關(guān)于石油工程管內(nèi)分段壓裂技術(shù)及應(yīng)用探討

安榮泰 劉張龍 毛冠華

摘要：目前，隨著我國(guó)工業(yè)水平以及人民生活質(zhì)量的不斷提高，不論是工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中還是人們的日常生活中對(duì)石油資源的需求量都越來(lái)越大。為了使石油工程的石油產(chǎn)量能夠滿足需求，需要不斷地應(yīng)用先進(jìn)成熟的技術(shù)工藝，從而提高石油油藏的開(kāi)發(fā)效率。石油工程管內(nèi)分段壓裂技術(shù)可以有效地使石油工程增加產(chǎn)量，因此，近些年來(lái)此技術(shù)的應(yīng)用得到了廣泛的關(guān)注。為了給應(yīng)用石油工程管內(nèi)分段壓裂技術(shù)的同行提供一定的理論指導(dǎo)，本文對(duì)此技術(shù)的工藝原理以及應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析總結(jié)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況的反饋可知，此技術(shù)可以有效提高低滲透油藏的開(kāi)發(fā)效率，從而促進(jìn)我國(guó)石油工程的不斷發(fā)展。

關(guān)鍵詞：石油工程;分段壓裂;水平井

一、引言

無(wú)論是工業(yè)生產(chǎn)還是人們的日常生活中，石油資源都發(fā)揮著極為重要的作用，不僅可以給工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、軍事等提供能源，還是重要的化工原料，在石油化工中利用石油提取出的副產(chǎn)品與人們的生活息息相關(guān)，因此需要保證石油的產(chǎn)量。近年來(lái)由于我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)水平的提高、私家車數(shù)量的飛速增加等原因，導(dǎo)致了對(duì)于石油資源的需求越來(lái)越大，因此需要發(fā)展先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)油田的增產(chǎn)，水平井的壓裂增產(chǎn)改造技術(shù)也是被廣泛關(guān)注的一種技術(shù)，國(guó)內(nèi)外對(duì)于此技術(shù)的研究始于上世界八十年代，經(jīng)過(guò)多年的研究以及應(yīng)用取得了一定的進(jìn)展，如水平井壓后產(chǎn)量的預(yù)測(cè)、水力裂縫條數(shù)和裂縫幾何尺寸的優(yōu)化以及分段壓裂技術(shù)等。這其中石油工程分段壓裂技術(shù)通過(guò)不斷的應(yīng)用試驗(yàn)以及工藝分析，取得了大量的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)以及成效，目前已有了較好的發(fā)展，擁有了多種主要技術(shù)。

二、工藝技術(shù)

目前在國(guó)內(nèi)外主要應(yīng)用的水平井分段壓裂方法主要分為四類，分別為化學(xué)隔離技術(shù)、機(jī)械封隔分段壓裂技術(shù)、限流壓裂技術(shù)以及水力噴砂壓裂技術(shù)，其具體內(nèi)容為：

（一）化學(xué)隔離技術(shù)

化學(xué)隔離技術(shù)在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用主要是在上世紀(jì)九十年代初，主要應(yīng)用與套管井中，應(yīng)用此技術(shù)的主要流程為首先將第一段射開(kāi)使油管被壓裂，再使用液體膠塞以及砂子等材料將壓裂的井段隔離，然后再將第二段射開(kāi)并通過(guò)上述方法進(jìn)行隔離，從而依次對(duì)需要進(jìn)行改造的井段操作，當(dāng)所有井段施工結(jié)束時(shí)，應(yīng)用沖砂沖膠塞合層排液求產(chǎn)。此方法在實(shí)際施工過(guò)程中具有較高的安全性，但由于工藝流程會(huì)對(duì)儲(chǔ)層造成一定的傷害，并且才做復(fù)雜，耗時(shí)較長(zhǎng)，成本較高，嚴(yán)重影響了企業(yè)效益，因此，沒(méi)有獲得繼續(xù)的發(fā)展以及進(jìn)一步的推廣研究。

（二）水力噴砂壓裂技術(shù)

水力噴砂壓裂技術(shù)在上世紀(jì)九十年代末得到了迅速發(fā)展，并且主要在國(guó)外應(yīng)用較為廣泛。此技術(shù)的主要原理是利用壓力裝置是油管內(nèi)的流體壓力增加，從而可以從噴嘴中噴射而出，由高壓形成的高速射流成縫。應(yīng)用此技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)封隔，從而不用使用封隔器等隔離工具。此技術(shù)的安全性較好，并且施工效率得到大幅地提升，目前在國(guó)內(nèi)外得到了較為廣泛的應(yīng)用。

（三）機(jī)械封隔分段壓裂技術(shù)

