CN113445978B - 一种热处理优化页岩气储层水力压裂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油气田开发领域，一种热处理优化页岩气储层水力压裂的方法，包括获取水力压裂信息、闷井信息和储层岩石，并根据现场信息分析储层岩石水化状态；根据水化状态将储层岩石制作与压裂后储层岩石水化程度相同的样品；对水化样品进行加热，选择岩石发生热破碎或出现明显的严重破坏时的最高温度设定为热处理最高温度；对水化样品进行加热并恒温不同时长；对各样品进行渗透率测量，选择渗透率突变时对应的阈值恒温时长，将热处理恒温时长设定至略高于阈值时长；根据热处理加热温度及恒温时长的设定选择可满足条件的加热设备进行加热；按照设定完成储层热处理。该方法可优化水力压裂效果，以增强后续页岩气开采效率。
Description
技术领域
本发明属于油气田开发领域，特别是一种热处理优化页岩气储层水力压裂的方法。
背景技术
页岩气是改变世界能源格局的新兴能源，储层页岩气的储层岩石通常较致密，在开采之前多需要进行储层改造，在众多储层改造方法中，水力压裂相对环保，廉价且有效，是目前使用率最高的储层改造方法。水力压裂效果直接决定了页岩气开采效率，因此，改善优化水力压裂对于页岩气行业十分重要。
水力压裂在增强储层导流能力的同时也会对储层造成一定伤害，水力压裂使用的压裂液主要成分为水，且压裂后返排率较低，多半压裂液滞留在储层之中，而页岩气储层黏土含量较高，具有遇水膨胀的性质，压裂液与储层岩石发生水化，迫使储层岩石膨胀。一方面膨胀力会迫使储层中的裂缝继续发育，进一步增强储层的导流能力，工程师利用该现象创造“闷井”方法增强水力压裂效果。但另一方面，储层岩石水化膨胀会挤压原有裂缝，水化同时也会降低储层岩石强度，使支撑剂嵌入岩石裂缝壁内，降低储层导流通道开度，且当通道被挤压到一定程度时，会发生水锁现场，对储层造成二次伤害。
页岩气储层水力压裂后的岩石水化现象对实际工程利弊共存，有利方面在工程中得到利用，但其弊端却少有应对方法。因此，急需一种可以保留页岩气储层水力压裂后储层岩石水化的有利影响，并去除其有害效果的方法。本发明便主要解决上述问题，通过热处理方法消除页岩气储层水化影响，对水化压裂进行优化增强。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种热处理优化页岩气储层水力压裂的方法，该方法可优化水力压裂效果，使其效果最大化，以增强后续页岩气开采效率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种热处理优化页岩气储层水力压裂的方法，包括如下步骤，
步骤1、获取水力压裂信息、闷井信息和储层岩石，并根据现场信息分析储层岩石水化状态；
步骤2、根据水化状态将储层岩石制作与压裂后储层岩石水化程度相同的样品；
步骤3、对水化样品进行加热，选择岩石发生热破碎或出现明显的严重破坏时的最高温度设定为热处理最高温度；
步骤4、对水化样品进行加热至步骤3所设定的最高温度，并恒温不同时长；对各样品进行渗透率测量，选择渗透率突变时对应的阈值恒温时长，将热处理恒温时长设定至略高于阈值时长；
步骤5、根据热处理加热温度及恒温时长的设定选择可满足条件的加热设备进行加热；
步骤6、按照步骤5的设定完成储层热处理，取出加热设备后即可正式生产。
作为优选的，在步骤1中，水力压裂信息包括水力压裂的压裂液类型以及水化时间，储层岩石选择钻井过程中取芯岩石。
作为优选的，在步骤2中，将步骤1中所得岩石制作成高50mm直径25mm圆柱岩样，使用压裂液对样品进行水化处理，该水化处理与工程中压裂后储层水化时间相同；
若压裂后储层水化时间过长，则对样品进行不同时长的水化，分析水化时间与样品水化前后质量变化的关系，当质量不随水化时间变化而变化时，可视为水化饱和，取水化饱和时对应的水化时间，对样品进行水化。
