關(guān)于水平井壓裂酸化工藝技術(shù)研究

劉壘

【摘要】在針對低滲透薄儲層、小儲量邊際油氣藏以及稠油油氣藏進行開發(fā)時，水平井技術(shù)有著非常顯著的效果。而在進行水平井開發(fā)作業(yè)的過程中，時常遭遇天然裂縫欠發(fā)育的低滲透地帶，會影響水平井的油氣產(chǎn)量，在這種情況下，應(yīng)該對其進行壓裂酸化改造。本文結(jié)合水平井壓裂酸化工藝技術(shù)，對其實際應(yīng)用情況進行了簡單分析，希望可以為水平井的開發(fā)和改造提供一定參考。

【關(guān)鍵詞】水平井；壓裂酸化工藝；技術(shù)改造

前言：水平井開采技術(shù)，可以增大油氣層的裸露面積，保證油氣開采的有效進行。對于低滲透油氣藏或者產(chǎn)量無法達標的水平井，可以進行相應(yīng)的壓裂酸化改造，以確保油井開采的順利展開。

一、水平井的特點

在石油行業(yè)，水平井是指井斜角達到或者接近90°，井身沿水平方向鉆井一定長度的井，在水平井中，透水段或者透氣段的濾管呈水平放置。水平井技術(shù)一般應(yīng)用于裂縫性油氣藏或者較薄的油氣層，其主要目的在于增大油氣層的裸露面積，方便進行開采。水平井具有以下幾個特點：

（1）水向水平井的流動具有較大的垂向分速度；

（2）水平井透水段與地下含水層基礎(chǔ)面積較大；

（3）當?shù)叵潞畬雍穸容^小時，可以安裝透水段很長的水平井；

（4）水平井的地表出口可以靈活設(shè)置，避開地表存在的永久障礙物，如河流、公路等。

在油氣開采中，水平井自身的特點使得其在許多領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的優(yōu)越性，能夠在很大程度上提高集水建筑物與地下非飽和帶中的氣體以及地下油氣的接觸面積，從而提高流體抽取的效率。

二、水平井壓裂酸化工藝技術(shù)

如果水平井油氣藏滲透率較低，或者產(chǎn)量無法達標，就需要對其進行相應(yīng)的增產(chǎn)改造。在水平井增產(chǎn)改造中，壓裂酸化改造技術(shù)是一種比較常用的技術(shù)，也取得了相當顯著的成果，這里對幾種改造工藝進行簡單分析。

1.水力噴射壓裂技術(shù)

水力噴射壓裂技術(shù)融合了水力噴砂射孔工藝和水力壓裂工藝，其自身具備獨特的定位性，可以在不采用機械封隔裝置的前提下，實現(xiàn)快速準確的多層壓裂，在低壓、低產(chǎn)、低滲等油井的壓裂改造中取得了非常顯著的成效。該工藝技術(shù)的基本原理在于：由水力噴砂射孔、水力壓裂以及環(huán)空擠壓三個步驟共同實現(xiàn)，利用設(shè)置在施工管柱上的水力噴射工具，在水流沖擊作用下，形成相應(yīng)的噴射孔道，然后通過環(huán)空增壓的方式，拓展近井位置的微裂縫，從而實現(xiàn)水力噴射壓裂。使用公式表示，則

其中，υ表示流體的流動速率，單位為m/s；p表示流體壓力，單位為MPa；ρ表示流體密度，單位為kg/m3；c為常量。

上述公式表明，流體束中的能量維持常量，由于簡化方程中不包含溫度因素，因此不考慮由于摩擦生熱造成的能量消耗。同時可知，流體束速度與流體壓力呈負相關(guān)，即噴嘴出口位置的速度越大，則壓力越低。

通常，酸液類型的選擇和確定，以及酸液配方綜合性能評價需要根據(jù)儲層堵塞類型的具體情況進行分析，為此，特選取某油田三疊系同層位巖心進行實驗。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)該污染傷害水平井存在一定的深部污染，因此，宜選用活性酸穿透距離大的酸液。通過酸液體系優(yōu)選實驗，確定泡沫酸和深穿透緩速酸兩種。因為其溶蝕能力強，活性酸穿透距離遠，清洗油污效果好，可有效解除油水乳化物和有機沉淀物堵塞，且殘酸pH值低，減少了二次沉淀損害、酸液表面張力低利于返排。具體實驗結(jié)果如表1所示。

