大斜度井免鉆塞分段壓裂完井技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分析

劉言理（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

大斜度井免鉆塞分段壓裂完井技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分析

劉言理（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

陸地某油田所處斷塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜，低滲透難動(dòng)用儲(chǔ)量和非常規(guī)油氣藏儲(chǔ)量豐富，經(jīng)過50多年的開發(fā)，已進(jìn)入開發(fā)后期，出油量下降，含水量大幅上升，開采難度增大。對(duì)于該油田大斜度井進(jìn)行分段壓裂完井是開采低滲透油氣藏的最佳方法，對(duì)提高單井產(chǎn)量有重要作用。大港油田主要應(yīng)用的是以套管固井配合滑套分段壓裂為主體的分段壓裂完井工藝。該工藝具有固完井分段壓裂一體化管柱、全通徑、壓裂作業(yè)連續(xù)和免鉆塞等優(yōu)點(diǎn)，能夠縮短作業(yè)周期，提高經(jīng)濟(jì)效益。該工藝在某井中成功應(yīng)用，取得了較好的效果。

大斜度井；可溶球；免鉆塞；分段壓裂；完井

大斜度井壓裂經(jīng)過十多年的發(fā)展，國外現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)應(yīng)用的大斜度分段壓裂工藝主要有水力噴射壓裂技術(shù)和PSI技術(shù)等［1，2］；國內(nèi)主要是環(huán)空分段壓裂、橋塞分段壓裂、限流壓裂等［3，4］。這些技術(shù)都有一定的局限性，筆者在這一背景下提出了免鉆塞分段壓裂技術(shù)，該技術(shù)具有井下工具少、施工工序簡單、可溶球免鉆塞、作業(yè)效率高等優(yōu)點(diǎn)，為大斜度井加砂壓裂提供了一種簡單可靠的新途徑。結(jié)合某油田某斷塊儲(chǔ)層區(qū)塊氣藏形狀和大小，構(gòu)造特征、儲(chǔ)層分布特征和單井控制量等因素，開展了大斜度井免鉆塞分段壓裂完井技術(shù)應(yīng)用研究。

1　油井基本概況

油井于2014.9.15完鉆，是一口開發(fā)井，完鉆井深4698.43m，垂深3762m，水平位移1621.23m，生產(chǎn)層位沙三段。最大井斜84.89°，造斜點(diǎn)2025.08m，造斜段2025.08m～4408.37m，采用套管固井滑套分段壓裂完井方式，分段壓裂油層4412m～4658m。該井采用5 1/2寸套管固井，固井質(zhì)量良好。該井儲(chǔ)層油層跨度246m，孔隙度13.1%，滲透率20×10－3μm2，原油物性差，凝固點(diǎn)高油層封閉，地下油層不連通，壓力系數(shù)低［5］。該井的生產(chǎn)層位屬于低孔低滲，泥質(zhì)含量較高的儲(chǔ)層，儲(chǔ)層跨度大，需要進(jìn)行壓裂提高儲(chǔ)層動(dòng)用程度，同時(shí)井深、水垂比大、井斜較大，這些都加大了管柱下入以及壓裂施工難度。

2　壓裂完井工藝簡介

根據(jù)油井所處地層特點(diǎn)和考慮以后的長期開采，本井采用先期固井后期壓裂的完井工藝，在套管下方依次連結(jié)TAPlite閥、爆破閥、碰壓浮箍、固井浮箍和浮鞋，固井后水泥凝固好后依次開啟三個(gè)TAPlite閥和爆破閥，進(jìn)行分段壓裂。

（1）壓裂層位設(shè)置 根據(jù)測(cè)井綜合評(píng)價(jià)成果，在測(cè)井顯示最好的四個(gè)層段放置爆破閥和TAPlite閥，各閥在井中處于對(duì)應(yīng)油層的中部，這樣壓裂后的裂縫會(huì)盡可能地作用更大的油層面。最終，選取4658m、4500m、4455m、4412m處為壓裂點(diǎn)，進(jìn)行壓裂作業(yè)，對(duì)油層造縫。

