薄互层储层改造方法、装置和设备

摘要

本申请提供了一种薄互层储层改造方法、装置和设备，其中，该方法包括：获取目标薄互层储层的厚砂岩层中的水平井在目标位置处的射孔；向水平井的套管中注入第一压裂液，直至射孔形成的第一裂缝的尖端侵入与厚砂岩层相邻的泥页岩夹层；将混有第一反应剂的第二压裂液注入所述套管中，直至第一裂缝尖端中进入预设剂量的第一反应剂，其中，第一反应剂包括：悬浮剂和沉降剂；将混有第二反应剂的第二压裂液注入所述套管中，直至得到穿过泥页岩夹层的第二裂缝。在本申请实施例中，得到的第二裂缝贯穿厚砂岩层和相邻的泥页岩夹层，实现了薄互层储层纵向上的充分动用。并且无需对每个储层都进行压裂，从而有效提高了薄互层储层改造的效率。

权利要求

1.一种薄互层储层改造方法，其特征在于，包括：获取目标薄互层储层的厚砂岩层中的水平井在目标位置处的射孔；

向所述水平井的套管中注入第一压裂液，直至所述射孔形成的第一裂缝的尖端侵入与所述厚砂岩层相邻的泥页岩夹层；

将混有第一反应剂的第二压裂液注入所述套管中，直至所述第一裂缝尖端中进入预设剂量的第一反应剂，其中，所述第一反应剂包括：悬浮剂和沉降剂；

向所述套管中注入第三压裂液，直至将所述套管中混有悬浮剂和沉降剂的第二压裂液冲洗完全；

将混有第二反应剂的第二压裂液注入所述套管中，直至得到穿过所述泥页岩夹层的第二裂缝；其中，所述第二反应剂用于与所述第一裂缝尖端中进入的所述预设剂量的第一反应剂发生反应，得到所述第二裂缝；

其中，向所述水平井的套管中注入第一压裂液，直至所述射孔形成的第一裂缝的尖端侵入与所述厚砂岩层相邻的泥页岩夹层，包括：持续向所述套管中注入所述第一压裂液；确定水平井井底压力的上升幅度是否大于等于第一预设阈值；在水平井井底压力的上升幅度大于等于所述第一预设阈值的情况下，确定所述射孔形成的第一裂缝的尖端侵入与所述厚砂岩层相邻的泥页岩夹层，停止向所述套管中注入所述第一压裂液。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取目标薄互层储层的厚砂岩层中水平井在目标位置处的射孔之前，还包括：在所述目标薄互层储层的厚砂岩层处沿最小水平地应力方向钻取所述水平井；

获取所述水平井的测井资料；

根据所述测井资料，确定所述水平井的各个压裂段的布缝位置；

根据所述水平井的各个压裂段的布缝位置，在所述各个压裂段中的趾端压裂段的目标位置处进行射孔；

持续向所述套管中注入所述第三压裂液，直至将射孔产生的岩石碎屑冲洗完全。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在向所述水平井的套管中注入第一压裂液之前，还包括：用封隔器和桥塞封闭所述趾端压裂段。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述趾端压裂段放置传感器，其中，所述传感器用于检测水平井井底压力。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在将混有第一反应剂的第二压裂液注入所述套管中之后，还包括：

确定水平井井底压力的下降幅度是否大于等于第二预设阈值；

在水平井井底压力的下降幅度大于等于所述第二预设阈值的情况下，确定所述第二裂缝穿过所述泥页岩夹层。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将混有第一反应剂的第二压裂液注入所述套管中之前，还包括：

获取与所述目标薄互层储层的厚砂岩层上端相邻的泥页岩夹层的第一物理力学性质参数；

获取与所述目标薄互层储层的厚砂岩层下端相邻的泥页岩夹层的第二物理力学性质参数；

根据所述第一物理力学性质参数和所述第二物理力学性质参数，确定所述预设剂量。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在得到穿过所述泥页岩夹层的第二裂缝之后，还包括：

持续向所述套管中注入所述第一压裂液并增加所述第一压裂液的排量，使所述第二裂缝沿两端的裂缝继续扩展，直至所述第二裂缝的两端贯穿所述泥页岩夹层，得到第三裂缝；

其中，所述第三裂缝大于所述第二裂缝；

持续向所述套管中注入混有支撑剂的第四压裂液，直至所述第三裂缝中进入有第三预设剂量的支撑剂。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述悬浮剂与所述沉降剂是具有相同炸药成分且颗粒尺寸小于所述第一裂缝尖端的固态炸药；其中，所述悬浮剂的密度小于所述第二压裂液，所述沉降剂的密度大于所述第二压裂液。

9.一种薄互层储层改造装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取目标薄互层储层的厚砂岩层中的水平井在目标位置处的射孔；

第一注入模块，用于向所述水平井的套管中注入第一压裂液，直至所述射孔形成的第一裂缝的尖端侵入与所述厚砂岩层相邻的泥页岩夹层；其中，包括：持续向所述套管中注入所述第一压裂液；确定水平井井底压力的上升幅度是否大于等于第一预设阈值；在水平井井底压力的上升幅度大于等于所述第一预设阈值的情况下，确定所述射孔形成的第一裂缝的尖端侵入与所述厚砂岩层相邻的泥页岩夹层，停止向所述套管中注入所述第一压裂液；

