用于夹层型页岩油气藏的压裂液和压裂方法与流程

本发明涉及用于夹层型页岩油气藏的压裂液和压裂方法，属于油气田开发。

背景技术：

1、页岩是一种含有黏土矿物(如高岭石、蒙脱石、水云母、拜来石等)、碎屑矿物(如石英、长石、云母等)和自生矿物(如铁、铝、锰的氧化物与氢氧化物等)的岩石，页岩含有的碎屑矿物使页岩具有储集油气的功能。页岩油划分为泥页岩型页岩油和夹层型页岩油2种类型。

2、泥页岩型页岩油是赋存于泥页岩孔隙和裂缝中的石油资源，可进一步划分为基质型页岩油和裂缝型页岩油2个亚类。基质型页岩油主要赋存于泥页岩基质中的有机质和粘土矿物的粒间、粒内及溶蚀等微孔隙、微裂缝中，为低孔低渗透页岩油，对其进行开发相对较为困难。裂缝型页岩油主要以游离态赋存于泥页岩层系的裂缝及微裂缝中，其富集程度受控于裂缝及裂缝体系的发育程度，储集及采出条件好，可开采程度高。

3、通常将富有机质页岩层段所夹杂的贫有机质条带称为夹层。页岩中的夹层作用：1、夹层可作为油气的有效储集体；2、夹层是页岩油产出的有效通道；3、夹层发育利于大型压裂改造。常规测井方法可识别的最小夹层厚度为0.5m。将夹层厚度为0.75m～2m且单层厚度占所在层组厚度的比例小于10～20％的砂岩和碳酸盐岩定义为夹层。夹层型页岩油气藏是以砂岩和碳酸盐岩类夹层作为油气赋存的主要空间，可进一步划分为砂岩夹层型页岩油和碳酸盐岩夹层型页岩油2个亚类。虽然夹层型页岩油的单层厚度较薄，但物性条件相对较好，其上、下邻层泥页岩中的油气经过较短距离运移即可进入夹层成藏。

4、但是，夹层型页岩油的储层非均质性强，砂体呈现不连续分布，段簇优化组合难度大，且储层两向应力差异大，压裂指数低，形成复杂缝的难度大。目前的压裂方法以及压裂中采用的压裂液用于夹层型页岩油时，只能形成单一形态裂缝，导致石油产量低。因此，亟需开发一种适合于夹层型页岩油气藏的压裂液和压裂方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于夹层型页岩油气藏的压裂液，可以解决目前压裂液用于夹层型页岩油气藏压裂施工时存在压裂效果差、产油量低的问题。

2、本发明的另一个目的在于提供一种夹层型页岩油气藏的压裂方法，可以解决目前对夹层型页岩油气藏进行压裂施工时存在压裂效果差、产油量低的问题。

3、为了实现以上目的，本发明的用于夹层型页岩油气藏的压裂液所采用的技术方案为：

4、一种用于夹层型页岩油气藏的压裂液，包括解堵剂、渗吸液、低粘滑溜水和高粘滑溜水；所述解堵剂包括a剂和b剂，所述a剂主要由可释放二氧化碳的盐和水组成，所述可释放二氧化碳的盐为碳酸盐和/或碳酸氢盐，所述a剂中可释放二氧化碳的盐的质量分数为10～12％，所述b剂主要由酸性化合物和水组成，所述b剂中酸性化合物的质量分数为1.82～3.72％；

5、所述渗吸液主要由润湿调控剂、粘土稳定剂、降阻剂和水组成，在所述渗吸液中，润湿调控剂的质量分数不大于0.3％，粘土稳定剂的质量分数不大于0.3％，降阻剂的质量分数不大于0.1％；

6、所述低粘滑溜水主要由降阻剂、粘土稳定剂、润湿调控剂和水组成，在所述低粘滑溜水中，所述降阻剂的质量分数不小于0.2％，所述粘土稳定剂的质量分数不小于0.3％，所述润湿调控剂的质量分数不小于0.2％；