（2）壓裂液選擇 選擇優(yōu)質(zhì)壓裂液，該壓裂液在140℃條件下剪切90min，壓裂液粘度達(dá)到100MPa?s，完全滿足壓裂施工對(duì)壓裂液粘度的要求。

3　工具和套管管串結(jié)構(gòu)

Φ139.7mm浮鞋+Φ139.7mm×P110×9.17mm套管（1根）+Φ139.7mm浮箍+Φ139.7mm×P110×9.17mm套管（1根）+Φ139.7mm浮箍+Φ139.7mm×P110×

9.17mm套管串+破裂盤閥（4658m）+Φ139.7mm×P110 ×9.17mm套管串+TAPLite1（4500m）+Φ139.7mm ×P110×9.17mm套管串+TAP Lite2（4455m）+ Φ139.7mm ×P110×9.17mm套管串TAP Lite3（4412m）+Φ139.7mm× P110×9.17mm套管串（至井口）。

4　技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)

（1）本井壓裂目的層埋藏深，最大井斜84.89°，施工中易形成裂縫彎曲，加砂困難，為了提高施工成功率，在每一級(jí)主壓裂泵注前都注入了支撐劑段塞，一方面打磨射孔孔眼，另一方面堵塞彎曲裂縫，從而促使主裂縫的形成，降低砂堵的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）根據(jù)本井儲(chǔ)層特點(diǎn)，采用大排量、階梯線性加砂和粒徑組合技術(shù)，增大近井地帶的導(dǎo)流能力，形成較好的滲流通道。

（3）本井固井質(zhì)量差，壓裂目的層固井質(zhì)量未知，施工時(shí)有可能引起管外竄槽，

5　施工過程

（1）下入壓裂完井管柱 ①下入浮鞋和上面的套管。②提起帶有浮箍的單根，在浮箍上方和下方的套管上施加扭力，避免套管鉗夾在浮箍上。③提起破裂盤閥并連接到管柱上。套管鉗切勿夾在閥體外徑。通過在閥體上方和下方的套管上施加扭力進(jìn)行連接，推薦扭距值：5-1/2"LTC扣、鋼級(jí)P110、壁厚9.17mm 套管：3，210-5，250 ft.lb（4352 - 7118N.m），推薦扭矩值為：4，280 ft.lb （5802.6N.m）。④下入清單提起所需數(shù)量的套管和短節(jié)并正確連接，套管及其附件各連接部必須使用鎖固脂鎖固。⑤多次重復(fù)步驟（3）～（4），按完井管柱依次下入TAPlite閥。⑥按計(jì)劃下入套管確保閥處于正確位置，檢查套管長度和套管下入順序。

（2）固井施工 管柱到位后，需先進(jìn)行水泥頭檢查，確保水泥頭內(nèi)無異物及膠塞與之能正常匹配。連接水泥頭、管線、及泵車。開始循環(huán)，調(diào)整好泥漿性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求后即可進(jìn)行固井施工。施工前地面管線必須按固井要求進(jìn)行試壓。

注水泥過程中，全程坐崗記錄固井?dāng)?shù)據(jù)。投膠塞時(shí)需有人觀察開泵壓力，如有異常升高立即停泵檢查。

①頂替過程中用計(jì)量罐、流量計(jì)進(jìn)行雙計(jì)量、校正，固井過程進(jìn)行全程壓力監(jiān)測(cè)。②泵車設(shè)置限壓保護(hù)，限壓值17MPa。③碰壓時(shí)，先用7m3清水壓膠塞，再用泥漿頂替，在距最頂部球座閥200m時(shí)，以低于500L/min的排量進(jìn)行頂替，觀察膠塞通過TAPlite閥時(shí)的壓力變化，直至碰壓。④膠塞到位，在碰壓之前的壓力基礎(chǔ)上壓力增加不超過5MPa；若頂替量達(dá)到設(shè)計(jì)值，沒有碰壓顯示，過替量不超過2m3。