第二注入模块，用于将混有第一反应剂的第二压裂液注入所述套管中，直至所述第一裂缝尖端中进入预设剂量的第一反应剂，其中，所述第一反应剂包括：悬浮剂和沉降剂；

第三注入模块，用于向所述套管中注入第三压裂液，直至将所述套管中混有悬浮剂和沉降剂的第二压裂液冲洗完全；

第四注入模块，用于将混有第二反应剂的第二压裂液注入所述套管中，直至得到穿过所述泥页岩夹层的第二裂缝；其中，所述第二反应剂用于与所述第一裂缝尖端中进入的所述预设剂量的第一反应剂发生反应，得到所述第二裂缝。

10.一种薄互层储层改造设备，其特征在于，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机指令，所述指令被执行时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。

说明书

薄互层储层改造方法、装置和设备

技术领域

[0001] 本申请涉及地质勘探技术领域，特别涉及一种薄互层储层改造方法、装置和设备。

背景技术

[0002] 随着石油勘探开发的深入，大量分布的薄互层储层逐步成为石油增产的重要资源。互层是指两种岩层反复出现，表明沉积环境反复、重复变化。薄互层储层通常指在纵向
上厚砂岩储层与较薄的泥页岩夹层交替出现的沉积岩储层，该储层在纵向呈现出砂层与泥
层交替发育且厚度不一的特点。

[0003] 现有技术中通常采用水力压裂技术对薄互层储层进行压裂，由于现有技术中的水力压裂技术是用大排量压裂液在井底憋起高压产生裂缝，从而使得在对薄互层储层进行压
裂的过程中需要分别对多个相邻储层进行压裂，压裂施工量大，并且获得的水力裂缝缝宽
在不同岩层会频繁变化导致压裂效果较差。当薄互层储层层薄且泥页岩夹层厚度较大时，
采用现有技术中的水力压裂技术得到的水力裂缝难以贯穿整个储层，从而导致储层在纵向
上难以充分沟通。由于薄互层储层层间应力差大，纵向上岩层力学、物理性质变化频繁等特
点，采用现有技术中的水力压裂技术无法高效地获得压裂效果较好的水力裂缝，以实现薄
互层储层纵向上的充分动用。

[0004] 针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

[0005] 本申请实施例提供了一种薄互层储层改造方法、装置和设备，以解决现有技术中无法高效地获得压裂效果较好的水力裂缝，以实现薄互层储层纵向上的充分动用的问题。

[0006] 本申请实施例提供了一种薄互层储层改造方法，包括：获取目标薄互层储层的厚砂岩层中的水平井在目标位置处的射孔；向所述水平井的套管中注入第一压裂液，直至所
述射孔形成的第一裂缝的尖端侵入与所述厚砂岩层相邻的泥页岩夹层；将混有第一反应剂
的第二压裂液注入所述套管中，直至所述第一裂缝尖端中进入预设剂量的第一反应剂，其
中，所述第一反应剂包括：悬浮剂和沉降剂；向所述套管中注入第三压裂液，直至将所述套
管中混有悬浮剂和沉降剂的第二压裂液冲洗完全；将混有第二反应剂的第二压裂液注入所
述套管中，直至得到穿过所述泥页岩夹层的第二裂缝；其中，所述第二反应剂用于与所述第
一裂缝尖端中进入的所述预设剂量的第一反应剂发生反应，得到所述第二裂缝。

[0007] 在一个实施例中，在获取目标薄互层储层的厚砂岩层中水平井在目标位置处的射孔之前，还包括：在所述目标薄互层储层的厚砂岩层处沿最小水平地应力方向钻取所述水
平井；获取所述水平井的测井资料；根据所述测井资料，确定所述水平井的各个压裂段的布
缝位置；根据所述水平井的各个压裂段的布缝位置，在所述各个压裂段中的趾端压裂段的
目标位置处进行射孔；持续向所述套管中注入所述第三压裂液，直至将射孔产生的岩石碎
屑冲洗完全。

[0008] 在一个实施例中，在向所述水平井的套管中注入第一压裂液之前，还包括：用封隔器和桥塞封闭所述趾端压裂段。

[0009] 在一个实施例中，在所述趾端压裂段放置传感器，其中，所述传感器用于检测水平井井底压力。

[0010] 在一个实施例中，向所述水平井的套管中注入第一压裂液，直至所述射孔形成的第一裂缝的尖端侵入与所述厚砂岩层相邻的泥页岩夹层，包括：持续向所述套管中注入所
述第一压裂液；确定水平井井底压力的上升幅度是否大于等于第一预设阈值；在水平井井
底压力的上升幅度大于等于所述第一预设阈值的情况下，确定所述射孔形成的第一裂缝的
尖端侵入与所述厚砂岩层相邻的泥页岩夹层，停止向所述套管中注入所述第一压裂液。

[0011] 在一个实施例中，在将混有第一反应剂的第二压裂液注入所述套管中之后，还包括：确定水平井井底压力的下降幅度是否大于等于第二预设阈值；在水平井井底压力的下
降幅度大于等于所述第二预设阈值的情况下，确定所述第二裂缝穿过所述泥页岩夹层。

[0012] 在一个实施例中，在将混有第一反应剂的第二压裂液注入所述套管中之前，还包括：获取与所述目标薄互层储层的厚砂岩层上端相邻的泥页岩夹层的第一物理力学性质参
数；获取与所述目标薄互层储层的厚砂岩层下端相邻的泥页岩夹层的第二物理力学性质参
数；根据所述第一物理力学性质参数和所述第二物理力学性质参数，确定所述预设剂量。