作为优选的，在步骤3中，对水化泥页岩进行加热时，为保证加热工具在加热时不受损伤，热处理储层时不可发生破碎崩塌现象，即在在热处理温度设定时，使用可显示温度的加热炉进行加热，对水化样品加热至发生热破碎，记录破碎温度，设定储层热处理温度略小于热破碎温度，以确保水化泥页岩加热至最高温时依然保持完整。
作为优选的，在步骤4中，选择使用可控制温度的加热炉，对水化泥页岩进行加热，加热至步骤3设定温度，达到设定温度时保持恒温加热，设定不同恒温时间，热处理结束后对样品进行渗透率实验，寻求渗透率与恒温时长的关系，在渗透率发生突变时，渗透率突变时对应的恒温时长即为阈值，设定储层热处理时长略高于阈值恒温时长。
作为优选的，在步骤5中，通过步骤3中设定的热处理温度及步骤4中设定的热处理时长，选择使用满足条件的储层加热设备，对样品进行热处理优化。
作为优选的，在步骤6中，按照步骤5中的设定，对实际工程中的水化压裂后的水化页岩气储层进行热处理，完成后将加热设备取出，即可正式进入页岩气开采。
作为优选的，所述储层加热设备为电加热设备或微波辐射加热设备。
使用本发明的有益效果是：
本发明对水力压裂后页岩气储层进行热处理不仅可以保留膨胀扩容作用的带来的好处，去除水化作用对储层的伤害，还可以通过热开裂，油母分解等现象对储层进行二次改造，多种扩容机理共同作用增加储层裂缝，优化改善水力压裂，使其效果最大化，以增强后续页岩气开采效率。
附图说明
图1为本发明热处理优化页岩气储层水力压裂的方法的流程图。
图2为本发明热处理优化页岩气储层水力压裂的方法中质量变化与水化时间的关系图。
图3为本发明热处理优化页岩气储层水力压裂的方法中渗透率与恒温时长关系图。
图4为本发明热处理优化页岩气储层水力压裂的方法效果示意图。
具体实施方式
为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本技术方案进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而不是要限制本技术方案的范围。
如图1所示，本发明提出一种热处理优化页岩气储层水力压裂的方法，包括如下步骤，
步骤1、获取水力压裂信息、闷井信息和储层岩石，并根据现场信息分析储层岩石水化状态；步骤2、根据水化状态将储层岩石制作与压裂后储层岩石水化程度相同的样品；步骤3、对水化样品进行加热，选择岩石发生热破碎或出现明显的严重破坏时的最高温度设定为热处理最高温度；步骤4、对水化样品进行加热至步骤3所设定的最高温度，并恒温不同时长；对各样品进行渗透率测量，选择渗透率突变时对应的阈值恒温时长，将热处理恒温时长设定至略高于阈值时长；步骤5、根据热处理加热温度及恒温时长的设定选择可满足条件的加热设备进行加热；步骤6、按照步骤5的设定完成储层热处理，取出加热设备后即可正式生产。
以下详细说明上述方法。
在步骤1中，水力压裂信息包括水力压裂的压裂液类型以及水化时间，储层岩石选择钻井过程中取芯岩石。
在步骤2中，将步骤1中所得岩石制作成高50mm直径25mm圆柱岩样，使用压裂液对样品进行水化处理，该水化处理与工程中压裂后储层水化时间相同；若压裂后储层水化时间过长，则对样品进行不同时长的水化，分析水化时间与样品水化前后质量变化的关系，当质量不随水化时间变化而变化时，可视为水化饱和，取水化饱和时对应的水化时间，对样品进行水化。
在步骤3中，对水化泥页岩进行加热时，为保证加热工具在加热时不受损伤，热处理储层时不可发生破碎崩塌现象，即在热处理温度设定时，使用可显示温度的加热炉进行加热，对水化样品加热至发生热破碎，记录破碎温度，设定储层热处理温度略小于热破碎温度，以确保水化泥页岩加热至最高温时依然保持完整。