2.小直徑封隔器分段酸化技術(shù)

小直徑封隔器分段酸化工藝技術(shù)在我國大慶油田中得到了應(yīng)用和實踐，并且取得了良好的效果。該工藝技術(shù)主要是由安全接頭、扶正器、噴砂器等組成管柱，對水平井進行增產(chǎn)改造。一般情況下，小直徑封隔器分段酸化技術(shù)適用于水平段長度在200m以上，而且水平段油層滲透率非均質(zhì)性嚴重的水平井。在實際應(yīng)用中，首先，要將管柱下放到指定位置，然后擠注酸液，按照注入→暫堵→注入進行循環(huán)。待酸液注入達到相關(guān)標準后，可以投球憋壓打滑套，之后切斷滑套銷釘，使得球與球座形成密封，對下部進行封堵，對上部進行開啟，為其它層段的酸化處理提供基礎(chǔ)保障。當全部酸液擠注完畢后，投球打開滑套開關(guān)器，工藝管柱為酸化、排酸一體化管柱，一趟管柱可實現(xiàn)4級投球5段處理。

3.機械封隔分段技術(shù)

通常來講，機械封隔分段技術(shù)在套管井中應(yīng)用比較廣泛，包括幾種不同的工藝：

（1）環(huán)空封隔器分段壓裂：在操作中，要先將封隔器下放到設(shè)計深度，同時，從油管施加一定的壓力，對環(huán)空壓裂封隔器進行坐封，結(jié)合油套環(huán)空完成相應(yīng)的壓裂施工。在對其進行解封時，應(yīng)該從油管進行加壓，在達到特定壓力后，剪斷解封銷釘，同時開啟洗井通道，待洗井正常后，就可以起出壓力管柱，完成整個施工流程。

（2）機械橋塞+封隔器分段壓裂：在對該工藝進行應(yīng)用時，應(yīng)該首先射開第一段，通過油管加壓壓裂，之后使用機械橋塞進行坐封封堵，然后射開第二段，重復以上步驟，依次壓開需要改造的井段，之后對橋塞進行打撈，合層排液求產(chǎn)。

（3）雙封隔器單卡分壓：利用該技術(shù)，可以實現(xiàn)對于所有待改造層段的一次性射開，而在壓裂時，可以利用導壓噴砂封隔器中的節(jié)流壓差壓裂管柱，結(jié)合上體的方法，在一趟管柱中完成所有層段的壓裂。

在現(xiàn)場實踐中，以上三種工藝各自都有自身的優(yōu)勢，也存在一定的不足和問題。例如，環(huán)空封隔器分段壓裂工藝目前已經(jīng)在淺層油藏中得到了廣泛應(yīng)用，技術(shù)相對成熟，但是在深井中，要想確保其功能的有效發(fā)揮，必須進行適當?shù)母倪M和完善；雙封隔器單卡分壓技術(shù)在應(yīng)用中很容易出現(xiàn)封隔器的卡堵現(xiàn)象，影響施工安全，需要加強研究和改善。

三、結(jié)語

總而言之，在當前油田開采中，水平井技術(shù)是一種非常常用的技術(shù)，具有卸油面積大、單井產(chǎn)量高、儲量動用程度高、穿透度大等優(yōu)點，同時可以有效避開地表障礙物和惡劣環(huán)境。不過在部分特殊地帶，需要對其進行增產(chǎn)改造。

參考文獻

[1]田寶剛，劉人天，施鐵軍.水平井壓裂酸化工藝技術(shù)探析[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2014，（7）：53.

[2]沈云波，何柳，沈莉波.水平井分段壓裂酸化工藝技術(shù)現(xiàn)狀及研究進展[J].西部探礦工程，2012，（10）：48-50.

[3]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，2005，15（4）：30-33.

[4]羅祖國，徐龍彬.淺論水平井壓裂酸化技術(shù)的改造[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013，（1）：98.