水平井分段壓裂技術(shù)的相關(guān)研究

喬小瑜 江偉 張龍飛 常雅 劉小會

陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司定邊采油廠 陜西定邊 718600

水平井是常見的鉆井形式，在開采裂縫性或埋深較淺的油氣藏時通常會應(yīng)用到水平井技術(shù)，以便能夠使油氣層裸露的面積得以增大，從而提高油氣藏的開采率[1]。

一、常見水平井分段壓裂工藝

目前水平井中常用的分段壓裂工藝主要包括以下幾種。（1）裸眼完井技術(shù)。裸眼完井技術(shù)主要被應(yīng)用于水平井中井壁相對穩(wěn)定及巖性致密的層段開采作業(yè)，該技術(shù)具有水動力學(xué)穩(wěn)定及天然氣、石油泄流面積較大的特點(diǎn)。（2）水力噴射技術(shù)。水力噴射工藝包括連續(xù)油管技術(shù)及不動管柱技術(shù)兩種類型，該技術(shù)的原理如下：首先實(shí)現(xiàn)壓能與動能之間的轉(zhuǎn)化，并利用動能完成噴射；隨后將水平井排量提高，當(dāng)井眼內(nèi)部形成負(fù)壓時，地層就會在高速流體的作用下出現(xiàn)單一裂縫，裂縫出現(xiàn)后無需采用橋塞及封隔器便可以完成自動封隔[2]。（3）滑套分層技術(shù)。滑套分層技術(shù)也被稱為滑套封隔器技術(shù)，工藝管柱由篩管引鞋、坐封球座、封隔器、水力錨、噴砂滑套及壓差滑套構(gòu)成，利用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)多級壓裂，作業(yè)效率較高，且能夠根據(jù)不同的壓裂位置使用不同低密度球。因此可提高水平井的開采效率，保證壓裂作業(yè)具有較強(qiáng)的針對性[3]。（4）多級可鉆技術(shù)。多級可鉆技術(shù)指的是，在指定坐封中下入橋塞，并完成上部層段的射孔及壓裂施工，隨后在上方層位下入橋塞，并依次完成分層壓裂作業(yè)。該技術(shù)具有簡單可鉆、耐溫耐壓及生產(chǎn)安全的特點(diǎn)。

二、水平井分段壓裂技術(shù)的應(yīng)用分析

1.裸眼完井與滑套分層技術(shù)的應(yīng)用

該油氣田在2012年引進(jìn)了貝克休斯FracPoint裸眼完井技術(shù)，正式應(yīng)用前先在其中的2口水平井進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)，試驗(yàn)改造效果滿意。利用裸眼完井技術(shù)可一次性將壓裂管柱完全下入井中，在逐級投球后將滑套打開并同時封閉油井下層的油管，有助于順利實(shí)現(xiàn)壓裂排液[4]。在實(shí)際作業(yè)中分4段完成水平井的投球壓裂施工，在進(jìn)入第1段后立即將壓差滑套打開并實(shí)現(xiàn)初始壓裂，在第2段、第3段及第4段中分別投入1個壓裂球，壓裂球達(dá)到球座后打開坐封滑套便可以開始作業(yè)。分段壓裂施工中的入井液量共為1071.3m3，入井液的組成成分如下：加沙量為135m3，伴注液氮 32m3，頂替液 53.6m3，攜砂液 566m3，前置液 384m3，作業(yè)壓力最大值為70.3MPa，排量為4.0m3/min，無阻流量為105萬m3/d，平均砂比為25.8%。此外，該油田中的46H水平井也利用了裸眼完井與滑套分層技術(shù)，該井的壓裂級數(shù)為15段，水平段的總長度為2034m，產(chǎn)氣量為20萬m3/d左右，其產(chǎn)氣量明顯高于其他水平井。在施工過程中注入的壓裂液為4500.31m3，陶沙的加入量為480.12m3，單井施工總耗時約35h左右。

2.水力噴射與多級可鉆技術(shù)的應(yīng)用

該油氣田中使用的水力噴射工藝為不動管柱技術(shù)，在43H水平井中分7段實(shí)施了壓裂施工，該井水平段的長度為400m，作業(yè)時間為25h，經(jīng)試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)該水平井的產(chǎn)量提高了3倍左右。試驗(yàn)成功后將該技術(shù)應(yīng)用于水平段長度＞1000m的水平井中，壓裂段數(shù)被增加到了14段以上，在油氣田中推廣應(yīng)用水力噴射技術(shù)后單井平均產(chǎn)油量增加了4倍多。截至到2014年9月底，該油氣田中使用水力噴射技術(shù)的水平井＞55口，這55口水平井的平均產(chǎn)量約為直井的3倍～5倍，其中84H水平井中的產(chǎn)氣量已經(jīng)達(dá)到了156.53萬m3/d。2014年7月該油氣田在76H水平井中綜合應(yīng)用了水力噴射與多級可鉆技術(shù)，在施工中采用的水力橋塞為斯倫貝謝公司生產(chǎn)的橋塞，壓裂井段為18段，在使用橋塞的基礎(chǔ)上還應(yīng)用了連續(xù)油管，以便實(shí)現(xiàn)逐級射孔、壓裂及封堵。在76H水平井中采用的固井套管共為7套，水平段長度為1854m，完鉆井深為5236m，在鉆進(jìn)過程中發(fā)現(xiàn)砂巖的鉆遇率為97.96%。該水平井中第1段使用的是套管壓裂與連續(xù)性油管射孔技術(shù)，第2段～18段聯(lián)合應(yīng)用橋塞與射孔技術(shù)，泵入橋塞的過程中同時進(jìn)行電纜作業(yè)，并實(shí)現(xiàn)橋塞下入作業(yè)與電纜作業(yè)的相互配合。壓裂改造的順序?yàn)椋瑥乃骄闹翰块_始逐漸向根部改造，在逐層下入過程中配合下入橋塞，采用上述施工方法后，順利完成該井的分段壓裂作業(yè)。

結(jié)束語

綜上述所，應(yīng)用分層壓裂技術(shù)對于水平井生產(chǎn)效率的提高有著非常重要的作用。為了保證分段壓裂技術(shù)能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用，則應(yīng)根據(jù)油井實(shí)際情況優(yōu)化選擇壓裂技術(shù)，并注意在實(shí)踐工作中對分層壓裂工藝進(jìn)行完善，包括優(yōu)化管柱技術(shù)等，從而提高水平井的開采率。

[1]葉成林,王國勇.體積壓裂技術(shù)在蘇里格氣田水平井開發(fā)中的應(yīng)用——以蘇53區(qū)塊為例[J].石油與天然氣化工,2013,42(4):382-386.

[2]余淑明,劉艷俠,武力超,賈增.低滲透氣藏水平井開發(fā)技術(shù)難點(diǎn)及攻關(guān)建議——以鄂爾多斯盆地為例[J].天然氣工業(yè),2013,33(1):54-60.

[3]周方.中低滲透復(fù)雜斷塊油藏水平井優(yōu)化部署——以江蘇油區(qū)為例[J].油氣地質(zhì)與采收率,2012,19(3):104-107.

[4]陳鳳喜,王勇,費(fèi)世祥,張保國.低滲透氣藏水平井優(yōu)化部署及地質(zhì)導(dǎo)向鉆進(jìn)方法研究與實(shí)踐——以蘇里格氣田東區(qū)南部為例[J].石油科技論壇,2013,32(5):6-11.