7、所述高粘滑溜水主要由降阻剂、粘土稳定剂、防水锁剂和水组成，在所述高粘滑溜水中，所述降阻剂的质量分数不小于0.6％，所述粘土稳定剂的质量分数不小于0.3％，所述防水锁剂的质量分数不小于0.3％。

8、本发明的用于夹层型页岩油气藏的压裂液，包括解堵剂、渗吸液、低粘滑溜水和高粘滑溜水，其中，解堵剂中的可释放二氧化碳的盐和酸性化合物反应可以释放co2气体，可改善原油流动性，同时伴有大量的热量放出，可降低近井地带储层冷伤害；渗吸液可提高孔隙压力，增加岩石微观损伤程度，降低复杂缝的形成难度，同时可以有效置换微孔隙内的油流，提高压后效果；低粘滑溜水搭配支撑剂可进行扩缝，高粘滑溜水搭配支撑剂使用可以形成主缝。

9、优选地，所述a剂和b剂还独立地包括助排剂，a剂中助排剂的质量分数为0.5～0.8％，b剂中助排剂的质量分数为0.5～0.7％。

10、优选地，所述a剂和b剂还独立地包括氯化铵，a剂和b剂中氯化铵的质量分数独立地为2～4％。

11、优选地，所述a剂还包括助排剂，a剂中助排剂的质量分数为0.5～0.8％。a剂中的助排剂的作用是降低泵注入地层的液体的表界面张力，利于液体从地下返排至地面，减少泵注流体对地下岩石的伤害。

12、优选地，所述a剂还包括氯化铵，a剂中氯化铵的质量分数为2～4％。a剂中的氯化铵的作用为防止地下岩石因注入外来流体而膨胀，降低岩石孔隙度。

13、优选地，所述b剂还包括缓蚀剂，b剂中缓蚀剂的质量分数为1～3％。缓蚀剂的作用为延迟盐酸内的h+的释放速度，加入量过少，改善效果不明显，导致盐酸在井筒内就反应，无法在地层内与碱性液体发生反应生热，加入量过多，会延迟h+的释放速度。

14、优选地，所述b剂还包括助排剂，b剂中助排剂的质量分数为0.5～0.7％。b剂中的助排剂的作用为降低泵注入地层的液体的表界面张力，利于液体从地下返排至地面，减少泵注流体对地下岩石的伤害。

15、优选地，所述b剂还包括氯化铵，b剂中氯化铵的质量分数为2～4％。b剂中的氯化铵可以参与反应，释放热量。

16、优选地，所述b剂还包括铁离子稳定剂，b剂中铁离子稳定剂的质量分数为1～3％。酸液与金属表面接触，会形成部分铁离子进入地层，随着酸岩反应的进行，酸液活性会逐渐降低，ph值升高，出现游离铁离子以fe(oh)3形式沉淀，造成二次污染，铁离子稳定剂可与fe3+、fe2+络合或螯合，使其在酸中不易发生水解，铁离子稳定剂可将fe3+还原至fe2+，在乏酸ph值下可达到稳定铁的目的，防止铁凝胶沉淀，从而随乏酸排出。

17、优选地，所述b剂中的酸性化合物为hcl，所述hcl由盐酸提供。市售的盐酸均适用于本发明。

18、优选地，所述盐酸的质量占b剂的总质量的12～14％。

19、渗吸液、低粘滑溜水和高粘滑溜水中的黏土稳定剂的作用为有效地吸附在粘土表面，防止水敏性矿物水化膨胀及分散运移而对油气层造成的伤害。

20、渗吸液、低粘滑溜水和高粘滑溜水中的降阻剂的作用为降低液体阻力。

21、低粘滑溜水和渗吸液中的润湿调控剂的作用为提高岩石表面的亲水性或者疏油性，进而剥离吸附在岩石表面的油膜。

22、高粘滑溜水中的防水锁剂对解除水伤害具有重要作用，可有效防止并解除低渗透油藏在压裂过程中产生的水相伤害，提高压裂产能。降低水锁效应是保护天然气储层的重要措施，防水锁剂需要满足以下条件：1、少量加入便能大大降低溶液的表面张力或界面张力，改变体系界面状态，使表面呈活化状态，从而产生润湿或反润湿；2、防水锁剂可加速侵入液的排液，有利于近井地层滞留液以排液方式被驱走而更好地解除水锁效应。

