页岩气藏水平井分段压裂管柱技术探讨

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1、石油机械CHINAPETROLEUMMACHINERY一65一2010年第38卷第9期●技术讨论页岩气藏水平井分段压裂管柱技术探讨荣莽罗君(1．江汉油田分公司清河采油厂2．江汉油田分公司采油工艺研究院)摘要介绍了我国页岩气藏与美国页岩气藏的差异，以及美国页岩气藏压裂技术的应用情况，借鉴国外页岩气藏水平分段压裂技术，并结合我国页岩气藏的实际情况，提出了裸目良水平井分段压裂管柱、双封隔器单卡分段压裂管柱、多级桥塞分段压裂管柱和环空封隔器分段压裂管柱，分析了各压裂管柱的结构、工作原理、技术特点及其技术关键。最

2、后指出，应针对不同井况采用不同的工艺管柱。关键词水平井分段压裂页岩气藏压裂管柱了成功应用，完成了24级压裂完井，也是目前最0引言大级数的压裂。该管柱由悬挂式永久封隔器、裸眼封隔器与多级投球压裂滑套组合而成，采用逐级投页岩气藏的储层一般呈低孔和低渗透率的物性球和逐级压裂方式，结构如图1所示。特征，气流的阻力比常规天然气大，所有的井都需要实施储层压裂改造才能开采。而我国页岩气资源的开发才刚刚起步，经验匮乏，技术不成熟，这些都制约着我国页岩气的发展。此外，页岩气采收率比常规天然气低，常规天然气采收率在60％以

3、上，而页岩气仅为5％～60％⋯。低产影响着人们对它的热衷，现在美国已经有一些先进技术可以提高页图1Frac—Point多级压裂管柱示意图1～悬挂封隔器；2一裸眼封隔器；岩气井的产量。我国页岩气藏的储层与美国相比有3～投球压裂滑套；4一单流阀。所差异，如四川盆地的页岩气层埋深要比美国深，1．2压裂塞封隔快钻工艺技术美国页岩气层深度为800～2600m，而四川盆地页压裂塞封隔快钻工艺技术管柱示意图见图2。岩气层埋深2000—3500ITI，这给我国的页岩气层其压裂工艺如下：第l阶段油管传送射孔器开发又增添了

4、难度。江汉油田建南气矿今后的工作(TCP)射孔，套管压裂，再将射孔枪及桥塞下人重点是开发页岩气藏，但因其储层物性差，孔隙度和渗透率低，开采难度大，需要开发多种水力压裂增产管柱，以满足我国页岩气藏的开采需求。1国外页岩气藏压裂技术应用情况美国页岩气开采曾经采取过泡沫压裂、大型水泵入井液力压裂、减阻水压裂和重复压裂等增产措施。近年图2压裂塞封隔快钻工艺技术管柱示意图来，水平井分段压裂技术被广泛应用于页岩气藏的1一电缆；2一射孔枪；3一专用工具；4一桥塞。开发，取得显著效果。目前有以下2种技术。设计位置，投送

5、射孔枪及桥塞的施工排量大于61．1Frac-PointEX多级压裂技术in／rain。之后，坐封压裂塞和射孔一趟电缆完成，该技术在Williston盆地Bakken页岩气藏获得进行多级点火，可多段射孔。重复上述过程即可完一66一石油机械2010年第38卷第9期成分段压裂引。全部分段射孔和压裂后，用连续2．2双封隔器单卡分段压裂管柱油管带钻头1次快速钻碎所有桥塞，返排至地面。2．2．1结构及工作原理该技术可应用于~88．9、114．3、139．7和177．8管柱由返排阀、安全接头、KDB水力锚、mm套管完

6、井水平井，压后可快速钻塞，桥塞材质K344压裂封隔器、节流喷砂器及丝堵组成，结构排出容易。如图3所示。2页岩气藏水平井分段压裂管柱借鉴国外页岩气藏水平井分段压裂技术，结合我国页岩气藏的实际情况，笔者提出了4种水平井分段压裂管柱，以满足生产开发需要。图3双封单卡分段压裂管柱示意图1一返排阀；2一安全接头；3、7一KDB水力锚；4、2．1裸眼水平井分段压裂管柱6-K344压裂封隔器；5一节流喷砂器；8一丝堵。2．1．1结构与工作原理其工作原理如下：先将管柱下人设计位置，液裸眼水平井分段压裂管柱结构见图1。工

7、作原压坐封封隔器、水力锚锚爪张开锚定管柱，对下部理为：液压坐封封隔器将每层封隔开，将不同大小层段进行压裂。压裂完成后，控制油管闸门放喷，的球送入油管，然后将球泵送到相应的压裂滑套放喷结束后，上提管柱至下一段压裂位置，憋压重内，增压打开滑套就可以对相应的产层进行处理，新坐封封隔器，完成对下一段的压裂。重复上述过并封堵其他产层。施工过程中，从下至上逐级投球程，完成对多个水平段的逐级压裂。结束后放压解和逐段压裂施工。压裂施工完毕后，放喷将球封封隔器，使封隔器胶筒及水力锚锚爪收回，上提返出。起出管柱，完成施工。

8、2．1．2技术特点及适用条件2．2．2技术特点及适用条件(1)可对多个水平裸眼段进行有效地机械分(1)结构简单，施工方便，施工后管柱易起隔，1次压裂施工压开多个层段。出，可实现有针对性的分段压裂；(2)压裂效果显著，沟通天然裂缝概率大，(2)施工完成后，能够快速将井内液体返排有效改善渗流条件。至地面并投人生产，该管柱只适用于套管井。(3)施工完成后，能够快速返排并投人生产，2．2．3技术关键压裂后管柱不起出，当完井管柱用。(1)管柱的安全下