[0013] 在一个实施例中，在得到穿过所述泥页岩夹层的第二裂缝之后，还包括：持续向所述套管中注入所述第一压裂液并增加所述第一压裂液的排量，直至所述第二裂缝的两端贯
穿所述泥页岩夹层，得到第三裂缝；持续向所述套管中注入混有支撑剂的第四压裂液，直至
所述第三裂缝中进入有第三预设剂量的支撑剂。

[0014] 在一个实施例中，所述悬浮剂与所述沉降剂是具有相同炸药成分且颗粒尺寸小于所述第一裂缝尖端的固态炸药；其中，所述悬浮剂的密度小于所述第二压裂液，所述沉降剂
的密度大于所述第二压裂液。

[0015] 本申请实施例还提供了一种薄互层储层改造装置，包括：获取模块，用于获取目标薄互层储层的厚砂岩层中的水平井在目标位置处的射孔；第一注入模块，用于向所述水平
井的套管中注入第一压裂液，直至所述射孔形成的第一裂缝的尖端侵入与所述厚砂岩层相
邻的泥页岩夹层；第二注入模块，用于将混有第一反应剂的第二压裂液注入所述套管中，直
至所述第一裂缝尖端中进入预设剂量的第一反应剂，其中，所述第一反应剂包括：悬浮剂和
沉降剂；第三注入模块，用于向所述套管中注入第三压裂液，直至将所述套管中混有悬浮剂
和沉降剂的第二压裂液冲洗完全；第四注入模块，用于将混有第二反应剂的第二压裂液注
入所述套管中，直至得到穿过所述泥页岩夹层的第二裂缝；其中，所述第二反应剂用于与所
述第一裂缝尖端中进入的所述预设剂量的第一反应剂发生反应，得到所述第二裂缝。

[0016] 本申请实施例还提供了一种薄互层储层改造设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现所述薄互层储层改造方法的步
骤。

[0017] 本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述指令被执行时实现所述薄互层储层改造方法的步骤。

[0018] 本申请实施例提供了一种薄互层储层改造方法，可以通过获取目标薄互层储层的厚砂岩层中的水平井在目标位置处的射孔，向所述水平井的套管中注入第一压裂液，直至
所述射孔形成的第一裂缝的尖端侵入与所述厚砂岩层相邻的泥页岩夹层。可以将混有第一
反应剂的第二压裂液注入所述套管中，直至所述第一裂缝尖端中进入预设剂量的所述第一
反应剂，其中，所述第一反应剂包括：悬浮剂和沉降剂。进一步的，可以向所述套管中注入第
三压裂液，直至将所述套管中混有悬浮剂和沉降剂的第二压裂液冲洗完全。可以将混有第
二反应剂的第二压裂液注入所述套管中，直至得到穿过所述泥页岩夹层的第二裂缝，得到
的第二裂缝贯穿厚砂岩层和相邻的泥页岩夹层，实现了薄互层储层纵向上的充分动用。其
中，所述第二反应剂用于与所述第一裂缝尖端中进入的所述预设剂量的第一反应剂发生反
应，得到所述第二裂缝。从而无需对每个储层都进行压裂，即可得到贯穿泥页岩夹层的裂
缝，很大程度上减小了工作量，提高了薄互层储层改造的效率。

附图说明

[0019] 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本申请的限定。在附图中：

[0020] 图1是根据本申请实施例提供的薄互层储层改造方法的步骤示意图；

[0021] 图2是根据本申请实施例提供的最小地应力方向的示意图；

[0022] 图3是根据本申请具体实施例提供的目标薄互层储层的厚砂岩层中的水平井的示意图；

[0023] 图4是根据本申请具体实施例提供的趾端压裂段的示意图；

[0024] 图5是根据本申请具体实施例提供的射孔的示意图；

[0025] 图6是根据本申请具体实施例提供的压裂段5的设置的示意图；

[0026] 图7是根据本申请具体实施例提供的悬浮剂与沉降剂随着第二压裂液进入裂缝4的示意图；

[0027] 图8是根据本申请具体实施例提供的反应剂进入裂缝4的示意图；

[0028] 图9是根据本申请具体实施例提供的发生爆炸反应后的裂缝示意图；

[0029] 图10是根据本申请具体实施例提供的二次压裂后泥页岩夹层缝宽端面的示意图；

[0030] 图11是根据本申请具体实施例提供的支撑剂进入裂缝4的示意图；

[0031] 图12是根据本申请具体实施例提供的数条贯穿泥页岩夹层b1、b2的大裂缝的示意图；

[0032] 图13是根据本申请实施例提供的薄互层储层改造装置的结构示意图；

[0033] 图14是根据本申请实施例提供的薄互层储层改造设备的结构示意图。

具体实施方式

[0034] 下面将参考若干示例性实施方式来描述本申请的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本申请，而并非以任何
方式限制本申请的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本申请公开更加透彻和完整，并
且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

[0035] 本领域的技术人员知道，本申请的实施方式可以实现为一种系统、装置设备、方法或计算机程序产品。因此，本申请公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软
件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。

[0036] 虽然下文描述流程包括以特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些过程可以包括更多或更少的操作，这些操作可以顺序执行或并行执行(例如使用并行处理器
或多线程环境)。

[0037] 由于现有的现有技术中通常采用水力压裂技术对薄互层储层进行压裂，所谓压裂就是将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压，当此压力大
于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，便在井底附近地层产生裂缝。薄互层储层是
纵向上厚砂岩储层与较薄的泥页岩夹层交替出现的沉积岩储层，而水力压裂技术是用大排
量压裂液在井底憋起高压产生裂缝，从而使得在对薄互层储层进行压裂的过程中需要分别
对多个相邻的厚砂岩储层和泥页岩夹层进行压裂，压裂施工量大，并且获得的水力裂缝缝
宽在不同岩层会频繁变化导致最终的压裂效果较差。

