具有本領(lǐng)域中的常見組成。例如，作為實(shí)例，本發(fā)明的酸液可具有以下組分淡水100份；31%工業(yè)鹽酸30 50份；40%工業(yè)氫氟酸2 10份；緩蝕劑O. 8 3. 5份；鐵離子穩(wěn)定劑O. 2 I. 5份；粘土穩(wěn)定劑O. 2 I. 5份。其中，上述酸液中的緩蝕劑可以是北京科麥?zhǔn)擞吞锘瘜W(xué)劑技術(shù)有限公司的市售商品KMS-6緩蝕劑；鐵離子穩(wěn)定劑可以是北京科麥?zhǔn)擞吞锘瘜W(xué)劑技術(shù)有限公司的市售商品KMS-7鐵離子穩(wěn)定劑；粘土穩(wěn)定劑可以是季銨鹽類陽離子聚合物。作為實(shí)例，本發(fā)明的前置液可具有以下組分淡水100份；降濾失劑O. 5 6. O份，粘土穩(wěn)定劑O. 2 4. O份；破乳劑O. 5 I. O份；助排劑O. 5 I. O份；減阻劑O. 01 I. O份；其中降濾失劑的細(xì)度為60 200目。另外，作為實(shí)例，滑溜水頂替液可具有以下組分淡水為100份；助排劑O. 5 I份；減阻劑0.01-1.0份。其中，前置液中使用的粘土穩(wěn)定劑可以是氯化鉀、氯化銨或二甲基二烯丙基氯化銨均聚物。前置液和頂替液中的降濾失劑、破乳劑、助排劑和減阻劑等的選用如上所述。
此外，應(yīng)當(dāng)理解的是，上述壓裂液和壓裂方法的說明中未詳細(xì)描述的內(nèi)容，均是本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到的常用參數(shù)，因此可以省略對其的詳細(xì)說明。實(shí)施例實(shí)施例I :室溫下懸砂纖維的效果實(shí)驗(yàn)在室溫下，配置了具有如下組成的壓裂液淡水200ml ;陶瓷纖維(長度10mm，直徑15 μ m，抗拉強(qiáng)度3000Mpa ;北京科麥?zhǔn)擞吞锘瘜W(xué)劑技術(shù)有限公司)I. 6g ；200目可降解淀粉(降濾失劑)3g;含氟表面活性劑(助排劑，F(xiàn)C203，紹武華新化工)lg;十六烷基三甲基溴化銨(市售)lg。將該壓裂液置于室溫下，15分鐘后測得其粘度為9mPa. s,并目視觀察。如圖I所示，在本實(shí)驗(yàn)中觀察到包含懸砂纖維的壓裂液樣品取得了優(yōu)異的懸砂效果。比較例I :氣井常規(guī)壓裂首先，在柴達(dá)木盆地青海油田澀北氣田選擇氣井A進(jìn)行本發(fā)明的壓裂方法，澀北氣田的地理?xiàng)l件如下文實(shí)施例2所述。首先該氣井A的鄰井使用常規(guī)瓜爾膠壓裂液(瓜爾膠濃度為O. 45重量％ )在低排量下進(jìn)行壓裂，壓裂液的粘度為約15mPa. s，壓裂效果不理想平均日產(chǎn)氣量3. 5X104m3，水量5m3。實(shí)施例2 :本發(fā)明的低排量壓裂如圖3所示，柴達(dá)木盆地澀北氣田氣水層關(guān)系復(fù)雜，存在底水、邊水和層間水，對于氣水互層、底水距氣層較近或氣水層相距IOm以內(nèi)的儲層，使用常規(guī)壓裂改造技術(shù)，由于裂縫在縱向上的延伸，會將相距較近的水層壓開，致使溝通水層并導(dǎo)致氣層受到水淹，從而引起氣井大量出水，壓裂失敗(如比較例I所示的那樣)。圖4示出了 A井的壓裂管柱圖。如圖4所示，該井氣層井段為1700. 2m 1701. 6m、1703. 8m 1707. 2m、1708. 8m 1712. 8m 和 1716. Im 1719. 9m，累計(jì)有效厚度為 12. 6m，跨度為19.7m。其中產(chǎn)層上部9. 4m處存在多個(gè)氣水同層和含氣水層，產(chǎn)層下部12. Om處也存在含氣水層。下表I中給出了 A井壓裂層段的具體物性；表2給出了油管的基本數(shù)據(jù)及強(qiáng)度校核數(shù)據(jù)。表I
權(quán)利要求
