高速通道壓裂技術在勝利油田的應用

付洪剛 潘先念

摘 要：高速通道水力壓裂通道技術，是通過在支撐裂縫內部創造開放性流動通道，在整個支撐劑填充區形成高速通道網絡，將裂縫導流能力提高幾個數量級。使油氣產量和采收率最大化。該技術在2014年初開始在勝利油田實施，截止2014年7月數據統計5次作業。高速通道壓裂技術顯著減少對水和支撐劑的用量，從而有效降低了成本，縮短了完井作業時間，并消除了由水資源限制及支撐劑輸送過程中的技術瓶頸。

關鍵詞：開放性流動通道；高速通道壓裂；高導流能力

一、技術概況及原理

高速通道壓裂將充填、完井技術、流體工程和過程控制技術進行了完美結合，在裂縫內部創造出了一個復雜而穩定的通道網絡其裂縫導流能力不受支撐劑滲透率的影響，油氣并不是從支撐劑填層通過，而是通過高導流通道流動。對于頁巖氣藏等致密儲層而言，高速通道壓裂是一種高效的水力壓裂選擇。高速通道壓裂從根本上改變了裂縫產生導流能力的方式。這些通道從井筒一直延伸到裂縫尖端，可以得到更長的有效裂縫半長，獲得更高的油氣和聚合物回收率。這些效果可以促使產量和采收率最大化。通常，人們通過各種努力來提高裂縫導流能力，如提高支撐劑圓度和強度、降低支撐劑破碎和凝膠吸附等，即使這些工作都做到最好，也還是失去了一些支撐劑的導流能力。為了提高增產效果，往往需要造長縫，需要大砂量、大液量的大規模加砂壓裂改造，導致施工成本高、環保壓力大。為了提高支撐劑充填層的導流能力，往往需要高砂比施工，需要粘度更高的壓裂液，需要大排量施工，導致施工需要更多的壓裂泵車，增大施工成本，同時也增大了施工風險。排液速度太快就可能超過臨界出砂流速，導致支撐劑回流；排液速度太低又會導致排液時間增加，加重地層傷害，尤其是低滲透致密儲層，對滯留傷害敏感。

新的高速通道壓裂技術不考慮支撐劑的導流能力，它通過創造流動通道來對傳統技術進行革命性改進。通道壓裂是一種水力壓裂同步技術，主要以較高頻率間歇性的泵送支撐劑攜砂液和支撐劑凝膠液來促進支撐劑異構放置并在支撐劑包中產生開放通道。當支撐劑通過處理設備沿著鉆井完井進入到壓裂儲層時，使用一種可降解的纖維狀材料可以緩解支撐劑脈沖擴散。

該技術在裂縫內部創造出了一個復雜而穩定的通道網絡，其裂縫導流能力不受支撐劑滲透率的影響，油氣并不是從支撐劑充填層通過，而是通過高導流通道流動。

二、技術優勢及特點

與傳統水力壓裂相比，傳統壓裂需要考慮通過各種努力來提高裂縫導流能力提高支撐劑圓度和強度、降低支撐劑破碎和凝膠吸附等即使這些工作都做到最好，也還是失去了一些支撐劑的導流能力。高速通道壓裂技術主要新的高速通道壓裂技術不考慮支撐劑的導流能力，它通過創造流動通道來對傳統技術進行革命性改進。不考慮支撐劑的導流能力。

相比之下通過無限提高了裂縫導流能力獲得了更大的有效接觸面積更低的脫砂風險，同時獲得了更長的有效裂縫半長，增強了液體和聚合物的恢復，減少對裂縫面的損害。

該技術主要依托于獨特的脈沖柱塞式纖維壓裂，在各個攜砂階段拌注纖維，穩固砂團柱支撐。

三、勝利油田應用實例

（1）夏斜352井

③夏斜352工藝方案

目的層埋藏深，物性差，以往采用常規壓裂工藝進行壓裂改造，存在壓后產量下降快、穩產期短的問題。本次采用支撐劑脈沖段塞式加砂、加砂階段全程伴注纖維工藝，使支撐劑在裂縫中形成獨立的基團并最終支撐裂縫，從而形成暢通的網絡通道，以大幅提高支撐裂縫導流能力，改善壓裂效果。

采用組合陶粒加砂，提高斜井壓裂施工成功率；常壓儲層，全程伴注液氮，提高壓裂液自噴返排效率；采用泵抽一體化管柱。

④夏斜352壓裂施工曲線

⑤夏斜352井生產曲線

該井2014年4月10日施工，到12日返排液量141.55m3，返排率44%；目前日出油8.27m3，乳化水2.34m3。

⑥夏斜352井與鄰井壓后效果對比

根據與鄰井壓后產量對比的結果，可以明顯發現采用脈沖柱塞纖維壓裂技術進行改造的夏斜352井，改造后的增產效果要明顯好于儲層條件差不多的同層鄰井。

四、總結分析

脈沖柱塞纖維壓裂工藝是對壓裂工藝的革新，從施工過程和壓后排液及增產效果來看，該工藝具有以下三大優點：

1工藝簡單：利用現有的壓裂及纖維泵注設備，不再增加新的設備；

2改造效果：壓后返排率高；壓后普遍產量較好；減少對地層的害；

3支撐劑利用效率高：拌注纖維，形成砂柱同時可防止出砂；脈沖段塞式加砂提高支撐劑和液體的使用效率；同等規模下可獲得更長的有效支撐縫長。

參考文獻

[1]盧逍遙，高速通道壓裂技術及其現場應用實例 大慶：中國石油化工標準與質量，2013（21）

[2]鐘森，任山，黃禹忠等，高速通道壓裂技術在國外的研究與應用 四川：中國石化西南油氣分公司工程技術研究院，2012，17（6）

[3]曹學華，HIWAY水力壓裂通道技術 中海油服：頁巖氣革命；2011

[4]柱塞式脈沖纖維壓裂技術 四川博仁達石油科技有限公司，2014

（作者單位：中石化勝利石油工程公司井下作業公司壓裂工程部）