[0038] 基于以上问题，本发明实施例提供了一种薄互层储层改造方法，如图1所示，可以包括以下步骤：

[0039] S101：获取目标薄互层储层的厚砂岩层中的水平井在目标位置处的射孔。

[0040] 由于压裂是人为地使地层产生裂缝，因此，在压裂前可以先获取目标薄互储层中厚砂岩层中的水平井在目标位置处的射孔。射孔目的是建立井筒与目的层之间的油流通
道，进行试油或试采。水平井是最大井斜角保持在90°左右，并在目的层中维持一定长度水
平井段的特殊井。

[0041] 其中，上述目标位置可以为期望的压裂段中储层品质和工程品质较好的位置，也可称为甜点位置。在一些实施例中，可以在常规测井的基础上结合电测井和声波测井等测
井技术，测量目标薄互层储层的游离油量、杨氏模量、渗透率、物性、含油性、脆性、地应力等
参数，根据这些参数建立一个评价模型，通过该模型可以评价水平井中各水平段的储层品
质和工程品质。当然采用其他方式分析确定水平井中各水平段的储层品质和工程品质，本
申请对此不作限定。储层品质和工程品质较好的位置称之为“甜点”，可以优先在甜点位置
布缝、射孔。

[0042] 由于薄互层储层是在纵向上厚砂岩储层与较薄的泥页岩夹层交替出现的沉积岩储层，该储层在纵向呈现出砂层与泥层交替发育且厚度不一的特点，因为厚砂岩层的储性
物性相对较好，因此在一个实施例中可以优选的在厚砂岩层钻取水平井进行射孔。当然，在
一些实施例中也可以在泥页岩夹层中钻取水平井进行射孔，具体的可以根据实际情况确
定，本申请对此不作限定。

[0043] S102：向水平井的套管中注入第一压裂液，直至射孔形成的第一裂缝的尖端侵入与厚砂岩层相邻的泥页岩夹层。

[0044] 在获取了上述射孔之后，可以进行第一次压裂，具体的可以向水平井的套管中注入第一压裂液，直至上述射孔形成的第一裂缝的尖端侵入与厚砂岩层相邻的泥页岩夹层，
此时停止向水平井的套管中注入上述第一压裂液。

[0045] 其中，上述套管为钻井时下入水平井中的，可以用于帮助钻井、防止井眼塌陷、导流等。上述第一压裂液可以为前置液，其作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的裂缝。常用
的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液5种基本类型。

[0046] 由于薄互层储层是在纵向上厚砂岩储层与较薄的泥页岩夹层交替出现的沉积岩储层，因此，厚砂岩层的上端和下端均为泥页岩夹层，需要第一裂缝的上尖端和下尖端均侵
入与厚砂岩层相邻的泥页岩夹层时，才可以停止向水平井的套管中注入上述第一压裂液。

[0047] 在一些实施例中，可以根据水平井井底压力确定第一裂缝的尖端是否侵入与厚砂岩层相邻的泥页岩夹层，由于泥页岩夹层的地层抗拉强度较大，所以在水平井井底压力有
明显上升时，可以认为第一裂缝的尖端侵入了与厚砂岩层相邻的泥页岩夹层。

[0048] 在一些实施例中，可以利用压裂车向套管中注入压裂液，不同的压裂液可以使用不同压裂车进行注入。压裂车是压裂的主要设备，它的作用是向井内注入高压、大排量的压
裂液，破裂地层，以及把支撑剂携入裂缝。压裂车主要由运载、动力、传动、泵体等四大件组
成。现场施工对压裂车的技术性能要求很高，压裂车必须具有压力高、排量大、耐腐蚀、抗磨
损性强等特点。

[0049] S103：将混有第一反应剂的第二压裂液注入套管中，直至第一裂缝尖端中进入预设剂量的第一反应剂，其中，第一反应剂包括：悬浮剂和沉降剂。

[0050] 在得到上述第一裂缝之后，可以将混有第一反应剂的第二压裂液注入套管中，直至第一裂缝的尖端中进入预设剂量的第一反应剂，此时停止向套管中注入混有第一反应剂
的第二压裂液。其中，上述第一反应剂包括：悬浮剂和沉降剂。可以理解的是，悬浮剂可以随
着第二压裂液的流动上浮，沉降剂可以随着第二压裂液下沉，即最终第一裂缝的上尖端中
会进入第一预设剂量的悬浮剂，第一裂缝的下尖端会进入第二预设剂量的沉降剂，第一预
设剂量和第二预设剂量的总和等于上述预设剂量。

[0051] 其中，上述第二压裂液可以为携砂液，上述第二压裂液可以起到将悬浮剂、沉降剂带入上述第一裂缝的作用。

[0052] 上述预设剂量可以为1kg、900g等数值，具体的可以根据实际情况确定，本申请对此不作限定。在一些实施例中，可以获取与目标薄互层储层的厚砂岩层上端相邻的泥页岩
夹层的第一物理力学性质参数，并根据上述第一物理力学性质参数确定悬浮剂的使用剂
量。进一步的，可以获取与目标薄互层储层的厚砂岩层下端相邻的泥页岩夹层的第二物理
力学性质参数，并根据第二物理力学性质参数确定沉降剂的使用剂量。最后可以根据悬浮
剂的使用剂量和沉降剂的使用剂量，确定上述预设剂量。