23、优选地，所述润湿调控剂为9,10-二羟基硬脂酸碱金属盐。例如，所述润湿调控剂为9,10-二羟基硬脂酸钠。

24、本发明的夹层型页岩油气藏的压裂方法所采用的技术方案为：

25、一种夹层型页岩油气藏的压裂方法，包括以下步骤：

26、(1)根据目标夹层型页岩油气藏的地质甜点和工程甜点，确定段簇射孔位置；

27、(2)桥塞及簇射孔联作施工；

28、(3)向各压裂段中依次注入解堵剂、第一前置液、第一携砂液、中顶液、第二前置液、第二携砂液和顶替液，以实现对各个压裂段的压裂施工；所述解堵剂为如上所述的压裂液中的解堵剂；所述第一前置液和第二前置液独立地包括如上所述的压裂液中的渗吸液、低粘滑溜水和高粘滑溜水；所述第一携砂液和中顶液独立地为如上所述的压裂液中的高粘滑溜水；所述第二携砂液为如上所述的压裂液中的高粘滑溜水，或者所述第二携砂液包括如上所述的压裂液中的渗吸液、低粘滑溜水和高粘滑溜水；所述顶替液为如上所述的压裂液中的低粘滑溜水。

29、本发明的夹层型页岩油气藏的压裂方法，先确定段簇射孔位置，然后桥塞及簇射孔联作施工，最后注入本发明的用于夹层型页岩油气藏的压裂液，压裂液中的解堵剂具有以下作用：一方面酸液可降低储层破裂压力，溶蚀碳酸盐岩矿物，增加孔隙连通性；另一方面在油层深部反应生成co2气体，可改善原油流动性，同时伴有大量的热量放出，降低近井地带储层冷伤害；压裂液中的高粘滑溜水可以进行前置造缝以及形成主缝，压裂液中的渗吸液可提高孔隙压力，增加岩石微观损伤程度，降低复杂缝的形成难度，同时可以有效置换微孔隙内的油流，提高压后效果；压裂液中的低粘滑溜水可进行扩缝；本发明的夹层型页岩油气藏的压裂方法可以实现裂缝的全支撑。

30、优选地，向压裂段中注入解堵剂是将解堵剂中的a剂和b剂依次注入压裂段中。进一步优选地，注入a剂后，向压裂段中注入隔离液，然后再注入b剂。优选地，所述隔离液为水。

31、优选地，向压裂段中注入第一前置液是将第一前置液中的高粘滑溜水、渗吸液、低粘滑溜水和高粘滑溜水依次注入压裂段中，其中，低粘滑溜水分多个批次注入，且多个批次中的部分批次注入低粘滑溜水时，采用低粘滑溜水携带支撑剂，且携带支撑剂的砂比随注入批次的增大而增大。例如，将第一前置液中的低粘滑溜水分5个批次注入，第1批次、第2批次、第4批次和第5批次注入低粘滑溜水时，采用低粘滑溜水携带支撑剂。优选地，第一前置液中的低粘滑溜水携带的支撑剂为70～140目的石英砂。

32、优选地，向压裂段中注入第一携砂液是将第一携砂液分多个批次注入压裂段中，每批次注入第一携砂液时，采用第一携砂液携带支撑剂，且携带支撑剂的砂比随注入批次的增大而增大。例如，将第一携砂液分6个批次注入压裂段中。优选地，第一携砂液携带的支撑剂为40～70目的陶粒。