1.一種水力壓裂用水基壓裂液，所述壓裂液用于攜帶支撐劑，其特征在于，所述壓裂液包含懸砂纖維，所述懸砂纖維選自親水性高強(qiáng)度有機(jī)纖維或無機(jī)纖維，以及所述壓裂液的粘度為IOmPa. S以下，其中，所述壓裂液不包含交聯(lián)劑。
2.如權(quán)利要求I所述的壓裂液，其中，所述壓裂液不包含增稠劑。
3.如權(quán)利要求I所述的壓裂液，其中，所述懸砂纖維是彎曲狀的。
4.如權(quán)利要求I所述的壓裂液，其中，所述懸砂纖維具有以下性能參數(shù) ①纖維抗拉強(qiáng)度為20MPa 4000MPa； ②纖維真實(shí)密度1.10g/cm3 2. 78g/cm3 ； ③纖維長度3mm 15mm； ④纖維直徑8μ m 500 μ m。
5.如權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的壓裂液，其中，所述無機(jī)纖維選自玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維、陶瓷纖維和聚磷酸鈣纖維中的至少一種；所述有機(jī)纖維選自聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚氨基甲酸酯纖維、聚酰胺、聚乙烯醇纖維、聚乙烯纖維、聚酯纖維、聚乳酸纖維和聚對苯撐苯并雙噁唑纖維中的至少一種。
6.如權(quán)利要求I 5中任一項(xiàng)所述的壓裂液，其中，基于100重量份的淡水，所述壓裂液含有O. 3 I. O重量份懸砂纖維。
7.一種水力壓裂方法，其特征在于，所述壓裂方法使用權(quán)利要求I 6中任一項(xiàng)所述的壓裂液作為攜砂液，從而將支撐劑攜帶入壓開裂縫中。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，攜砂液的注入?yún)?shù)為50 200立方米，注入速度為2. O 3. 5立方米/分鐘。
9.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，所述方法還包括，在注入攜砂液前，使用20 200立方米的前置液，以I. 5 3. O立方米/分鐘的排量注入地層裂縫。
10.如權(quán)利要求7 9中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法還包括，在注入前置液前，注入酸液解除炮眼的污染，酸液注入?yún)?shù)為50 20立方米,注入速度為O. 5 I. 5立方米/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制裂縫延伸高度的壓裂液和壓裂方法，所述壓裂液用作攜砂液，其粘度為10mPa.s以下，且包含懸砂纖維，所述懸砂纖維選自親水性高強(qiáng)度有機(jī)纖維或無機(jī)纖維，并且所述壓裂液不包含交聯(lián)劑。本發(fā)明的壓裂液使用懸砂纖維形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來懸浮支撐劑，從而可以代替增稠劑，實(shí)現(xiàn)減小壓裂液粘度的效果。本發(fā)明的壓裂方法使用所述壓裂液在較低的排量下攜帶支撐劑注入地層，從而可以有效地控制壓裂裂縫延伸高度。本發(fā)明的壓裂液和壓裂方法特別適用于薄層儲層的油氣藏壓裂增產(chǎn)，特別能夠滿足薄層儲層和存在底水或?qū)娱g水的油氣藏壓裂要求。
文檔編號C09K8/66GK102925133SQ201210392429
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者周福建, 劉玉章, 丁云宏, 楊賢友, 劉雄飛, 盧擁軍, 張福祥, 熊春明, 呂述奇, 石陽, 李向東, 連勝江, 楊向同 申請人:中國石油天然氣股份有限公司, 北京科麥?zhǔn)擞吞锘瘜W(xué)劑技術(shù)有限公司