[0053] 上述悬浮剂与沉降剂是具有相同炸药成分且颗粒尺寸小于第一裂缝尖端的固态炸药，悬浮剂和沉降剂都不溶于上述第二压裂液，且都不与第二压裂液发生反应。其中，悬
浮剂的密度小于第二压裂液，沉降剂的密度大于第二压裂液。

[0054] S104：向套管中注入第三压裂液，直至将套管中混有悬浮剂和沉降剂的第二压裂液冲洗完全。

[0055] 由于套管中存在混有第一反应剂的第二压裂液，为了避免后续爆炸时套管中也发生反应，可以向套管中注入第三压裂液，直至将套管中混有悬浮剂和沉降剂的第二压裂液
冲洗完全。可以理解的是，上述操作仅会将套管中的混有悬浮剂和沉降剂的第二压裂液冲
洗走，而不会将第一裂缝尖端中的悬浮剂和沉降剂冲走。

[0056] 其中，上述第三压裂液可以为预前置液，可以用于清洗套管，上述第三压裂液不会与悬浮剂和沉降剂发生反应。

[0057] S105：将混有第二反应剂的第二压裂液注入套管中，直至得到穿过泥页岩夹层的第二裂缝；其中，第二反应剂用于与第一裂缝尖端中进入的预设剂量的第一反应剂发生反
应，得到第二裂缝。

[0058] 为了使上述第一裂缝穿过泥页岩夹层，可以向套管中注入混有第二反应剂的第二压裂液，直至上述第一裂缝穿过泥页岩夹层得到第二裂缝。其中，上述第二反应剂可以用于
与第一裂缝尖端中进入的预设剂量的第一反应剂发生爆炸反应，从而得到第二裂缝。

[0059] 上述第二反应剂是具有一定粘性的液体，含有炸药反应成分，悬浮剂与沉降剂在遇到反应剂后会在一段时间后与其发生爆炸反应。反应剂的用量取决于悬浮剂与沉降剂的
用量，反应剂可以通过第二压裂液持续添加至裂缝中直至完成爆破。

[0060] 在一些实施例中，可以根据水平井井底压力确定第一裂缝的尖端是否穿过泥页岩夹层，由于砂岩层的地层抗拉强度较小，可以通过感应器在确定水平井井底压力有明显下
降的情况下，认为爆炸获得的裂缝穿过了与厚砂岩层相邻的泥页岩夹层。爆炸获得的裂缝
呈辐射哑铃状，这是因为泥页岩夹层的地层抗拉强度大于厚砂岩层的地层抗拉强度。

[0061] 在一个实施例中，在获取目标薄互层储层的厚砂岩层中水平井在目标位置处的射孔之前，可以在目标薄互层储层的厚砂岩层处沿最小水平地应力方向钻取水平井，获取上
述水平井的测井资料。进一步的，可以将水平井分为多个压裂段，根据测井资料，确定水平
井的各个压裂段的布缝位置。可以根据水平井的各个压裂段的布缝位置，首先在各个压裂
段中的趾端压裂段的目标位置处进行射孔，其中，趾端压裂段的布缝位置即为上述目标位
置。

[0062] 由于射孔会产生岩石碎屑，因此，为了避免岩石碎屑影响后续的压裂，可以持续向套管中注入第三压裂液，直至将射孔产生的岩石碎屑冲洗完全。可以理解的是，由于水平井
中包含多个压裂段，在一些实施例中，可以由水平井的趾端向跟端依次对各个压裂段进行
射孔、压裂，当然还可以选择其它的顺序依次进行压裂，具体的可以根据实际情况确定，本
申请对此不作限定。

[0063] 其中，在最小水平地应力方向钻取水平井，是为了使水平井具有较好的稳定性。最小水平地应力确定的方法有多种。最小水平地应力是指水平方向上最小的地应力，地应力
是指岩石未受扰动前存在于地壳中的应力。在一些实施例中，可以基于测井工具探测井壁
破坏，并依据井壁破坏方式的不同确定水平主应力方向，如图2所示，剪切破坏(崩落)为最
小水平地应力方向，拉伸破坏(张裂)为最大水平地应力方向。井径测井使用六臂测井工具
检测岩石崩落方向，从而确定最小水平地应力方向。在一些实施例中，还可以利用图像测
井，使用电子成像工具以及声波成像工具提供整个井壁状态的图像，从而确定最小水平地
应力方向。

[0064] 为了提高水平井的开发效果，常用分段压裂产生多条裂缝来提高水平井的产能，因此可以预先使用一些隔离工具将水平井隔离为若干小段。在一个实施例中，可以用封隔
器和桥塞封闭上述趾端压裂段，以实现各个压裂段之间的分隔。

[0065] 为了能够准确的确定趾端压裂段中裂缝的改造情况，可以在趾端压裂段放置传感器，其中，传感器用于检测水平井井底压力。在一个实施例中，在持续向套管中注入第一压
裂液时，可以通过传感器确定水平井井底压力的上升幅度是否大于等于第一预设阈值，在
水平井井底压力的上升幅度大于等于第一预设阈值的情况下，确定射孔形成的第一裂缝的
尖端侵入与厚砂岩层相邻的泥页岩夹层，停止向套管中注入第一压裂液。上述第一预设阈
值可以为1pa/s，当然还可以为其它任何可能的数值，具体的可以根据实际情况确定，本申
请对此不作限定。

