機械分層壓裂技術的現場應用

劉 惠

（江蘇油田工程技術服務中心，江蘇揚州 225265）

機械分層壓裂技術的現場應用

劉 惠

（江蘇油田工程技術服務中心，江蘇揚州 225265）

提高低滲、特低滲油藏的開發水平，對提高整體開發水平和經濟效益具有非常重要的意義。圍繞儲量升級為核心，提高單井產能為目標，油井壓裂技術得到了快速發展，成功率、有效率顯著提高，在增儲上產中發揮了重要的技術支撐作用。

分層壓裂；封隔器；儲層改造

1 分層壓裂作業技術

1.1 井身結構適用條件

（1）要求目的層段固井合格，套管無套損。

（2）井深＜3 800m，地層溫度＜150℃的井實施機械分層壓裂，井越深、地層溫度越高對封隔器的耐壓耐溫性能要求就越高，封隔器容易發生失效。

（3）井斜＜55°，井斜越大，壓縮式封隔器座封難度增加。

1.2 分層壓裂井下作業工具

主要通過采用不同類型的壓裂封隔器和滑套組合，通過投球打滑套的方式實現自下而上逐層改造，在不壓井、不放噴、不動管柱條件下實現一趟管柱壓裂多段目的。2006—2012年，主要是“Y241+Y341”壓縮式封隔器組合工藝管柱滿足2段壓裂需求；2013年開始，主要采用 “Y221、K344封隔器”工藝管柱組合適應性研究，滿足2~4段壓裂需求。

1.2.1 “Y241+Y341” 壓縮式封隔器組合工藝管柱

1.2.1.1 管柱結構

主要由Y241可洗井封隔器、Y341可洗井封隔器、分層壓裂開關（滑套）、節流器、單流閥、水力錨等組成。

1.2.1.2 管柱特點

一趟管柱能夠連續壓裂兩段；封隔器通過投球打壓座封，壓后上提管柱實現解封；兩級封隔器帶反洗通道，可反洗井。1.2.1.3 “Y241+Y341”管柱施工步驟

（1）向油管中投入直徑28mm鋼球，打壓坐封兩級封隔器，打掉下部球座，打開下層節流器，對下層壓裂。

（2）再向油管中投直徑38mm鋼球，打開分層壓裂開關，封閉下層流體通道，對上層進行壓裂。施工結束后，通過上提管柱解封兩級封隔器。

（3）“Y241+Y341”分層管柱應用中出現的問題：Y241封隔器上部出現沉砂時，導致解卡、管柱起出困難。滑套球座上有時沉砂，導致投球不到位，滑套打開不徹底，攜砂液沖刷Y241封隔器導致中心管斷裂，滿足不了3層以上分層壓裂的需求。

1.2.2 “Y221、K344”封隔器組合工藝管柱

針對Y341+Y241分層工具的不足，從2013年，改進了Y221、K344封隔器，形成了滿足油田需要的分層壓裂工藝。1.2.2.1 工具優選

（1）YLK344封隔器：膠筒開啟擴張壓力低（0.4~0.7MPa）；膠筒承壓高，采用多層菱型鋼絲連線作骨架；壓裂砂進入工具內部難，中心管進液孔采用線切割技術，切口寬度為0.1~0.2mm，防止壓裂砂進入工具內部；膠筒收縮易，為了避免因砂卡等原因造成膠筒壓后無法收縮解封，設計了滑動接頭與導向鍵，上提管柱帶動滑動接頭與上保護套來強制膠筒收縮恢復原狀，實現解封。目前主要使用的規格：YLK344-115。

（2）YLGY221封隔器：座封解封易，上提旋轉管柱方式座封，上提管柱解封，座封解封操作簡便；可靠性高，采用燕尾卡瓦支撐，采用進口高溫高壓密封件密封可靠性高；適配性好，相對于其他類型的封隔器，Y221和K344配合使用能簡化管柱。