在步骤4中，选择使用可控制温度的加热炉，对水化泥页岩进行加热，加热至步骤3设定温度，达到设定温度时保持恒温加热，设定不同恒温时间，热处理结束后对样品进行渗透率实验，寻求渗透率与恒温时长的关系，在渗透率发生突变时，渗透率突变时对应的恒温时长即为阈值，设定储层热处理时长略高于阈值恒温时长。
在步骤5中，通过步骤3中设定的热处理温度及步骤4中设定的热处理时长，选择使用满足条件的储层加热设备，对样品进行热处理优化。储层加热设备如电加热设备，微波辐射加热设备等。
在步骤6中，按照步骤5中的设定，对实际工程中的水化压裂后的水化页岩气储层进行热处理，完成后将加热设备取出，即可正式进入页岩气开采。
实施例1
本发明的具体实施例如下：
获取泥页岩岩石，岩石来自于四川龙马溪组。水力压裂普遍使用压裂液水和石英的含量占99.5％，因此使用水代替压裂液。将泥页岩切割成高50mm直径25mm的圆柱样品，将样品侵入水中进行水化，分别水化1、2、3、4及5个小时，分别测量样品水化前后质量变化，具体可见图1，通过图2可知，岩石水化3h-5h时趋近于饱和，因此选用水化5h的水化样品作为后续步骤样品。测量水化5h样品的渗透率为0.01361×10-3μm2。
对水化5h的泥页岩进行加热，当加热至360℃时，岩石发生热破碎，为保证井下加热工具安全，将热处理温度设定为300℃。将水化5h样品加热至300℃，恒温5、10、15、20、25及30分钟，热处理结束后进行渗透率测量，所得结果如图3。由图3可知，恒温时长在25min-30min时渗透率发生突变，因此，可将储层热处理时长设定为40min。
通过上述步骤可知，水化泥页岩的渗透率只有0.01361×10-3μm2，而将水化泥页岩加热至300℃恒温30min后渗透率达到2.21150×10-3μm2，渗透率提升高达162.4倍，导流能力提升巨大，效果优异。
水力压裂滞留在页岩气储层中压裂液会使储层岩石发生水化，在水化膨胀扩容的同时也会对储层造成伤害，削弱压裂效果。本发明针对上述现象，提出消除水化作用对储层的伤害优化水化压裂的方法。本方法应用于页岩气储层水力压裂后，若工程需要闷井，则应用于闷井之后，待水化膨胀扩容结束后进行热处理，热处理水化泥页岩主要发生以下变化：
1水化泥页岩热处理后水分消散，水化膨胀作用解除，被挤压的裂缝开度增加，恢复至未水化状态。
2对水化泥页岩热处理时，其中水分受热膨胀，将岩石中的裂缝胀开，使裂缝继续发育以增强其导流能力。
3岩石温度达到一定程度时，岩石中发生热开裂现象，进一步产生新的裂缝。
4储层泥页岩中含有丰富油母，在高温作用下，油母分解，从而增加孔隙体积。
如图4所示，在钻井结束后，储层岩石致密，需要水力压裂改造储层，水力压裂后，储层岩石产生裂缝，裂缝液返排率低，滞留于储层中。储层岩石水化后，裂缝继续发育，并产生新的裂缝，但裂缝的开度减小。热处理后，裂缝继续发育，原有裂缝开度增大，再次生成新的裂缝。
综上所述，对水力压裂后页岩气储层进行热处理不仅可以保留膨胀扩容作用的带来的好处，去除水化作用对储层的伤害，还可以通过热开裂，油母分解等现象对储层进行二次改造，多种扩容机理共同作用增加储层裂缝，优化改善水力压裂，使其效果最大化，以增强后续页岩气开采效率。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本技术内容的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本专利的保护范围。
Claims (8)
1.一种热处理优化页岩气储层水力压裂的方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤1、获取水力压裂信息、闷井信息和储层岩石，并根据现场信息分析储层岩石水化状态；
步骤2、根据水化状态将储层岩石制作与压裂后储层岩石水化程度相同的样品；