[0066] 在一个实施例中，在将混有第一反应剂的第二压裂液注入套管中之后，可以确定水平井井底压力的下降幅度是否大于等于第二预设阈值，在水平井井底压力的下降幅度大
于等于第二预设阈值的情况下，确定第二裂缝穿过泥页岩夹层。上述第二预设阈值可以为
1.2pa/s，当然还可以为其它任何可能的数值，具体的可以根据实际情况确定，本申请对此
不作限定。

[0067] 由于上述第二裂缝是穿过泥页岩夹层的小裂缝，即裂缝的尺寸还没有达到预期的要求，因此，在一个实施例中，可以持续向套管中注入第一压裂液并增加第一压裂液的排
量，直至所述第二裂缝的两端贯穿所述泥页岩夹层，得到第三裂缝。为了避免裂隙因应力释
放而闭合，可以持续向所述套管中注入混有支撑剂的第四压裂液，直至所述第三裂缝中进
入有第三预设剂量的支撑剂。

[0068] 在一些实施例中，还可以重复上述步骤S101‑S105，以对水平井中的其它压裂段依次进行压裂改造，对薄互层储层的改造实质就是对薄互层储层进行定点爆破压裂，从而得
到多条贯穿厚砂岩层和相邻的泥页岩夹层的裂缝。

[0069] 从以上的描述中，可以看出，本申请实施例实现了如下技术效果：可以通过获取目标薄互层储层的厚砂岩层中的水平井在目标位置处的射孔，向所述水平井的套管中注入第
一压裂液，直至所述射孔形成的第一裂缝的尖端侵入与所述厚砂岩层相邻的泥页岩夹层。
可以将混有第一反应剂的第二压裂液注入所述套管中，直至所述第一裂缝尖端中进入预设
剂量的所述第一反应剂，其中，所述第一反应剂包括：悬浮剂和沉降剂。进一步的，可以向所
述套管中注入第三压裂液，直至将所述套管中混有悬浮剂和沉降剂的第二压裂液冲洗完
全。可以将混有第二反应剂的第二压裂液注入所述套管中，直至得到穿过所述泥页岩夹层
的第二裂缝，得到的第二裂缝贯穿厚砂岩层和相邻的泥页岩夹层，实现了薄互层储层纵向
上的充分动用。其中，所述第二反应剂用于与所述第一裂缝尖端中进入的所述预设剂量的
第一反应剂发生反应，得到所述第二裂缝。从而无需对每个储层都进行压裂，即可得到贯穿
泥页岩夹层的裂缝，很大程度上减小了工作量，提高了薄互层储层改造的效率。

[0070] 下面结合一个具体实施例对上述方法进行说明，然而，值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本申请，并不构成对本申请的不当限定。

[0071] 本发明实施提供了一种薄互层储层改造方法，可以包括：

[0072] 步骤1：在目标薄互层储层的厚砂岩层a2沿最小水平地应力方向钻一口水平井，水平井中设有套管7，如图3所示。

[0073] 其中，a1、a2、a3为厚砂岩层；b1、b2、b3为泥页岩夹层；c1、c2、c3、c4为压裂车。压裂车是压裂的主要设备，它的作用是向上述水平井内注入高压、大排量的压裂液，破裂地层，以
及把支撑剂携入裂缝。压裂车主要由运载、动力、传动、泵体等四大件组成，压裂泵是压裂车
的工作主机，现场施工对压裂车的技术性能要求很高，压裂车必须具有压力高、排量大、耐
腐蚀、抗磨损性强等特点。

[0074] 步骤2：在水平井常规测井资料的基础上，进行水平井压裂布缝。

[0075] 在确定好布缝位置后，可以从远到近依次在各个压裂段的布缝位置进行压裂，首先在趾端压裂段进行压裂。如图4所示，压裂段5即为趾端甜点位置所在压裂段，也称为趾端
压裂段。

[0076] 裂缝间距、裂缝长度、裂缝条数等裂缝参数的确定通常要使用数值模拟、建立产能模型等方法进行分析来确定。趾端压裂段即距离竖直井最远处的压裂段，跟端压裂段即距
离竖直井最近处的压裂段，甜点位置是指储层品质和工程品质好的位置。其中，趾端和跟端
的具体分布如图3中所示。

[0077] 在一个实施例中，在常规测井的基础上结合电测井和声波测井等测井技术，测量目标薄互层储层的物性、含油性、脆性、地应力等参数，根据这些参数建立一个评价模型。通
过该模型可以评价各水平段的储层品质和工程品质。储层品质和工程品质好的位置称之为
“甜点”，在布缝的时候优先在甜点位置布缝。

[0078] 步骤3：在压裂段5的甜点位置处进行射孔，获得射孔3。

[0079] 如图5所示，在压裂段5的甜点位置处进行射孔，获得射孔3。射孔完成后，通过压裂车c1往套管7中注入第三压裂液，以将射孔产生的岩石碎屑块冲洗出来。检测到冲洗完成
后，控制压裂车c1停止往套管7中注入第三压裂液。

[0080] 步骤4：用封隔器2和桥塞1封闭第一个压裂段5，开始第一次压裂。

[0081] 压裂段5的设置如图6中所示，用封隔器2和桥塞1封闭第一个压裂段5，并在趾端压裂段5中放置有传感器6(传感器6防爆，且可回收利用)，可以通过传感器6监测水平井井底
压力。通过压裂车c2往套管7中注入第一压裂液并增加第一压裂液的排量，当压裂段5中射
孔3内的有效应力达到地层抗拉强度后，形成一条垂直于最小水平地应力方向的裂缝4。

