水平井分段壓裂技術(shù)應(yīng)用探究

楊柳

[摘 要]當(dāng)前，我國油田勘探開發(fā)條件日益復(fù)雜，低滲透油氣藏資源開發(fā)力度加大，水平井應(yīng)用增多，而在水平井應(yīng)用中，通過分段壓裂技術(shù)進行儲層改造，可以顯著改善水平井在水平段的油氣滲流條件，提升油井產(chǎn)能。本文就是對水平井分段壓裂技術(shù)應(yīng)用進行的探究。

[關(guān)鍵詞] 水平井；低滲透油藏；分段壓裂

中圖分類號：TE357 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）08-0281-01

在油氣資源開發(fā)中，水平井因穿透度強、露油面積大、油氣儲層動用程度高等特點，在低滲透油藏、淺薄油氣儲層、稠油油藏和邊際油藏中的應(yīng)用逐漸增多。而水平井分段壓裂技術(shù)也成為當(dāng)前我國油田增儲上產(chǎn)的重要技術(shù)措施，特別是對水平井分段壓裂與井網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計方法的研究增多，水平井雙封單卡分段壓裂技術(shù)、水力噴砂分段壓裂技術(shù)、封隔器滑套分段壓裂技術(shù)等技術(shù)應(yīng)用逐步成熟，有必要對水平井分段壓裂技術(shù)應(yīng)用進行深入探究，提升技術(shù)應(yīng)用水平。

一、水平井分段壓裂技術(shù)的應(yīng)用情況

水平井作為低滲透淺薄油氣儲層、稠油油藏和邊際油藏的最佳開發(fā)方式，易受到低滲透儲層條件限制，影響開發(fā)效果。水平井的壓裂裂縫的數(shù)目直接影響到開發(fā)效益，但是水平井井段特別是水平段較長，如何盡快形成水力裂縫，在壓裂后實現(xiàn)快排液、低傷害的壓裂，需要在油藏整體評價和壓裂后產(chǎn)能預(yù)測基礎(chǔ)上建立壓裂數(shù)目優(yōu)化模型，為油田壓裂提供數(shù)據(jù)。

水平井水力壓裂裂縫形態(tài)與最佳條數(shù)的確定是提升開發(fā)效益的重要因素，而分段壓裂可以結(jié)合具體井段情況進行準(zhǔn)確判斷。一般情況下，水力裂縫將出現(xiàn)在最小主地應(yīng)力方位且與之垂直，壓裂后可形成橫向、縱向和復(fù)雜裂縫三類，裂縫形態(tài)受到地應(yīng)力狀態(tài)和井筒方位影響，若井筒與最小主地應(yīng)力方向平行，則產(chǎn)生與井筒垂直的橫向裂縫；若井筒與最小主地應(yīng)力方向垂直，則產(chǎn)生沿井筒方向延伸的縱向裂縫。在實際的壓裂改造中，因為儲層地應(yīng)力的復(fù)雜狀況，以及壓裂射孔段長度等因素影響，裂縫很難完全垂直或平行，一般較為復(fù)雜。試驗分析表明，水平井壓裂后不同裂縫液態(tài)存在差異，多為線性流和徑向流并存的復(fù)雜流態(tài)，壓裂投產(chǎn)后不同裂縫間會存在相互干擾，影響裂縫作用發(fā)揮。所以，在水平井壓裂生產(chǎn)中，科學(xué)確定裂縫條數(shù)是一項基礎(chǔ)性工作，會對油井產(chǎn)能及壓裂施工安全性和效益產(chǎn)生影響，一般情況下，在垂向滲透率低于水平滲透率的油氣儲層中，橫向裂縫以3-5條為宜，但要結(jié)合具體儲層的情況確定。

