水平井分段壓裂工藝技術(shù)的探討

付寧 賈瑜 王凱

摘要：為進(jìn)一步提升油氣田開(kāi)發(fā)效益，天然氣開(kāi)采逐步向精準(zhǔn)找氣、高效開(kāi)發(fā)的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)直井開(kāi)采產(chǎn)能效益低這使得各大油氣田企業(yè)將目光集中在了水平井的開(kāi)發(fā)應(yīng)用上。然而從目前水平井技術(shù)應(yīng)用額情況來(lái)看，其依舊存在一定的問(wèn)題。因此，本文針對(duì)水平井分段壓裂工藝技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了研究與探討，并對(duì)其未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：水平井;分段壓裂工藝;工藝技術(shù);

一、水平井分段壓裂工藝技術(shù)分析

（一）易鉆橋塞射孔聯(lián)作分段壓裂技術(shù)分析

易鉆橋塞和射孔聯(lián)作多層壓裂技術(shù)開(kāi)展，首先要進(jìn)行井筒的準(zhǔn)備工作，對(duì)井筒進(jìn)行通井、刮管等工序，進(jìn)而保證井筒內(nèi)保持干凈與整潔。壓裂的主要工序分為用爬行器進(jìn)行射孔槍下入射孔。之后將射孔槍去除，開(kāi)始準(zhǔn)備第一層的壓裂工作。第一層的壓裂一般采用套管壓裂，但是也可以使用下入壓裂油管，具體情況應(yīng)該根據(jù)工程實(shí)際來(lái)決定。之后緊隨其后，需要完成電纜下入以及射孔聯(lián)作管串，并且對(duì)橋塞進(jìn)行坐封。再完成射孔，并起出射孔槍和橋塞下入工具，將投球至橋塞內(nèi)球座。完成第一層壓裂的封隔后，緊接著開(kāi)始投入第二層壓裂。

易鉆橋塞射孔聯(lián)作分段技術(shù)作為當(dāng)下相對(duì)主流的水平井分段壓裂技術(shù)，在生產(chǎn)實(shí)踐中得到了良好的應(yīng)用。應(yīng)用此方法，可以通過(guò)連續(xù)的油井作業(yè)不斷進(jìn)行射孔壓裂，直到所有層段的油田均完成壓裂。在施工結(jié)束后，利用連續(xù)油管進(jìn)行橋塞的鉆磨，然后經(jīng)過(guò)測(cè)試及生產(chǎn)，能夠進(jìn)一步提升縫隙網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，進(jìn)而讓石油的增產(chǎn)達(dá)到更良好的效果[1]。

（二）水平井裸眼封隔器分段壓裂技術(shù)分析

水平井裸眼封隔器分段壓裂具有操作工藝簡(jiǎn)單，工藝流程復(fù)雜性低等特點(diǎn)。且水平井裸眼封隔器分段壓裂技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，能夠取得的壓裂效率十分高，其效率的顯著優(yōu)勢(shì)在三低油氣藏水平井的改造當(dāng)中體現(xiàn)的更為明顯。在水平井裸眼封隔器分段壓裂過(guò)程中，直接將壓裂管柱進(jìn)行井下預(yù)定位置確定，然后進(jìn)行投球作業(yè)，當(dāng)壓力到達(dá)相應(yīng)數(shù)值，壓力可以移動(dòng)至內(nèi)滑套的下位，并且作用緊縮機(jī)構(gòu)中，進(jìn)而促使其移動(dòng)。然而，就當(dāng)下的技術(shù)水平而言，水平井裸眼封隔器分段壓裂技術(shù)想要長(zhǎng)遠(yuǎn)應(yīng)用，仍然面臨諸多問(wèn)題，例如在針對(duì)低密度球進(jìn)行控制時(shí)，難以保障作業(yè)的位置，使其無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)的基本要求等。

（三）水力噴砂分段壓裂技術(shù)分析

水力噴砂分段壓裂技術(shù)能夠在實(shí)踐中被應(yīng)用于裸眼、套管等多種完井方式當(dāng)中，且其能夠有效實(shí)現(xiàn)射孔壓裂的一體化，還能夠基于一定條件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)隔封。管柱經(jīng)過(guò)多段的壓裂，能夠以較短的施工周期實(shí)現(xiàn)相對(duì)較小的儲(chǔ)層傷害。且水力噴砂分段壓裂技術(shù)能夠具有降破壓功能。在當(dāng)下，水力噴砂分段壓裂技術(shù)主要被應(yīng)用于新井的改造過(guò)程中，也時(shí)常被應(yīng)用于儲(chǔ)存改造的酸壓或加砂壓裂過(guò)程中，且其應(yīng)用的水平井的深度一般小于5000米。水力噴砂分段壓裂施工過(guò)程主要包括水力噴砂與小直徑封隔器聯(lián)作拖動(dòng)壓裂、不動(dòng)管柱多級(jí)滑套水力噴砂壓裂等過(guò)程。但是水力噴砂分段壓裂技術(shù)應(yīng)用，需要考慮試壓條件以及油管校深等。