[0082] 此时继续通过压裂车c2往套管7中注入第一压裂液，直至裂缝4的尖端侵入泥页岩夹层b1的下端和泥页岩夹层b2的上端。具体的，可以通过传感器6确定水平井井底压力是否
有明显上升，在确定有明显上升的情况下可认为裂缝尖端侵入了泥页岩夹层b1和b2，控制压
裂车c2停止往套管7中注入压裂液2。

[0083] 步骤5：通过压裂车c3将混有悬浮剂与沉降剂的第二压裂液注入套管7，待裂缝4的尖端进入预设剂量的悬浮剂与沉降剂后，控制压裂车c3停止往套管7中注入压裂液3。

[0084] 如图7所示，悬浮剂与沉降剂会随着第二压裂液进入裂缝4，最终悬浮剂进入裂缝4的上尖端，沉降剂进入裂缝4的下尖端。以沉降剂为例，如图7中A所示，裂缝4的下尖端中会
进入第一预设剂量的沉降剂。而裂缝4的上尖端中会进入第二预设剂量的悬浮剂，其中第一
预设剂量与第二预设剂量之和为上述预设剂量。

[0085] 上述悬浮剂与沉降剂是具有相同炸药成分的、颗粒尺寸小于裂缝4的尖端的固态炸药，悬浮剂和沉降剂都不溶于上述第二压裂液，且都不与第二压裂液发生反应。悬浮剂与
沉降剂的密度不同，悬浮剂密度略小于第二压裂液(当第二压裂液水平流动时会缓缓上
升)，沉降剂密度略大于第二压裂液(当第二压裂液水平流动时会缓缓下降)。

[0086] 悬浮剂的用量取决于泥页岩夹层b1的强度和厚度等物理力学性质，沉降剂的用量取决于泥页岩夹层b2的强度会让厚度等物理力学性质。

[0087] 步骤6：通过压裂车c1往套管7中注入第三压裂液，冲洗套管7中的悬浮剂与沉降剂，待套管7中的悬浮剂与沉降剂冲洗干净后，控制压裂车c1停止往套管7中注入第三压裂
液。

[0088] 需要注意的是，第三压裂液仅会将套管7中的悬浮剂和沉降剂冲洗干净，而不会将裂缝4尖端中的悬浮剂和沉降剂冲洗走。

[0089] 步骤7：通过压裂车c3将混有第二反应剂的第二压裂液注入套管7中，待裂缝4的尖端进入预定用量的反应剂后，控制压裂车c3停止往套管7中注入压裂液3。

[0090] 如图8所示，通过压裂车c3持续将混有反应剂的第二压裂液注入套管7中，直至裂缝4的尖端进入预定用量的反应剂。如图8中A所示，反应剂会随着第二压裂3进入压裂段5，
最终进入裂缝的尖端。

[0091] 上述第二反应剂是具有一定粘性的液体，含有炸药反应成分，悬浮剂与沉降剂在遇到反应剂后会在一段时间后与其发生爆炸反应。反应剂的用量取决于悬浮剂与沉降剂的
用量，反应剂可以利用第二压裂液持续添加直至完成爆破。

[0092] 步骤8：等待一段时间，使裂缝4尖端的悬浮剂和沉降剂与反应剂充分发生爆炸反应，获得一条连接a1、a2厚砂岩层的裂缝和一条连接a2、a3厚砂岩层的裂缝，如图9所示。

[0093] 悬浮剂(或沉降剂)与反应剂发生反应的时间大于步骤7所需的时间并有相当的时间余量。

[0094] 当爆炸获得的裂缝穿过该储层相邻泥页岩夹层时，因为砂岩层的地层抗拉强度较小，通过感应器6确定水平井井底压力有明显下降的情况下，可认为爆炸获得的裂缝穿过了
与厚砂岩层a2相邻的泥页岩夹层。如图9的B中所示，爆炸获得的裂缝呈辐射哑铃状，这是因
为泥页岩夹层的地层抗拉强度大于厚砂岩层的地层抗拉强度。

[0095] 步骤9：通过压裂车c2往套管7中注入第一压裂液并增加第一压裂液的排量，裂缝4会沿着两端的裂缝继续扩展，直至裂缝4贯穿泥页岩夹层b1、b2。

[0096] 二次压裂后泥页岩夹层缝宽端面如图10中C所示，在裂缝4贯穿泥页岩夹层b1、b2的情况下，控制压裂车c2停止往套管7中注入第一压裂液，此时，获得一条贯穿泥页岩夹层b1、
b2的大裂缝。

[0097] 步骤10：通过压裂车c4往套管7中注入混有支撑剂的第四压裂液。

[0098] 利用第四压裂液携带支撑剂进入裂缝4，如图11所示，待裂缝4中进入足够的支撑剂后，控制压裂车c4停止往套管7中注入第四压裂液。其中，支撑剂进入裂缝起到支撑裂隙
不因应力释放而闭合的作用。

[0099] 步骤11：将桥塞与封隔器转移至下一个压裂段，重复上述步骤1‑10，再次获得一条贯穿泥页岩夹层b1、b2的大裂缝，依次类推，最终可以获得数条贯穿泥页岩夹层b1、b2的大裂
缝，如图12所示。