1.2.2.2 管柱優化

（1）Y221+K344”封隔器組合工藝管柱 主要由Y221封隔器、K344封隔器、滑套噴砂器、節流噴砂器、安全洗井閥、水力錨、安全接頭等組成。

（2）管柱特點：一趟管柱能夠連續壓裂4段；座封方式：壓裂前Y221通過上提旋轉下放座封；K344施工時通過打壓節流座封；解封方式：K344施工后在油套平衡時膠筒自動回縮實現解封，Y221上提解封；管柱座封、解封容易，需要的解封力小，管柱具有防砂卡設計，井下風險低；如果砂堵，安全洗井閥反洗井。

1.2.2.3 Y221+K344工藝管柱施工步驟

（1）將管柱下放到指定位置，通過上提旋轉下放座封Y221封隔器；

（2）施工時通過打壓節流座封下面3級K344封隔器；（3）對最下層壓裂，施工結束后投球打開第二段滑套噴砂器，進行壓裂；

（4）依次投球完成第3段和第4段壓裂；

（5）在4層施工結束后放噴泄壓，油套壓力平衡時下面3級K344封隔器自動解封，再上提管柱解封Y221封隔器。

1.3 防砂卡設計

噴砂器和封隔器間距小于2m；封隔器和油層底界距離大于0.6m、小于1m；使用防砂卡水力錨；優化頂替液量，確保投球時球座上不能有砂。

1.4 防管柱蠕動

封隔器間距大于>20m時在管柱中增加了補償器，有效補償管柱因壓力效應造成的伸縮，改善管柱的受力條件，減輕管柱蠕動。在黃147、黃102等井進行應用，均取得了良好的效果。

2 應用情況

2.1 第一階段

2006—2012年應用“Y241+Y341”組合工具，現場累計應用54口井，均壓裂兩段，其中：油井53口，注水井1口。總增油10.3萬t。

（1）老井總增油2.2萬t。

（2）老井平均單井增油1 096t。

（3）新井總增油8.1萬t。

（4）新井平均單井增油2 455t。

2.2 第二階段

2.2.1 取得的效果

2013年開始應用“Y221、K344”組合工具。在韋15-16井、黃102井、墩2-16井進行了壓裂3層應用，在黃147井進行了壓裂4層應用，實現了江蘇油田直井機械分層壓裂段數突破。2.2.2 解決的難題

分層壓裂作業技術的應用，有效的解決了以下幾個方面的問題：

（1）儲層巖性差異井應用：儲層巖性不同，破裂壓力存在差異，籠統壓裂時，有的層造縫不充分、壓不開，達不到儲層改造的目的。

（2）儲層物性差異井應用：儲層由于物性差異，籠統壓裂導致物性好的油層加砂規模偏大，物性差的儲層進砂少難以有效改造，分層壓裂結合儲層物性實施針對性改造。

（3）大跨度井應用：大跨度井目的層間距大，籠統壓裂效果差，逐層壓裂周期長、費用大，分層壓裂工藝一趟管柱壓裂多層，使每一段儲層都能得到改造。

3 結論及建議

分層壓裂作業技術的成功應用，不僅解決了中低滲、特低滲油藏儲層壓裂改造的問題，而且提高低滲、特低滲油藏的開發水平，提高單井產能，使分層壓裂成功率、有效率顯著提高，在增儲上產中發揮了重要的技術支撐作用。

隨著勘探開發的深入，壓裂工藝技術將面臨許多新的難點和挑戰，要緊跟新工藝新技術的特點，知難而上，敢于實踐的精神，適應壓裂工藝技術的發展，解決分層壓裂工藝規模受限的問題，提高保油上產的能力。

Field Application of Mechanical Stratified Fracturing Technology

Liu Hui

It is very important to improve the development level of low permeability and ultra low permeability reservoirs and improve the overall development level and economic benefit.With the goal of upgrading reserves as the core and improving the productivity of single well，the fracturing technology of oil well has been developed rapidly.The success rate and efficiency have been improved remarkably，which has played an important technical support role in increasing production and storage.

stratified fracturing；packer；reservoir reconstruction

TE348

A

1003–6490（2017）05–0066–02

2017–04–20

劉惠（1974—），男，江蘇江都人，助理工程師，主要從事油田井下作業生產運行協調工作。