一种页岩气水平井二氧化碳重复压裂方法

本发明涉及页岩气开采，具体涉及一种页岩气水平井二氧化碳重复压裂方法。

背景技术：

1、当初始压裂失效或支撑剂破碎，造成页岩气井产气量大幅下降时，重复压裂可重新打开裂缝或使裂缝重新取向，从而再次建立储层到井筒的渗流通道，恢复或增加气井产能，是一种低成本增产方法。但从页岩气井的现场实践情况来看，采用常规水力压裂加砂的方式进行重复压裂仍有一定的局限性，一是很难解决初次压裂裂缝带来的滤失问题，影响重复压裂改造效果；二是由于页岩气井通常采用立体开发，在密集的井网下，较大的重复压裂施工规模会引起井间的裂缝沟通，导致很多页岩气井作业后难以达到预期的增产效果；三是重复压裂井普遍进入生产后期，完成重复压裂后地层压力依然较低，对气井的后续排水采气生产带来巨大的挑战。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种页岩气水平井二氧化碳重复压裂方法，其能够改善初次裂缝导流能力、提升裂缝系统复杂程度、置换储层中剩余的甲烷气体，同时有效解决后续生产所面临的排水采气难题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种页岩气水平井二氧化碳重复压裂方法，其包括如下步骤：

4、s1，在原有井筒初次压裂后进行剩余潜力分析，确定二氧化碳重复压裂区域；

5、s2，在原有井筒内安装小套管完成井筒重建，或者封堵所有初次压裂射孔的孔眼，以完成井筒重建；

6、s3，进行重复压裂射孔优化设计、分段分簇优化设计、排量优化设计以及泵注程序优化设计；

7、所述重复压裂射孔优化设计包括：结合剩余潜力分析结果，在储量动用程度高于储量预设阈值的水平段，选择初次未射孔的井段进行射孔；在储量动用程度低于储量预设阈值的水平段，选择初次未射孔的井段进行射孔，且在初次射孔的位置重新补孔；

8、所述分段分簇优化设计包括：射孔分簇的具体位置根据重复压裂射孔优化设计确定，将相邻的3~4簇设计为一段；单井的压裂段数根据实际的压裂水平段长和重复压裂位置共同确定；

9、所述排量优化设计包括：对于重复压裂区域中的不同压裂段，计算入井流体介质在不同的流量条件下、不同压裂段的沿程摩阻、孔眼摩阻，并估算该压裂段的近井弯曲摩阻，结合地层压力系数结果预测得到不同压裂段、不同入井流体介质在不同排量下的施工压力；

10、所述泵注程序优化设计包括：通过多种入井流体介质交替注入的泵注程序，提升整体重复压裂效果；

11、s4，采用二氧化碳流体作为压裂介质进行压裂施工。

12、进一步，所述步骤s1具体包括：对原有井筒进行产气剖面测试，获得原有井筒初次压裂后水平段中各段以及各簇产气贡献百分比，结合初期地质评价得到的含气性、生产过程中的eur预测结果以及初次压裂改造的评价结果，判断各段各簇的采出程度，将剩余储量高于预设阈值的段、簇以及初次未进行射孔、压裂改造的水平段作为二氧化碳重复压裂施工区域。

13、进一步，所述步骤s2具体包括：

14、若原有井筒采用外径不小于5.5in的套管，则在原有井筒内安装外径为3.5in的小套管完成井筒重建，试压合格后进行后续的压裂施工；

15、若原有井筒采用外径不大于4.5in的套管，封堵所有初次压裂射孔的孔眼，以完成井筒再造，试压合格后进行后续的压裂施工。

16、进一步，若在原有井筒内安装小套管完成井筒重建，在进行重复压裂射孔优化设计时，射孔枪串的布孔密度不少于20孔/米，单个压裂段的压裂射孔的总孔眼数不少于60孔；

17、若采用的为封堵所有初次压裂射孔的孔眼，以完成井筒重建，在进行重复压裂射孔优化设计时，射孔枪串的布孔密度为8~12孔/米，单个压裂段的压裂射孔的总孔眼数不大于40孔。