二、水平井分段壓裂工藝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)分析

（一）水平井分段壓裂理論的深化分析

水平井的井下作業(yè)往往存在作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大、卡機(jī)率高、周期漫長(zhǎng)等問(wèn)題，在進(jìn)行水力噴射分段壓裂研究過(guò)程中必須要盡可能進(jìn)行井下工具的簡(jiǎn)化，保證其能夠滿足井下作業(yè)工程的需求。而水平井分段壓裂工藝的選用，需要結(jié)合水平井的具體情況進(jìn)行分析與探討，針對(duì)油氣田水平井分段壓裂工藝的優(yōu)化，同樣也需要進(jìn)行理論與實(shí)踐的雙重優(yōu)化才能從根本上改進(jìn)水平井壓裂工藝技術(shù)水平。

（二）水平井分段壓裂工藝和工具的優(yōu)化完善

水平井分段壓裂工具需要具備良好的可操作性，并且能夠精準(zhǔn)定位水平井的分段壓裂位置。此外，為了保證水平井分段壓裂工具能夠滿足相對(duì)復(fù)雜的水平井井下作業(yè)環(huán)境，則在選擇水平井分段壓裂工具時(shí)，必須要保證一定的耐用性，例如能保證工具能夠具有一定的耐溫性，以滿足密封條件下不同區(qū)塊儲(chǔ)層的不同壓裂需求。而針對(duì)于射噴器，同樣有一定的性能要求，即其應(yīng)該滿足一次管柱壓裂兩段以上的要求。

針對(duì)水平井分段壓裂工藝的選擇，當(dāng)下常見(jiàn)的完井方式有套管完井、裸眼完井、管外封隔等。具體到不同的完井方式，在水平井分段壓裂工具的選擇上，也存在一定的不同。另外，為了完善工藝技術(shù)，進(jìn)而提升分段壓裂效率，在未來(lái)發(fā)展當(dāng)中，也需要逐漸提升水平壓裂技術(shù)的適應(yīng)性。多分支井的分段壓裂也將成為未來(lái)研究的重要方向之一。

（三）高性能壓裂液和支撐劑的探討

高性能壓裂液與支撐液的研究與討論，針對(duì)的是長(zhǎng)周期，這一油氣田水平井分段壓裂作業(yè)施工特性，為了保證在水平井分段壓裂施工過(guò)程中，不會(huì)出現(xiàn)生產(chǎn)事故，針對(duì)壓裂液的選擇應(yīng)該始終堅(jiān)持無(wú)傷害或低傷害原則。但是就當(dāng)下壓裂液的研究、生產(chǎn)與應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，壓裂液的市場(chǎng)普遍價(jià)格較高，且壓裂液普遍性能無(wú)法滿足水平井分段壓裂的工藝需求。因此，針對(duì)壓裂液的研究，需要考慮壓裂液成本的降低以及壓裂液性能的提升兩個(gè)方向。需要針對(duì)超低表界面張力，嘗試在智能等方面進(jìn)行突破，同時(shí)加強(qiáng)低成本的清潔壓裂液的研發(fā)工作。

而針對(duì)于支撐劑的研究，已經(jīng)取得了一定的突破性進(jìn)展。新興技術(shù)能夠提升支撐劑的使用能力及性能指標(biāo)，進(jìn)而使當(dāng)下的支撐劑的使用范圍得到一定的拓展。當(dāng)下，進(jìn)一步研究低密度的支撐劑纖維以及熱縮膜覆膜技術(shù)等，將成為之后的重要研究方向之一。

三、結(jié)束語(yǔ)

本文主要針對(duì)常見(jiàn)的水平井分段壓裂工藝進(jìn)行了介紹，并對(duì)未來(lái)水平井分段壓裂的發(fā)展方向進(jìn)行了展望，認(rèn)為在水平井壓裂技術(shù)理論逐漸深化的同時(shí)，工藝與工具的優(yōu)化也將持續(xù)進(jìn)行，并且我們認(rèn)為壓裂劑與支撐劑的改良同樣是水平井分段壓裂未來(lái)的重要研究及發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘詩(shī)宇，關(guān)馨，王小紅.水平井分段壓裂用橋塞研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].新疆石油科技，2018，028（003）：35-38.

[2]王曉惠，張濤，劉煒，等.新疆油田九區(qū)石炭系油藏水平井分段壓裂關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用[J].鉆采工藝，2019，042（002）：76-78.

[3]巫修平，張群.碎軟低滲煤層頂板水平井分段壓裂裂縫擴(kuò)展規(guī)律及控制機(jī)制[J].天然氣地球科學(xué)，2018，029（002）：268-276.

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