[0100] 基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了一种薄互层储层改造装置，如下面的实施例所述。由于薄互层储层改造装置解决问题的原理与薄互层储层改造方法相似，因
此薄互层储层改造装置的实施可以参见薄互层储层改造方法的实施，重复之处不再赘述。
以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以
下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也
是可能并被构想的。图13是本申请实施例的薄互层储层改造装置的一种结构框图，如图13
所示，可以包括：获取模块131、第一注入模块132、第二注入模块133、第三注入模块134和第
四注入模块135，下面对该结构进行说明。

[0101] 获取模块131，可以用于获取目标薄互层储层的厚砂岩层中的水平井在目标位置处的射孔。

[0102] 第一注入模块132，可以用于向所述水平井的套管中注入第一压裂液，直至所述射孔形成的第一裂缝的尖端侵入与所述厚砂岩层相邻的泥页岩夹层。

[0103] 第二注入模块133，可以用于将混有第一反应剂的第二压裂液注入所述套管中，直至所述第一裂缝尖端中进入预设剂量的所述第一反应剂，其中，所述第一反应剂包括：悬浮
剂和沉降剂。

[0104] 第三注入模块134，可以用于向所述套管中注入第三压裂液，直至将所述套管中混有悬浮剂和沉降剂的第二压裂液冲洗完全。

[0105] 第四注入模块135，可以用于将混有第二反应剂的第二压裂液注入所述套管中，直至得到穿过所述泥页岩夹层的第二裂缝；其中，所述第二反应剂用于与所述第一裂缝尖端
中进入的所述预设剂量的第一反应剂发生反应，得到所述第二裂缝。

[0106] 本申请实施方式还提供了一种电子设备，具体可以参阅图14所示的基于本申请实施例提供的薄互层储层改造方法的电子设备组成结构示意图，所述电子设备具体可以包括
输入设备41、处理器42、存储器43。其中，所述输入设备41具体可以用于输入目标薄互层储
层的厚砂岩层中的水平井在目标位置处的射孔。所述处理器42具体可以用于获取目标薄互
层储层的厚砂岩层中的水平井在目标位置处的射孔；向所述水平井的套管中注入第一压裂
液，直至所述射孔形成的第一裂缝的尖端侵入与所述厚砂岩层相邻的泥页岩夹层；将混有
第一反应剂的第二压裂液注入所述套管中，直至所述第一裂缝尖端中进入预设剂量的所述
第一反应剂，其中，所述第一反应剂包括：悬浮剂和沉降剂；向所述套管中注入第三压裂液，
直至将所述套管中混有悬浮剂和沉降剂的第二压裂液冲洗完全；将混有第二反应剂的第二
压裂液注入所述套管中，直至得到穿过所述泥页岩夹层的第二裂缝；其中，所述第二反应剂
用于与所述第一裂缝尖端中进入的所述预设剂量的第一反应剂发生反应，得到所述第二裂
缝。所述存储器43具体可以用于存储预设剂量等参数。

[0107] 在本实施方式中，所述输入设备具体可以是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。所述输入设备可以包括键盘、鼠标、摄像头、扫描仪、光笔、手写输入板、语
音输入装置等；输入设备用于把原始数据和处理这些数的程序输入到计算机中。所述输入
设备还可以获取接收其他模块、单元、设备传输过来的数据。所述处理器可以按任何适当的
方式实现。例如，处理器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行
的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路
(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器
的形式等等。所述存储器具体可以是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。所述存储
器可以包括多个层次，在数字系统中，只要能保存二进制数据的都可以是存储器；在集成电
路中，一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器，如RAM、FIFO等；在系统中，具
有实物形式的存储设备也叫存储器，如内存条、TF卡等。

[0108] 在本实施方式中，该电子设备具体实现的功能和效果，可以与其它实施方式对照解释，在此不再赘述。

[0109] 本申请实施方式中还提供了一种基于薄互层储层改造方法的计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序指令，在所述计算机程序指令被执行时可以实现：获
取目标薄互层储层的厚砂岩层中的水平井在目标位置处的射孔；向所述水平井的套管中注
入第一压裂液，直至所述射孔形成的第一裂缝的尖端侵入与所述厚砂岩层相邻的泥页岩夹
层；将混有第一反应剂的第二压裂液注入所述套管中，直至所述第一裂缝尖端中进入预设
剂量的所述第一反应剂，其中，所述第一反应剂包括：悬浮剂和沉降剂；向所述套管中注入
第三压裂液，直至将所述套管中混有悬浮剂和沉降剂的第二压裂液冲洗完全；将混有第二
反应剂的第二压裂液注入所述套管中，直至得到穿过所述泥页岩夹层的第二裂缝；其中，所
述第二反应剂用于与所述第一裂缝尖端中进入的所述预设剂量的第一反应剂发生反应，得
到所述第二裂缝。

[0110] 在本实施方式中，上述存储介质包括但不限于随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、只读存储器(Read‑Only Memory,ROM)、缓存(Cache)、硬盘(Hard Disk 
Drive,HDD)或者存储卡(Memory Card)。所述存储器可以用于存储计算机程序指令。网络通
信单元可以是依照通信协议规定的标准设置的，用于进行网络连接通信的接口。

[0111] 在本实施方式中，该计算机存储介质存储的程序指令具体实现的功能和效果，可以与其它实施方式对照解释，在此不再赘述。

[0112] 显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本申请实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置
所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它
们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执
行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个
模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬
件和软件结合。

[0113] 虽然本申请提供了如上述实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑性上不存在必
要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本申请实施例提供的执行顺序。所述的
方法的在实际中的装置或终端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行
或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。

[0114] 应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易
见的。因此，本申请的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这
些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。

[0115] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请实施例可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的
任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。