水平井分段压裂技术和其应用

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水平井分段压裂技术和其应用　　摘要：水平井分段压裂工艺技术为改善水平井水平段渗流条件、提高单井产量提供了技术支持。本文从我国水平井分段压裂技术的发展现状入手，以应用最为广泛的裸眼水平井封隔器分级压裂技术为重点，以该技术在长庆油田苏里格气田苏75区块的现场应用为例，对水平井压裂技术及其现场应用情况进行了分析与总结。关键词：水平井分段压裂封隔器苏里格气田水平井因其具有泄油面积大、单井产量高、穿透度大、储量动用程度高等优势，在薄储层、低渗透、稠油油气藏及小储量的边际油气藏等的开发上表现出了突出的优势，成为提高油气井产量和提升油田勘探综合效益的重要手段之一，近年来在我国得到了快速的发展。然而在低渗透油藏开采中因其渗透率较低、渗透阻力大、连通性较差，导致水平井单井产量也难以提升，难以满足经济开发的要求，水平井增产改造的问题便摆在了工程技术人员的面前。而水平井分段压裂工艺技术的推广应用为改善水平井水平段渗流条件、提高单井产量提供了技术支持。一、我国水平井分段压裂技术现状6 我国的水平井分段压裂技术及配套工具的研究起步较晚，国内三大石油公司对于水平井分段压裂技术开展广泛的研究开始与“十一五”期间，近几年得到了大力的推广应用。目前国内应用规模较大的水平井分段压裂技术主要包括以下三种：1.裸眼封隔器分段压裂技术。2008年我国在四川广安002-H1-2井第一次实施了裸眼封隔器分段压裂试验，当时是由Schlumberger提供的技术。目前该技术在我国的现场应用仍然以国外技术为主，主要采用由BakerHughes、Weatherford、Packersplus等公司提供的装置系统，我国应用总规模约300～500口，占去了水平井分段压力工艺实施的1/3左右，分段数最多达到20段。我国在该技术方面上处于研发和现场试验阶段，现场试验分段数能达到10段，所采用的压裂材质、加工工艺等方面和国外相比还有一定差距。2.水平井水力喷射分段压裂技术。1998年，首先由Surjaatmadja提出了水力喷射压裂工艺方法，并将其应用于水平井压裂。我国于2005年在长庆油田引进Halliburton配套技术，首次成功的完成了靖平1井的分段压裂。目前该技术在我国大部分油田都得到了广泛的现场试验和应用，总实施口数达到200口以上，分段数在10段以内。6 3.套管完井封隔器分段压裂技术。该技术在我国应用和研发的规模较大，且技术以区域成熟，尤其是在中石油吉林油田国内研发和应用规模较大。此外应用较为广泛的还有：吉林油田的油套两段压裂技术、大庆油田实施的双封单卡拖动管柱分段压裂工艺及中石化西南分公司多级多段分段压裂工艺等。本文主要以裸眼封隔器分段压裂技术为例，对其工艺技术原理及其在现场的实际应用进行分析和论述。二、裸眼封隔器分段压裂技术概述1.压裂工具组成水平井裸眼封隔器分段压裂工艺技术中最为关键的工具是专用裸眼封隔器，其结构如图1所示，该封隔器配合我国自主研发的坐封球座、压差滑套、投球滑套、悬挂器、回接筒、丢手接头等使用。压裂工具的耐温为150℃，可耐压差70MPa，堵球规格分为28mm、34.80mm、39.35mm等几种，尺寸选择取决于分段压裂的级别、各级投球滑套的差别。2.工艺原理现场应用时，依据施工水平井的地质情况以及水平井裸眼段的长度，对使用裸眼封隔器和投球滑套的数量进行调整，从而确定分段压裂段数，并使投球滑套分布于压裂起裂位置，使其容易形成裂缝。当封隔器下入到井眼预订位置后，通过油管投球使其坐于坐封球座上，并向油管正打压注入液体，当压力达到8～10MPa6 时，憋开开启阀，液体经由中心管进液孔将单流阀憋开，进入中心管和胶筒之间的环空，使胶筒膨胀，直至压力达到预设值使封隔器稳定坐封。然后进入压裂施工阶段，首先正打压憋开第一段压差滑开始压裂，第一层完成后，依次从小到大投球憋压打开各级滑套，压裂介质从投球滑套喷砂孔进入地层，直到完成加砂，压裂完成后采用合层返排试采。3.管串结构组合基本管串结构如图1所示，主要由带筛管引鞋+自封式球座+油管（m）+压差滑套+油管（m）+裸眼封隔器（1）+油管（m）+裸眼封隔器（2）+油管（m）+投球滑套（1）+油管+裸眼封隔器（3）+油管（m）+投球滑套（2）+……+悬挂封隔器+回接筒+丢手接头+油管（m）+油管挂。裸眼封隔器和投球滑套情况按照设计的分段段数进行确定，如果水平段分级较长，则可根据实际情况在中间多加入裸眼封隔器。三、现场应用情况分析1.压裂实施情况在苏里格地区苏75区块在6口水平井中实施了裸眼封隔器分段压裂工艺，全部采用国产的裸眼封隔器，施工过程顺利，分段效果良好，获得了较好的压裂效果，具体实施情况如下：1.1苏75-70-6H井水平段长1055.5m，分10段进行压裂，用羧甲基胍胶压裂液4141.7m3，累计加砂406m3，施工过程顺利，坐封效果好，压后测无阻流量316.51×104m3/d，初期投产气量13.0184×104m3，单位采气量为0.00216 MPa/104m3。1.2苏75-67-6H井水平段长1040m，分9段，用压裂液3098.6m3，累计加砂336.4m3，压后测无阻流量84.137×103/d，初期投产气量7.45×104m3，单位采气量压降为0.0028MPa/104m3。1.3苏75-65-4H水平段长961m，分7段压裂，打入压裂液2449.2m3，累计加砂280m3，压后测无阻流量172.117×104m3，初期投产气量11.541×104m3，单位采气量压降为0.0022MPa/104m3d。1.4苏75-101-23H井水平段长1050m，分8段压裂，用压裂液3242.9m3，累计加砂量379m3，压后测无阻流量8.99×104m3d，初期投产气量3.473×104m3，单位采气量为0.0059MPa/103d。2.开发效果分析到目前为止，苏75区块实施裸眼封隔器压裂工艺的水平井整体开发效果良好，以上4口井井测无阻流量现象，平均试气无阻流量157.32×104m3/d，从已投产的水平井开发效果来看，水平井裸眼封隔器压裂工艺效果良好，配产合理，压降速率小，均达到正常生产I类井要求。四、结束语6 裸眼封隔器分段压裂配套工艺技术在以上4口水平井的压裂施工取得了显著的增产效果，现场实践应用表明该技术能够满足水平井增产的需求，为以后水平井压裂施工提供了一种可行的压裂技术。然而随着油气田勘探开发工作的继续深入，油气藏类型将更加多样化和复杂化，水平井开发将成为主导的发展趋势，因此对于与水平井开发相配套的分段压裂技术，就需要我们继续加大研究开发力度，进一步缩小与国外的差距，为水平井开发发展提供强有力的技术支持。参考文献[1]陈朋刚，赵丽霞，张莲忠.水平井压裂工艺技术的发展现状[J].西部探矿工程，2010，（2）.[2]张子明.水平井压裂技术发展现状[J].中外能源，2009，14（9）.[3]杨富，邹国曙，马得华，等.苏里格气田苏平36-6-23井裸眼完井分段压裂技术[J].石油钻采工艺，2010，32（4）.6