本發(fā)明涉及非常規(guī)油氣藏水平井分段壓裂技術領域，進一步地說，是涉及一種連續(xù)油管水力噴射和可溶性膠塞聯(lián)作高效壓裂方法。
背景技術：
隨著國內(nèi)外非常規(guī)油氣藏開發(fā)技術的快速發(fā)展，水平井分段壓裂工藝技術水平得到進一步的提高，針對不同完井方式也發(fā)展了多種有效的壓裂方式。目前套管完井水平井分段壓裂方式主要有泵送橋塞分段壓裂、套管射孔管內(nèi)封隔器分段壓裂、雙封隔器雙封單壓分段壓裂、水力噴射分段壓裂和連續(xù)油管水力噴射環(huán)空壓裂等。
每種壓裂方式均有其自身適應性。泵送橋塞分段壓裂在頁巖氣水平井分段壓中得到廣泛的應用，但其施工對套管要求高、配套技術多，施工效率低，費用高，且每段壓裂后泵送橋塞都需過頂替一個井筒液體，嚴重影響裂縫導流能力；套管射孔管內(nèi)封隔器分段壓裂壓后管柱不能起出，影響后期的生產(chǎn)管理與作業(yè)；雙封隔器雙封單壓分段壓裂要拖動管柱分壓各段，放噴、拆井口等作業(yè)影響施工效率。水力噴射分段壓裂包括拖動管柱水力噴射分段壓裂、不動管柱水力噴射分段壓裂。最早發(fā)展的拖動管柱水力噴射分段壓裂因需要頻繁起下管柱，施工時間較長，且因噴嘴壽命較小，加砂規(guī)模小，在國內(nèi)應用越來越少。不動管柱水力噴射分段壓裂因其避免了多次起下管柱，節(jié)約時間，且單段加砂規(guī)模相對較大，在各油田得到進一步推廣應用。但在近幾年的現(xiàn)場施工中也發(fā)現(xiàn)單一使用不動管柱水力噴射壓裂亦存在一定的問題和不足，主要包括：①對于地層壓力高的井，上一段壓裂施工結(jié)束后，必須長時間關井擴散壓力或小噴嘴放噴等待井口壓力降為零后才能進行下一段壓裂施工，同樣效率較低；②放 噴一旦過快即容易發(fā)生地層或裂縫出砂砂卡管柱的危險；③對于水平井段地應力差異大的井，各段的分段有效性還不可避免地存在一定問題。
連續(xù)油管水力噴射環(huán)空壓裂將連續(xù)油管、水力噴砂射孔、環(huán)空加砂壓裂、砂塞封隔或底部封隔器封隔結(jié)合起來，能夠提高施工效率，減少噴嘴磨損，降低施工壓力，增大加砂規(guī)模等在國內(nèi)外非常規(guī)油氣藏水平井壓裂改造中得到廣泛應用?，F(xiàn)場應用表明以砂塞或底部封隔器作為封堵方式依然存在一些問題和不足。砂塞封隔受加砂設備影響，實際填砂量難以計量；對地面管線磨損較大；對于段間距較小的儲層，填砂量小，砂塞強度難以保證和控制；施工結(jié)束后需要沖洗砂塞，一天至多只能施工1-2段，延長了作業(yè)時間，降低了施工效率。底部封隔器封隔工具串復雜，且對套管要求較高，不適用套管變形的井；施工中多次坐封，解封，對封隔器本身要求較高，壓裂段數(shù)受限；施工中封隔器上部容易存砂，砂卡管柱風險大。
技術實現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術中出現(xiàn)的問題，本發(fā)明提供了一種連續(xù)油管水力噴射和可溶性膠塞聯(lián)作高效壓裂方法。以解決現(xiàn)行連續(xù)油管水力噴射環(huán)空壓裂施工中砂塞封隔和底部封隔器封隔存在的問題和不足，提高施工效率和成功率。
本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)油管水力噴射和可溶性膠塞聯(lián)作高效壓裂方法，該方法包括：
噴砂射孔階段：由連續(xù)油管攜帶噴砂射孔槍下入井筒，管柱校核使得噴槍噴嘴對準第一段壓裂位置，打開井口套管放噴管線閘門，由連續(xù)油管低排量替活性水，待連續(xù)油管注入排量和套管放噴管線返出排量一致時確保噴嘴暢通；提高連續(xù)油管排量至設計排量，按照壓裂設計注入射孔液進行噴砂射孔；噴砂射孔結(jié)束后，保持套管放噴管線閘門打開，將射孔砂全部頂替至地面；按照本發(fā)明，本領域技術人員對所述低排量的選擇范圍有所共識，因此本發(fā)明對所述低排量沒有嚴格要求和限制，一般在0.5-1.0m3/min左右即可。