33、优选地，向压裂段中注入中顶液时，采用中顶液携带主要由暂堵球和暂堵剂组成的支撑剂。

34、优选地，向压裂段中注入第二前置液是将第二前置液中的渗吸液、低粘滑溜水和高粘滑溜水依次注入压裂段中，其中，低粘滑溜水分不少于2个批次注入，每批次注入低粘滑溜水时，采用低粘滑溜水携带支撑剂，且携带支撑剂的砂比随注入批次的增大而增大。优选地，第二前置液中的低粘滑溜水携带的支撑剂为70～140目的石英砂。

35、优选地，所述第二携砂液为如上所述的压裂液中的高粘滑溜水，向压裂段中注入第二携砂液是将第二携砂液分多个批次注入压裂段中，且多个批次中的部分批次注入第二携砂液时，采用第二携砂液携带支撑剂。例如，将第二携砂液分10个批次注入压裂段中，第1至第5批次注入第二携砂液时，采用第二携砂液携带支撑剂，且携带支撑剂的砂比随注入批次的增大而增大；第7至第10批次注入第二携砂液时，采用第二携砂液携带支撑剂，且携带支撑剂的砂比随注入批次的增大而增大。优选地，第二携砂液携带的支撑剂为40～70目的陶粒。

36、优选地，所述第二携砂液包括如上所述的压裂液中的渗吸液、低粘滑溜水和高粘滑溜水，向压裂段中注入第二携砂液是将第二携砂液中的高粘滑溜水、渗吸液、低粘滑溜水和高粘滑溜水依次注入压裂段中。

37、优选地，将第二携砂液中的渗吸液注入压裂段前，将第二携砂液中的高粘滑溜水注入压裂段中是将第二携砂液中的高粘滑溜水分多个批次注入压裂段中，每个批次注入第二携砂液中的高粘滑溜水时，采用第二携砂液中的高粘滑溜水携带支撑剂，最后一个批次之前的各批次注入的第二携砂液中的高粘滑溜水携带的支撑剂为陶粒，最后一个批次之前的各批次注入的第二携砂液中的高粘滑溜水携带的支撑剂的砂比随注入批次的增大而增大，最后一个批次注入的第二携砂液中的高粘滑溜水携带的支撑剂由暂堵球和暂堵剂组成。例如，将第二携砂液中的高粘滑溜水分6个批次注入压裂段中。

38、优选地，将第二携砂液中的低粘滑溜水注入压裂段中是将第二携砂液中的低粘滑溜水分不少于2个批次注入压裂段中，每批次注入低粘滑溜水时，采用低粘滑溜水携带支撑剂，且携带支撑剂的砂比随注入批次的增大而增大。优选地，所述第二携砂液中的低粘滑溜水携带的支撑剂为70～140目的石英砂。

39、优选地，将第二携砂液中的渗吸液注入压裂段后，将第二携砂液中的高粘滑溜水注入压裂段中是将第二携砂液中的高粘滑溜水分多个批次注入压裂段中，每个批次注入高粘滑溜水时，采用高粘滑溜水携带支撑剂，且携带支撑剂的砂比随注入批次的增大而增大。优选地，将第二携砂液中的渗吸液注入压裂段后注入的第二携砂液中的高粘滑溜水携带的支撑剂为40～70目的陶粒。

40、优选地，所述解堵剂、第一前置液、第一携砂液、中顶液、第二前置液、第二携砂液和顶替液的施工排量通过模拟优化确定。

41、优选地，同一压裂段需要满足的条件如下：自然伽马能谱＜90，泥质含量＜30％，孔隙度＞3.5％，最小主应力值＜46mpa，杨氏模量＞3.5×104mpa。

42、优选地，任意相邻两个压裂段之间设置有桥塞。优选地，压裂段之间有泥岩隔层遮挡，隔层厚度为1.3～3.0m。

43、本发明中，采用压裂液中的低粘滑溜水携带支撑剂的砂比小于采用压裂液中的高粘滑溜水携带支撑剂的砂比。