步骤3、对水化样品进行加热，选择岩石发生热破碎或出现明显的严重破坏时的最高温度设定为热处理最高温度；
步骤4、对水化样品进行加热至步骤3所设定的最高温度，并恒温不同时长；对各样品进行渗透率测量，选择渗透率突变时对应的阈值恒温时长，将热处理恒温时长设定至略高于阈值时长；
步骤5、根据热处理加热温度及恒温时长的设定选择可满足条件的加热设备进行加热；
步骤6、按照步骤5的设定完成储层热处理，取出加热设备后即可正式生产。
2.根据权利要求1所述的热处理优化页岩气储层水力压裂的方法，其特征在于：在步骤1中，水力压裂信息包括水力压裂的压裂液类型以及水化时间，储层岩石选择钻井过程中取芯岩石。
3.根据权利要求2所述的热处理优化页岩气储层水力压裂的方法，其特征在于：在步骤2中，将步骤1中所得岩石制作成高50mm直径25mm圆柱岩样，使用压裂液对样品进行水化处理，该水化处理与工程中压裂后储层水化时间相同；
若压裂后储层水化时间过长，则对样品进行不同时长的水化，分析水化时间与样品水化前后质量变化的关系，当质量不随水化时间变化而变化时，可视为水化饱和，取水化饱和时对应的水化时间，对样品进行水化。
4.根据权利要求3所述的热处理优化页岩气储层水力压裂的方法，其特征在于：在步骤3中，对水化泥页岩进行加热时，为保证加热工具在加热时不受损伤，热处理储层时不可发生破碎崩塌现象，即在热处理温度设定时，使用可显示温度的加热炉进行加热，对水化样品加热至发生热破碎，记录破碎温度，设定储层热处理温度略小于热破碎温度，以确保水化泥页岩加热至最高温时依然保持完整。
5.根据权利要求4所述的热处理优化页岩气储层水力压裂的方法，其特征在于：在步骤4中，选择使用可控制温度的加热炉，对水化泥页岩进行加热，加热至步骤3设定温度，达到设定温度时保持恒温加热，设定不同恒温时间，热处理结束后对样品进行渗透率实验，寻求渗透率与恒温时长的关系，在渗透率发生突变时，渗透率突变时对应的恒温时长即为阈值，设定储层热处理时长略高于阈值恒温时长。
6.根据权利要求5所述的热处理优化页岩气储层水力压裂的方法，其特征在于：在步骤5中，通过步骤3中设定的热处理温度及步骤4中设定的热处理时长，选择使用满足条件的储层加热设备，对样品进行热处理优化。
7.根据权利要求6所述的热处理优化页岩气储层水力压裂的方法，其特征在于：在步骤6中，按照步骤5中的设定，对实际工程中的水化压裂后的水化页岩气储层进行热处理，完成后将加热设备取出，即可正式进入页岩气开采。
8.根据权利要求6所述的热处理优化页岩气储层水力压裂的方法，其特征在于：所述储层加热设备为电加热设备或微波辐射加热设备。
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| CN108571305A (zh) * | 2018-03-18 | 2018-09-25 | 西南石油大学 | 一种促进致密气井水力裂缝面微裂缝创生的高温热激法 |
| CN211206124U (zh) * | 2019-10-25 | 2020-08-07 | 中国地质大学（武汉） | 用于不同温度和压力条件下页岩水蒸气吸附的实验装置 |
| CN111411945B (zh) * | 2020-05-08 | 2023-03-10 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种基于海相页岩水化特性的储层可压性测试方法 |
| CN111648748A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-09-11 | 广州海洋地质调查局 | 一种稳定地层的海域天然气水合物原位加热降压开采方法 |
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