水平井完井及開采配套技術

朱曉亮

遼河油田鉆采工藝研究院 遼寧盤錦 124010

我國石油資源較為豐富，但長期的石油開發也使得某些油田出現儲存層淹水狀況，關于油田性能的提升、油田穩定增產的研究成為油田建設發展關注的兩大目標，也是亟待解決的迫切問題。

1 頁巖氣水平井完井及壓裂方式的選擇

1.1 與水平井完井相適應的壓裂方式

水平井作為一種特殊井，它的井斜角接近90 度，采用壓裂技術對此類井段進行完井的過程中，必須保證壓裂方式與完井方式之間具有良好的適應性，否則可能會對完井效果造成影響。鑒于此，在應用壓裂技術對水平井進行完井時，需要對壓裂方式進行合理選擇，這是確保完井質量的前提。現階段，頁巖氣水平井段較為常用的完井方式有兩種，分別為套管完井和裸眼完井[1]。

（1）與套管完井方式相適應的壓裂方式為泵送橋塞，這種壓裂方式的特點如下：對裂縫的初始點具有良好的控制效果，可以保證井眼的穩定性，對于生產測井非常有利，成熟度比較高、風險相對較低，不足之處在于等待時間長。

（2）與裸眼方式相適應的壓裂方式為封隔器加滑套，該方式的特點體現在如下幾個方面：能夠節約作業時間，且作業過程中不需要進行固井，井壁上存在的自然裂縫均不會遭到破壞。實際應用中發現，該方式的缺點較多，比如井壁的穩定性比較差，容易出現坍塌，完井的復雜程度較高，無法對裂縫的位置進行精確控制，一旦出現砂堵，很難處理。由上述分析不難看出，泵送橋塞分段壓裂方式的優點更多、缺點更少，因此，可將該壓裂方式作為頁巖氣水平井完井方式的首選。

1.2 泵送橋塞分段壓裂

在頁巖氣水平井完井作業中，最為適宜的壓裂方式為泵送橋塞，該壓裂方式的具體工藝流程如下：第一段采用油管傳輸射孔，將射孔槍連接到油管柱的下部，送入井下預定深度后，通過調整油管的深度，使射孔槍對準射孔層位后打出射孔彈，從環形空間完成第一段壓裂；隨后使用凝膠對井筒進行沖洗，借助液體泵將橋塞工具送入井內；引爆座封橋塞，借此來使橋塞與射孔槍相分離，同時進行試壓；拖動電纜，將射孔槍帶至射孔段后進行射孔，完成射孔后，將電纜從井內拖出，并對第二層進行壓裂。當第一段壓裂完畢后，可重復上述操作對第二段進行壓裂，以此來達到多層分段壓裂的作業目標。這種壓裂方式最為突出的特點是壓裂段數不會受到限制，雖然生產成本相對加高，但卻能夠增加采收率5 倍以上[2]。

2 水平井完井工藝技術應用的意義

隨著石油供需矛盾的加劇，油田開發技術的研究與開發在油田開發中日益深入，我們正在追求低成本投資，高成本，穩定的石油生產回報。近年來，中國的某些油田，特別是新中國發展中后期新建立的老油田，一直在減少，相應的新鉆井資金投入大且有效周期長。速度慢，海上鉆井成本高。風險壓力使得很難與其投入和產出成正比。如今，大多數油田，尤其是油田，都有大量的含油層，較長的井段和不均勻的地質分布，可以容納復雜的油水系統。由于上述因素的限制，很難實現安全施工和油田高效生產的理想期望。通過擴大油層卸荷面積，借助水平井完井技術等技術創新，提高了油井的實際效果，取得了一定的經濟效益。該技術已經過實際驗證。與歐美發達國家相比，中國水平井完井技術的應用應引起關注和爭論。只是要盡快改善水平井完井技術的研究，進行技術創新和改革。這項技術的實施可以帶來理想的油田開發效果。

3 油田水平井完井工藝技術措施

3.1 隨鉆測井技術

隨鉆測井技術通過對工程參數的精準測量，指導鉆井，并且對鉆井的整個過程進行實時監測，能及時獲取準確的地質信息，指導做好地層特征的把握，其可以引導井眼軌跡到達目標層，并有效地穿過水庫，具有極強的地質指引作用。因此，隨鉆測井技術既滿足鉆井需求，也實現了鉆井過程的動態監測與實時跟蹤。該技術主要包括深淺電阻率、近鉆頭傳感器等設備。近幾年，隨著鉆測井技術研究的深入，其配合電纜測量完成了性能的改造升級。

3.2 鉆桿輸送水平井測井技術

在油田水平井測井實施中也常用到鉆桿輸送水平井測井技術，該技術在了解測井項目實際需求的基礎上，將測井工具通過井口按照順序有效連接，通過鉆桿過渡短接的方式將儀器有效連接到鉆具下方位置。借助鉆具實現濕式接頭公頭，并且相關儀器及時運輸到水平井的頂部，同時濕式接頭和電纜從旁通部門切入到鉆，在泥漿循環的動力作用下，公母接頭有效對接執行操作。打通了儀器、電纜以及地面設備之間的信息渠道，電纜和地面設備之間以及旁路裝置電纜從下鉆具引出。側滑輪改變了電纜的運行方向，在鉆具啟動的情況下，側滑輪使得電纜在鉆具和套管之間空隙中，鉆具與測井電纜運行，統一指導水平井測井運行。

3.3 油管輸送電纜測井技術

其對應的相關工藝有三種。第一種方式是以油管為載體，將儀器添加到測量井底部，在這之前通過過渡短接實現儀器串與油管底部的有效連接，在泵下接頭的作用下，電纜與井下快速接頭對接。繼續進行儀器的供電核查，先將電纜夾固定在油管作用下，將儀器串以一次一注的輸送方式進行上提測井。第二種是保護籃筐式，在操作初始階段需要在油管底端接上下井儀器保護套。在油管的載體作用下，將測井器運輸到測量井底部。油管的頂端與旁通短節有效連接，繼續行接油管下放工作，完成測井。第三種方式是直推式，井下儀器下放到阻塞地方，拉緊電纜，管道下部與電纜旁通短節關聯管道一直下放，直到大型井下儀器底部電纜旁通短節與儀器分開，管道提起，在絞車的助力下提起電纜完成測井工作[3]。

4 結語

頁巖氣的開采是一項較為復雜且系統的工作，為提高開采率，可以鉆設水平井，并在水平井完井的過程中對壓裂技術進行合理應用。通過對壓裂相關參數的優化，能夠最大限度地發揮出壓裂技術的作用，這對于頁巖氣的順利開采具有積極的促進作用。未來一段時期，應當加大對壓裂技術的研究力度，通過不斷地改進和完善，從而使該技術能夠更好地為頁巖氣開采服務。