（3）打開壓差滑套 首先打開爆破閥，該閥為純壓力式，井口換裝壓裂樹后，井筒緩慢加壓到套管試壓值20MPa，穩(wěn)壓30分鐘，壓降小0.7MPa試壓合格后，加壓至破裂盤閥開啟壓90.2～94.4MPa，壓力突降，破裂盤閥開啟，開始第一級(jí)壓裂施工。

第一級(jí)壓裂施工結(jié)束，井口向井筒投入3.75″球，以1m3/ min的排量泵注頂替液推球入座，壓力升高后突降，第二級(jí)TAP Lite閥#1開啟，開始第二級(jí)壓裂施工。

第二級(jí)壓裂施工結(jié)束，井口向井筒投入4″球，以1m3/min的排量泵注頂替液推球入座，壓力升高后突降，第三級(jí)TAP Lite閥#2開啟，開始第三級(jí)壓裂施工。

第三級(jí)壓裂施工結(jié)束，井口向井筒投入4.25″球，以1 m3/min的排量泵注頂替液推球入座，壓力升高后突降，第四級(jí)TAP Lite閥#3開啟，開始第四級(jí)壓裂施工。

（4）壓裂過程 用5臺(tái)2000型壓裂車、一臺(tái)混砂車和一臺(tái)儀表車組成的壓裂車組對(duì)房26-38L井實(shí)施壓裂。整個(gè)壓裂過程共分四段：分別是4412m、4455m、4500m、4658m處，每段壓裂加砂分別是30.5m3、35.2m3、30.2m3、34.9m3；每段用液量356m3、401.5m3、366m3、402.9m3。壓裂過程中施工排量在5～6m3/min，施工過程順利。

6　生產(chǎn)情況

該井投產(chǎn)第一個(gè)月為自噴，初期自噴液量為39噸/天，產(chǎn)油量為17t/天。從初期日產(chǎn)量可以看出，整個(gè)壓裂施工能有效的改造儲(chǔ)層，提高儲(chǔ)層可動(dòng)用儲(chǔ)量，但是隨著地層能量的降低，產(chǎn)油量下降為15t/天以上，但含水率一直比較低。

7　結(jié)語

①該工藝為免鉆塞分段壓裂完井工藝完成大斜度井，球體一周內(nèi)自動(dòng)溶解，節(jié)約了壓裂后期鉆除球座作業(yè)的時(shí)間和人力物力成本。②應(yīng)繼續(xù)研究完善分段壓裂工具，保證爆破閥和TAPlite閥在工作的過程中能夠正常開啟及其可靠性。③該工藝在使用過程中和使用后增油效果良好，可以考慮推廣使用。

［1］KAMpHUIS H， ARETZ R， NITTERS G，et al.Multiple fracture stimulations in horizontal open hole wells-the example of well boetersen Z9， Germany［R］.SPE 50 609， 1998.

［2］OTTMAR HOCH，MARTY STROMQUIST，GORDON LOVE，et al.Multiple precision hydraulic fractures of low-permeability horizontal open hole sandstone wells［R］. SPE 84 163，2003.

［3］謝建華，趙恩遠(yuǎn)，李平，等.大慶油田水平井多段壓裂技術(shù)［J］.石油鉆采工藝，1998，20（4）：72-75.

［4］張懷文，張繼春，胡新玉.水平井壓裂工藝技術(shù)綜述［J］.新疆石油科技，2005，4（15）：30-33.

［5］袁照永.分段壓裂完井技術(shù)在塘29區(qū)塊大斜度井中的應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2013，24：120-122.

劉言理（1988- ），男，漢族，山東棲霞人，研究生，碩士學(xué)位，大港油田石油工程研究院助理工程師。