低渗透油田水平井压裂工艺运用

摘 要：低渗透油田水平井的压裂是一个重大技术难题，如何攻克水平井规模应用的瓶颈技术，突破技术难题，是超低渗油藏开发所关注和亟待解决的问题。低渗透油田水平井压裂改造要面临以下技术难点：水平井井眼轨迹复杂多样，容易导致砂卡，造成井下事故；低渗致密油藏容易产生高压，施工危险性极高，需要高水平的安全防护措施；低渗致密油藏水平井水平段长，层位多，大砂量大排量的体积压裂容易造成井下工具损坏，使地层改造不充分，且工具使用效率下降，大大增加了改造成本。本文主要介绍几种超低渗透油田水平井压裂改造技术。

关键词：低渗透油田 水平井 压裂改造 应用

一、低压渗透油田水平井压裂发展历程和技术现状

1.低压渗透油田水平井压裂发展历程

我国对低压渗透油田水平井的压裂改造实验研究开始于1994年，改造实验在长庆油田、大庆油田和胜利油田等开展，经过长期坚持不懈的努力，制约水平井压裂的关键技术得到突破，分段压裂的设计方法和所用工具都得到了很大程度的创新和完善，水平井压裂技术在低渗透油田的应用得到了保障。

2.水平井储层改造存在的问题

实现水平井分段压裂是改造水平井储层的关键，由于分段施工压裂对井下工具要求极高，在保证地层充分改造的同时还需要提高一趟钻施工效率，在施工过程中还有砂卡的风险，所以降低风险性，提高单趟工具施工效率是亟待解决的技术问题。水平井大规模改造具有施工面积大和施工周期长的等特点，在压裂体系的选择上要面临储层伤害、环保保护及施工时效等多方面的问题。此外，水平井改造对固井质量要求高，许多测试工作在水平井中应用比较困难，如地层物性电性、压力恢复测试和微地震波测试等。若水平井储层改造成功，将在低渗油藏开发中实现规模应用，届时将会取得巨大的经济效益。

3.低渗透油藏应用水平井开采研究

只有在水平井具有经济技术优越性的前提下，它的开发才具有可行性。在进行油田开发时，通过类比法以及油藏数值模拟法等来确定此种油田类型是否适应水平井开发。实施技术评估，预测单井的产能，并以此为依据制定出科学的施工方案。应用水平井时还要综合考虑油田类型和地质特征，选择适合的井网，例如低渗透油藏适合采用水平井开采和定向井注水的五点、七点混合井网，水平井改造参数根据水平段长度、裂缝的间距、长度和条数等参数来确定优化措施。

二、水平井压裂改造工艺技术研究

目前国内水平井改造绝大多数采用水力射孔加砂压裂的改造方式，通过对井下工具水力喷枪、压裂桥塞、封隔器的研究确定出PSK多级水力喷砂分段压裂、水力喷砂环空加砂分段多簇压裂、水力泵送速钻桥塞体积压裂等工艺，针对不同储层采用不同改造工艺充分改造地层。其中PSK多级水力喷砂分段压裂、水力喷砂环空加砂分段多簇压裂这两种工艺能有效的缩短作业时间、提高施工效率、延长压裂工具使用寿命的特点，已成为低渗致密油藏水平井改造的主要技术。

1.PSK多级水力喷砂分段压裂工艺。

工艺原理：此工艺适应性强，所涉及的工具有安全丢手、带喷枪的PSK滑套封隔器、常规封隔器等（如图2所示）。该工艺通过水力喷枪射开套管，在近井地带打开通道，然后通过地面主压车提高排量实现封隔器座封，最后由地面泵注系统将支撑剂由油管注入地层打开油层建立原油流通通道。目的层改造完毕后，调整钻具至下一目的层继续改造，直至第一喷枪失效。当第一喷枪失效后，通过打滑套封堵一级喷枪，使用二级喷枪（原理同上）。

工艺优点：此工艺大大缩短了水平井改造过程中换钻具的时间，提高了单趟钻具施工能力，能有效节约改造成本，且该工艺中的井下工具配有安全丢手，当遇到封隔器不解封或其他井下事故时，能实现工具自动脱离，避免井下事故。

工艺缺点：该工艺不适合规模较大的储层改造，且对喷枪喷嘴工艺要求高。

2.水力喷砂环空加砂分段多簇压裂工艺

工艺原理：该工艺通过地面泵注系统进行油套同注，利用水力喷砂器射开目的层，最后通过地面压裂系统提排量实现封隔器座封，对地层加砂进行改造。

工艺优点：适用于需要大强度改造的储层，可以充分打开地层，建立原油流动通道。

工艺缺点：对井下封隔器要求较高，高强度的冲蚀使得单趟工具施工效率下降，且投资成本增加。

3.水力泵送速钻桥塞体积压裂工艺

工艺原理：该工艺通过地面主压系统配合射孔车水力泵送下带空心桥塞的射孔枪到达目的层进行常规射孔，当射孔完毕后上提电缆实现桥塞座封，最后由井口投入溶解钢球对桥塞进行堵塞，大排量加砂对地层进行改造。改造结束后，利用连续油管车，把桥塞钻掉，形成原油流动通道。

工艺优点：不需要油管传输带入井下工具，利用光套管压裂改造，避免了井下事故的风险；且对地层改造充分。

工艺缺点：作业时间较长，对井场要求较高；投资成本较高。

三、结论及认识

水平井储层改造是一项亟待解决的技术难题，加强技术研究低渗透油田水平井分段压裂是一项意义重大的工作。虽然目前我国水平井分段压裂取得了突破性的进展，一定程度上满足了低渗透油田水平井增产改造的需要，但是水平井压裂改造技术还需要进一步深化改造，许多配套工艺和工具要完善，建议利用科学的管理模式，扩大实验规模，促进水平井在低渗透油田实现规模推广应用。

参考文献：

[1]崔会贺，姚光宇，徐胜强.水力喷射定向射孔与压裂联作技术在水平井压裂中的应用[J].特种油气藏.2007，14（3）：85―87

[2]谢朝阳，冯程斌，谢建华.大庆油田水平井分流压裂技术[J].油田化学.2007，24 （4）：310-315