在套管井中長(zhǎng)應(yīng)用機(jī)械封隔分段壓裂技術(shù)，主要分類主要有以下幾種：

第一種為機(jī)械橋塞加封隔器的分段壓裂，其主要工藝流程為首先將第一段射開(kāi)，使油管壓裂，并使用機(jī)械橋塞座封進(jìn)行封堵，然后在將第二段射開(kāi)，使油管壓裂，并使用機(jī)械橋塞座封進(jìn)行封堵，應(yīng)用上述方法，一次對(duì)需要改造的井段進(jìn)行操作，然后將橋塞打撈出來(lái)，最后合層排液求產(chǎn)。

第二種為環(huán)空封隔器分段壓裂，其主要的工藝流程為，第一步將封隔器放置至制定的設(shè)計(jì)位置，再?gòu)挠凸軆?nèi)部施加壓力，從而使坐封環(huán)空將封隔器壓裂，并使油套環(huán)環(huán)控壓裂，進(jìn)行解封操作時(shí)，通過(guò)油管加壓的方式，當(dāng)達(dá)到一定壓力時(shí)，將解封銷釘剪斷，這時(shí)打開(kāi)洗井通道，完成后，將壓裂管柱取出，重復(fù)上述過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)了分射分壓。

第三種為雙封隔器單卡分壓，此種技術(shù)的主要特點(diǎn)是，所有的需要進(jìn)行改造的井段一次性被射開(kāi)，并且管柱的壓裂是利用導(dǎo)壓噴砂封隔器的節(jié)流壓差的作用，使用上提，使各層的壓裂由一趟管柱完成。

通過(guò)將機(jī)械封隔分段壓裂技術(shù)應(yīng)用到工程實(shí)際中，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，其中環(huán)空封隔器壓裂技術(shù)再淺層油藏中的應(yīng)用效果較為明顯，并且相對(duì)來(lái)說(shuō)，技術(shù)發(fā)展較為成熟，但再深層油藏中的應(yīng)用，還需要對(duì)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。通過(guò)對(duì)雙封隔器單卡分段壓裂技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)此技術(shù)會(huì)砂卡封隔器，從而引起一定的事故，因此，此技術(shù)再工程實(shí)際中的應(yīng)用還需要進(jìn)一步的研究。

三、發(fā)展展望

（一）水力噴射分段壓裂技術(shù)

水里噴射分段壓裂技術(shù)有著較為廣闊的應(yīng)用范圍，可以在多種巖性條件進(jìn)行施工，并且經(jīng)過(guò)多次應(yīng)用試驗(yàn)都表明該技術(shù)的施工更具安全性，并且操作簡(jiǎn)單，效果明顯，因此應(yīng)投入一定的科研精力發(fā)展水平井水力噴射分段壓裂技術(shù)。

（二）新型低傷害化學(xué)暫堵膠塞分段壓裂技術(shù)

根據(jù)上文中總結(jié)可知，由于較高濃度的液體膠塞會(huì)對(duì)儲(chǔ)層產(chǎn)生一定的傷害，因此，未來(lái)的發(fā)展方向應(yīng)研制低濃度成膠劑，并且成膠時(shí)間可受人為控制，盡可能地提高操作性，降低對(duì)地層環(huán)境的傷害。

（三）雙到隔器單卡分段壓裂技術(shù)

應(yīng)用雙封隔器單卡分段壓裂技術(shù)，可以節(jié)省對(duì)井段進(jìn)行改造的時(shí)間，并且具有較強(qiáng)的針對(duì)性，有一定的應(yīng)用價(jià)值，因此要求需要對(duì)此技術(shù)繼續(xù)研究，從而解決砂卡封隔器后解卡技術(shù)。

（四）多級(jí)封隔器分段壓裂技術(shù)

為了提高工作效率，目前在雙封隔器分段壓裂技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)展研究開(kāi)發(fā)出的多級(jí)封隔器分段壓裂技術(shù)也有一定的應(yīng)用前景，通過(guò)應(yīng)用特殊的裝置，使處理過(guò)程變得簡(jiǎn)單，并且同時(shí)可對(duì)十層進(jìn)行處理。

四、總結(jié)

綜上所述，隨著我國(guó)工亞水平以及人們生活水平地不斷提高，對(duì)于石油資源地需求也越來(lái)越大，為了提高石油產(chǎn)量，以及油田的利用率，發(fā)展并不斷研究了分段壓裂技術(shù)以實(shí)現(xiàn)油田的增產(chǎn)，經(jīng)過(guò)多年的研究發(fā)展，目前分段壓裂技術(shù)已經(jīng)有了多種技術(shù)，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)根據(jù)油田現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況以及工程要求進(jìn)行合理選擇，從而提高施工質(zhì)量以及效率，更好地促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。

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