環(huán)空加砂壓裂階段：連續(xù)油管排量降至0.1-0.2m3/min，上提連續(xù)油管至第二段壓裂位置，關閉套管放噴管線閘門，由油套環(huán)空按照設計排量注入前置液和攜砂液進行加砂壓裂；
可溶性膠塞注入階段：加砂結(jié)束后，連續(xù)油管排量保持0.1-0.2m3/min，由油套環(huán)空注入2-3m3頂替液后降低油套環(huán)空排量至設計排量并注入可溶性膠塞液體，注入過程確保注入量準確計量；
頂替階段：待可溶性膠塞液體注入結(jié)束后頂替壓裂液基液，保證將所需全部可溶性膠塞液體頂替到第一段壓裂位置和第二段壓裂位置之間；
候凝和試壓階段：頂替結(jié)束后，停泵等待可溶性膠塞成膠，然后低排量起泵試壓，待試壓合格后，打開井口套管放噴管線閘門，按照設計進行第二段噴砂射孔和壓裂；按照本發(fā)明，本領域技術人員對所述低排量的選擇范圍有所共識，因此本發(fā)明對所述低排量沒有嚴格要求和限制，一般在0.5-1.0m3/min左右即可。
重復上述步驟，完成所有井段的壓裂施工。
優(yōu)選情況下，本發(fā)明所述方法還包括待所有井段施工結(jié)束后的放噴階段：
放噴階段：關井40-60分鐘進行壓力擴散，待全部可溶性膠塞破膠后進行返排。
施工前的準備階段可以按本領域常規(guī)的準備工作進行，本發(fā)明中可優(yōu)選按以下內(nèi)容進行：
施工前準備階段：根據(jù)壓裂段數(shù)，備足可溶性膠塞所需基液、交聯(lián)液、交聯(lián)控制劑和破膠劑等，確保膠塞成膠和破膠時間可控、強度可靠；通井和洗井合格后由連續(xù)油管攜帶噴砂射孔槍下入井筒，管柱校核使得噴槍噴嘴對準第一段壓裂位置；作業(yè)人員擺好壓裂車組及環(huán)空注入管匯，接好高、低壓管線、管匯；地面管線試壓，保持壓力5min不刺不漏合格。
本發(fā)明所述的方法是將連續(xù)油管、水力噴砂射孔、環(huán)空加砂壓裂與可溶性膠塞封隔步驟有機結(jié)合的快速有效的壓裂方法，因此，要求可溶性膠塞必須要 求在進入預定位置前不能成膠，而在進入預定位置時能夠快速成膠，這需要嚴格根據(jù)井筒長度和施工排量進行準確計算，且用量必須達到施工所用抗壓強度。破膠時間需控制在下一段壓裂施工結(jié)束后。
優(yōu)選情況下，所述可溶性膠塞液體的制備方法包括：在水的存在下，在60-90℃下，將第一增稠劑、第二增稠劑、交聯(lián)劑、除氧劑、交聯(lián)控制劑以及破膠劑進行溶液交聯(lián)聚合，其中，第一增稠劑、第二增稠劑、交聯(lián)劑、除氧劑、交聯(lián)控制劑以及破膠劑的質(zhì)量比為(0.3-1):(6-12):(0.03-005):(0.05):(0.03-0.06):(0.3-0.8)。
其中，所述第一增稠劑優(yōu)選為兩性聚丙烯酰胺，所述第二增稠劑優(yōu)選選自陽離子單體增稠劑中的一種或多種，所述交聯(lián)劑優(yōu)選選自PEI樹脂、C10-C30的烷基丙烯酸酯和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺中的一種或多種，所述除氧劑優(yōu)選選自亞硫酸鈉、亞硫酸氫銨和亞硫酸氫鈉中的一種或多種，所述交聯(lián)控制劑優(yōu)選選自硫代硫酸鈉、硫代硫酸鉀、過硫酸銨和過硫酸鈉中的一種或多種，所述破膠劑優(yōu)選為過硫酸銨。上述各物質(zhì)均可以商購獲得或者按照本領域技術人員公知的方法制備得到。
按照本發(fā)明的方法，所述可溶性膠塞的成膠時間在10分鐘-30分鐘的范圍內(nèi)可控。所述可溶性膠塞的用量使得它的抗壓強度為15MPa以上(可溶性膠塞的具體用量可以依據(jù)儲層溫度和抗壓強度來確定)。所述可溶性膠塞破膠時間為在2-48小時的范圍內(nèi)可控，可以根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)要求進行調(diào)節(jié)。一般情況下，壓后兩小時即可完全破膠。