當(dāng)前水平井分段壓裂施工中，多采用以下工藝技術(shù)。一是化學(xué)隔離技術(shù)。對套管井，可以先射開第一段進行油管壓裂，用液體膠塞和砂子對已壓裂井段進行隔離；通過油管壓裂射開第二段，并用液體膠塞和砂子進行隔離，采用該技術(shù)依次壓裂需要壓裂的井段。該技術(shù)安全性較高，但液體膠塞濃度大，對儲層存在較大的傷害，壓裂后排液要進行膠塞和砂子的沖開作業(yè)，沖砂工序復(fù)雜、成本較高，現(xiàn)在應(yīng)用較少。二是機械封隔分段壓裂技術(shù)。對于套管井，可以通過以下方式進行分段壓裂：利用機械橋塞與封隔器配合進行壓裂，射開第一段時利用油管進行壓裂，并對機械橋塞座封部位進行封堵，然后按照此技術(shù)依次射開需改造的井段，對橋塞進行打撈，通過合理排液進行增產(chǎn)；環(huán)空封隔器分段壓裂技術(shù)，將封隔器下入油井相應(yīng)層段，通過油管施加壓力對環(huán)空壓裂封隔器進行坐封，利用套管環(huán)空完成壓裂，解封作業(yè)要通過油管加壓來剪斷解封銷釘，并開放洗井通道，正常后再起出壓裂管柱，通過重復(fù)以上步驟實現(xiàn)分射分壓；雙封隔器單卡分壓技術(shù)，可對待改造層段進行一次性射開，利用導(dǎo)壓噴砂封隔器的節(jié)流壓差進行管柱壓裂，通過上提方式完成各層段壓裂。環(huán)空封隔器壓裂在淺薄層油氣儲層應(yīng)用較為成熟，雙封隔器單卡分壓技術(shù)易發(fā)生砂卡事故，需要進一步研究。三是限流壓裂技術(shù)。對分段針對性要求較低的水平井壓裂施工，可利用壓裂液在高速流過射孔眼進入儲層時產(chǎn)生的摩擦，提升井底壓力，逐步加大泵壓使井底壓力超過不同層位的破裂壓力，具體可對不同層段根據(jù)需求調(diào)節(jié)孔眼摩擦進行壓裂。

二、水平井分段壓裂技術(shù)的發(fā)展展望

1、水力噴射分段壓裂技術(shù)

水力噴射技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于裸眼井、套管井和篩管井，在石灰?guī)r、砂巖和水平井等復(fù)雜油井及巖層分段壓裂施工中速度快、安全性高，特別是通過與大直徑連續(xù)油管聯(lián)作，可以實現(xiàn)更好地效果。在具體應(yīng)用中，將油管流體在加壓條件下形成的高速射流作用于地層，形成裂縫，并將井底壓力控制在裂縫延伸壓力之下，使射流周圍流體速度最快、壓力最低，在壓差作用下使環(huán)空泵注液體進入射流區(qū)與噴嘴噴射液體共同作用于地層，驅(qū)使地層裂縫不斷延伸。因為井底壓力可控，所以可在裂縫延伸到目標(biāo)值后就可以停止延伸，實現(xiàn)自動封隔。通過將管柱和噴嘴放置在待改造層段，可以對待壓開層段進行依次壓開。

隨著油田勘探開發(fā)技術(shù)要求提高，在下布水力噴射分段壓裂施工中，需要進一步加強對噴射器、噴嘴等配套作業(yè)工具的研究，并優(yōu)化和改進水力噴砂壓裂設(shè)計方法和工藝技術(shù)。

2、低傷害性化學(xué)暫堵膠塞分段壓裂技術(shù)

在液體膠塞、填砂隔離分段壓裂技術(shù)中，液體膠塞濃度過高時會對封堵層造成傷害，壓裂后射開膠塞和砂子又會造成二次傷害?？裳芯康蜐舛鹊某赡z劑，利用其成膠強度較高的特點，使已壓裂層段無需填砂，對成膠和破膠進行靈活控制，減少對儲層的傷害，破膠也無需沖砂鉆塞作業(yè)，實現(xiàn)直接排液求產(chǎn)，減少對地層的傷害。

3、多級封隔器分段壓裂技術(shù)

要不斷優(yōu)化雙封隔器分段壓裂技術(shù)，探索應(yīng)用不動管柱的多級封隔器分段壓裂技術(shù)，利用滑動套筒循環(huán)裝置將不同層位進行分隔，可在每個套管內(nèi)部加裝螺紋連接球座，實現(xiàn)不同直徑的低密度球油管輸送，使球泵達到相應(yīng)工具配套的球座內(nèi)，對實施壓裂增產(chǎn)的儲層進行封堵，然后再打開套管對下一層位進行處理。

三、結(jié)論

綜上所述，在油田勘探開發(fā)時間延長的背景下，各類復(fù)雜油氣藏資源勘探開發(fā)增多，水平井分段壓裂技術(shù)作為復(fù)雜油藏產(chǎn)能提升重要技術(shù)措施，對于提升油井產(chǎn)能具有重要作用。因此，對技術(shù)應(yīng)用情況及發(fā)展趨勢進行展望，有助于更好地指導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用，提升油田勘探開發(fā)效益。

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