18、进一步，所述泵注程序优化设计具体包括如下步骤：

19、1）泵入前置酸液，利用酸岩反应降低页岩储层的破裂压力；

20、2）在达到预设压力窗口后，切换泵入液态或超临界二氧化碳携砂液，所述二氧化碳携砂液中的砂比控制在3%及以下；

21、3）泵入减阻水携砂液，待前端的二氧化碳携砂液全部进入地层后，增加施工排量，并提高加砂砂比。

22、4）完成加液加砂，停泵结束施工。

23、进一步，在步骤3）泵入减阻水携砂液后，停泵投加暂堵剂，封堵已开启的射孔簇；新簇开启，然后依次泵入前置酸液、液态或超临界二氧化碳携砂液、减阻水携砂液。

24、进一步，完成压裂施工后，关井，闷井至少20天，保证二氧化碳在页岩储层中充分扩散并与甲烷气体进行置换。

25、进一步，完成闷井后开展连续油管钻塞作业，随后进行放喷测试求产。

26、本发明的有益效果：

27、1、本发明利用二氧化碳作为压裂液，其在页岩压裂改造中具有节水效果好、表面张力小、扩散系数大、在页岩中渗透性和吸附能力强等特点，能够改善初次裂缝导流能力、提升裂缝系统复杂程度、置换储层中剩余的甲烷气体，同时有效解决后续生产所面临的排水采气难题。

28、2、本发明结合剩余潜力分析结果确定重复压裂的射孔位置，并进行重复压裂的排量优化和泵注成型优化设计，以实现精准压裂，提高了二氧化碳的泵注效率，保证了重复压裂的改造效果。

29、3、本发明根据原有井筒外径尺寸合理选择井筒重建方案，即原有井筒采用外径不小于5.5in的套管，则在原有井筒内安装外径为3.5in的小套管完成井筒重建，试压合格后进行后续的压裂施工；原有井筒采用外径不大于4.5in的套管，封堵所有初次压裂射孔的孔眼，以完成井筒再造，试压合格后进行后续的压裂施工。合理的井筒重建方案保证了二氧化碳的有效泵注。

技术特征：

1.一种页岩气水平井二氧化碳重复压裂方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的页岩气水平井二氧化碳重复压裂方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括：对原有井筒进行产气剖面测试，获得原有井筒初次压裂后水平段中各段以及各簇产气贡献百分比，结合初期地质评价得到的含气性、生产过程中的eur预测结果以及初次压裂改造的评价结果，判断各段各簇的采出程度，将剩余储量高于预设阈值的段、簇以及初次未进行射孔、压裂改造的水平段作为二氧化碳重复压裂施工区域。

3.根据权利要求1或2所述的页岩气水平井二氧化碳重复压裂方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括：

4.根据权利要求1或2所述的页岩气水平井二氧化碳重复压裂方法，其特征在于，若在原有井筒内安装小套管完成井筒重建，在进行重复压裂射孔优化设计时，射孔枪串的布孔密度不少于20孔/米，单个压裂段的压裂射孔的总孔眼数不少于60孔；

5.根据权利要求1或2所述的页岩气水平井二氧化碳重复压裂方法，其特征在于，所述泵注程序优化设计具体包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的页岩气水平井二氧化碳重复压裂方法，其特征在于：在步骤3）泵入减阻水携砂液后，停泵投加暂堵剂，封堵已开启的射孔簇；新簇开启，然后依次泵入前置酸液、液态或超临界二氧化碳携砂液、减阻水携砂液。

7.根据权利要求1或2所述的页岩气水平井二氧化碳重复压裂方法，其特征在于：完成压裂施工后，关井，闷井至少20天，保证二氧化碳在页岩储层中充分扩散并与甲烷气体进行置换。

8.根据权利要求7所述的页岩气水平井二氧化碳重复压裂方法，其特征在于：完成闷井后开展连续油管钻塞作业，随后进行放喷测试求产。

技术总结本发明涉及页岩气开采技术领域，具体涉及一种页岩气水平井二氧化碳重复压裂方法，该方法包括如下步骤：S1，在原有井筒初次压裂后进行剩余潜力分析，确定二氧化碳重复压裂区域；S2，在原有井筒内安装小套管完成井筒重建，或者封堵所有初次压裂射孔的孔眼，以完成井筒重建；S3，进行重复压裂射孔优化设计、分段分簇优化设计、排量优化设计以及泵注程序优化设计；S4，采用二氧化碳流体作为压裂介质进行压裂施工。其能够改善初次裂缝导流能力、提升裂缝系统复杂程度、置换储层中剩余的甲烷气体，同时有效解决后续生产所面临的排水采气难题。技术研发人员：张驰,成其,汤积仁,明月,韦琦,贾云中,肖彩云,蔡圣尧受保护的技术使用者：重庆大学技术研发日：技术公布日：2024/7/9