發(fā)明效果：
(1)本發(fā)明的方法為將連續(xù)油管、水力噴砂射孔、環(huán)空加砂壓裂與可溶性膠塞封隔步驟有機結(jié)合的快速有效的壓裂方法，實現(xiàn)多種工具工藝的優(yōu)勢互補，降低了井口壓力，提高了施工排量，增大了加砂規(guī)模，壓后直接放噴返排，節(jié)約了施工時間，同時解決了砂卡管柱的問題。
(2)采用本發(fā)明優(yōu)選方式的可溶性膠塞作為封隔方式，壓裂段數(shù)不受限制，完全避免砂卡管柱，施工過程中所述可溶性膠塞在成膠時間、破膠時間和抗壓強度上均可控，可以實現(xiàn)同時破膠，快速返排，大大提高施工效率和成功率；
(3)施工工藝成本相對較低，有助于降本增效，確保更好的經(jīng)濟效益。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例，進一步說明本發(fā)明。
實施例：
采用連續(xù)油管水力噴射和可溶性膠塞聯(lián)作高效壓裂方法。包括：
施工前準備階段：根據(jù)壓裂段數(shù)，備足可溶性膠塞所需基液、交聯(lián)液、交聯(lián)控制劑和破膠劑等，確保膠塞成膠和破膠時間可控、強度可靠；通井和洗井合格后由連續(xù)油管攜帶噴砂射孔槍下入井筒，管柱校核使得噴槍噴嘴對準第一段壓裂位置；作業(yè)人員擺好壓裂車組及環(huán)空注入管匯，接好高、低壓管線、管匯；地面管線試壓，保持壓力5min不刺不漏合格；
噴砂射孔階段：由連續(xù)油管攜帶噴砂射孔槍下入井筒，管柱校核使得噴槍噴嘴對準第一段壓裂位置，打開井口套管放噴管線閘門，由連續(xù)油管低排量(0.5m3/min)替活性水，待連續(xù)油管注入排量和套管放噴管線返出排量一致時確保噴嘴暢通；提高連續(xù)油管排量至設計排量，按照壓裂設計注入射孔液進行噴砂射孔；噴砂射孔結(jié)束后，保持套管放噴管線閘門打開，將射孔砂全部頂替至地面；
環(huán)空加砂壓裂階段：連續(xù)油管排量降至0.1m3/min，上提連續(xù)油管至第二段壓裂位置，關閉套管放噴管線閘門，由油套環(huán)空按照設計排量注入前置液和攜砂液進行加砂壓裂；
可溶性膠塞注入階段：加砂結(jié)束后，連續(xù)油管排量保持0.1m3/min，由油套環(huán)空注入3m3頂替液后降低油套環(huán)空排量至0.5m3/min-1.0m3/min并注入可溶性膠塞液體，注入可溶性膠塞的液體容積為兩個射孔段之間的套管容積，注入過 程確保注入量準確計量；所述可溶性膠塞液體的制備方法為：水的存在下，在70℃下，將第一增稠劑非離子聚丙烯酰胺(簡稱MC-1，分子量650萬)、第二增稠劑交聯(lián)樹脂(簡稱JSM-1，分子量500萬)、交聯(lián)劑PEI樹脂、除氧劑亞硫酸鈉、交聯(lián)控制劑硫代硫酸鈉以及破膠劑過硫酸銨進行溶液交聯(lián)聚合，其中，第一增稠劑、第二增稠劑、交聯(lián)劑、除氧劑、交聯(lián)控制劑以及破膠劑的質(zhì)量比為0.5：8：0.04：0.05：0.05：0.05。
頂替階段：待可溶性膠塞液體注入結(jié)束后頂替壓裂液基液，保證將所需全部可溶性膠塞液體頂替到第一段壓裂位置和第二段壓裂位置之間；
候凝和試壓階段：頂替結(jié)束后，停泵等待30min，待可溶性膠塞完全成膠后，然后低排量(0.5m3/min)起泵試壓，試壓強度達到15MPa以上，待試壓合格后，打開井口套管放噴管線閘門，按照設計進行第二段噴砂射孔和壓裂；
重復上述步驟，完成所有井段的壓裂施工。
放噴階段：待所有井段施工結(jié)束后，關井進行壓力擴散，根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)需要，待全部可溶性膠塞徹底破膠(壓后兩小時即可完全破膠)后進行返排。