关于对苏里格地区气田水平井压裂技术的研究

【摘要】为了能更有效地开发苏里格地区低渗透气田，本文对苏里格地区气田水平井压裂技术进行研究。首先阐述了国内外水平井分段压裂工艺的技术现状，继而提出水平井裸眼完井分段压裂作为一项先进的压裂技术，为水平井裸眼完井分段压裂能顺利进行提供了技术保障。具有重要作用。随后就裸眼封隔器这一新型工艺进行了相关研究。进而提出了水平井压裂工艺优化方法及未来发展方向。

【关键词】水平井 裸眼封隔器 分段压裂 优势特点 工艺优化

1 水平井分段压裂工艺技术现状

为了对苏里格地区气田水平井压裂技术的研究，我们从研究和认知国内外水平井分段压裂的工艺技术方法入手，归纳起来，包括：

（1）化学隔离技术。该技术在20世纪末应用于国内外，主要用于套管井压裂。主要采用液体胶塞和填砂分隔分段压裂工艺，但由于成本高、伤害大等缺点，而未得到进一步发展和普遍应用。

（2）机械封隔分段压裂技术。该技术也适用于套管井，主要有机械桥塞和封隔器工艺。封隔器的使用可与机械桥塞相结合，也可以单独使用，类型有单卡分压双封隔器或分段压裂环空封隔器。其中环空封隔器进行分段压裂工艺的应用相对成熟，普遍应用于浅井，深井应用有待提高；而双封隔器单卡分段压裂技术的应用尚存在高危险性，有待进一步技术攻关。

（3）限流压裂技术。该技术较适用于有纵向裂缝形成的水平井。技术需要孔眼摩阻的调节作用，保证各压裂层段的破裂压力基本相等。具有分段能力差的缺点，研究需进一步加强其分段的针对性。

（4）水力喷砂压裂技术。该技术在20世纪末相对广泛应用于国内外裸眼、筛管完井的水平井中。技术采用特殊工艺，无需封隔器与桥塞等隔离工具，便可自动实现封隔。技术可进行加砂压裂，也可结合常规油管或大直径连续油管进行压裂，具有安全、快速、准确等优势，实际应用成效也较为显著。

2 裸眼封隔器的相关研究

2.1 研制与开发

针对苏里格气藏具有低压低渗透、深井温度过高、开采难度大等特点，进行水平井分段压裂时，由于井底情况复杂、地层压力过高，裸眼封隔器的工作位置往往处于水平裸眼段，在井壁摩擦及管内液柱压力的作用下，封隔器注入过程中比较容易损坏胶筒和提前坐封，同时由于裸眼段井径变化大，使用常规较短的压缩式封隔器可能会导致坐封不完全，影响后期的压裂施工。基于上述问题研究，研制开发了开启阀式扩张封隔器，该封隔器综合了开启阀与单流阀两种工艺原理，可以有针对性地对施工工艺进行调节，还可以保证排液单向流动，具有防止封隔器提前打开并坐封、防止排液回流的功能。后期胶筒充分膨胀后密封效果增强。该封隔器具有外径小、密封段长且密封完全的优点，值得推广应用。下面就裸眼封隔器进行详细介绍。

2.2 工艺原理和参数性能

裸眼封隔器分段压裂固然需要裸眼封隔器作为关键工具，而投球滑套也是必需的工具之一。采用机械封隔器对水平裸眼段设计多段封隔，投球滑套的使用根据起裂位置多级分布特征而定，压裂前对油管进行正打压，以实现封隔器稳定坐封，继而按照从小到大的顺序进行投球憋压以打开滑套，随后喷砂孔的压裂液进入油套环空起裂地层，最终加砂完成，压裂后合层回排实现采气结果。性能特点：易坐封，具有下井过程防坐封设计；承压差大；适应性强；密封段长且完全；使用寿命长。总体看来，该技术具有压裂施工周期短、灵活实现分段压裂、压裂规模大等优点，还具有较高的经济性和安全性。优势突出。

2.3 工艺流程和实现成果

通常来讲，裸眼封隔器进行水平井分段压裂，需要以下流程：用钻杆通到井底，钻头通井；单铣柱模拟通井；双铣柱模拟通井；用钻杆送完井管柱到预定位置；用活性水正替井筒内钻井液。坐封悬挂封隔器和裸眼封隔器；正打压至稳压，缓慢放掉压力，试提至丢手；下回接压裂管柱。该技术实现分十级进行分段压裂，在裸眼水平段井筒质量符合分段压裂工具的入井及坐封要求的前提下，其技术成果为：裸眼封隔器能够保证良好的耐温性、有效密封性，防止压裂窜压；各级滑套球座能够堵球落座密封憋压打开滑套，满足成果要求。

3 水平井压裂工艺优化及发展展望

随着苏里格地区气田开发力度的增加，水平井分段压裂技术有了巨大进步，但要快速、高效、安全地完成压裂工艺并形成多条水力裂缝，保证液体快速排外，完成低伤害的水平井分段压裂过程，压裂工艺优化包括以下几方面：

（1）分段优化。优化遵循尽可能多地增加压裂裂缝数量，最大限度地沟通含气砂体，确保扩大渗流面积，提高储层整体导流能力的原则，实现高产和持续稳产的总目标。采取的优化措施有：压裂起裂点，优选物性好、气测显示高的井段；封隔器要有较好的坐封位置；尽量缩小封隔器卡封起裂段长度。

（2）材料优选。苏里格地区采用的新型羧甲基低伤害压裂液，相比以往普遍采用的常规羟丙基瓜胶压裂液，具有低用量、低残渣、低伤害、易返排等优点。

（3）液氮优化。苏里格气田广泛应用液氮伴注作为增能返排措施，常规直井采用全程伴氮工艺。压裂通常分为十级，增加压裂通道缩径。另外为保证施工安全，液氮设计只在前九段前置液中使用，最后一段则采用全程伴氮泵注，以实现水平井端部增能返排，带动水平段整体返排。

（4）施工规模及参数选择的优化。从而实现上述成果。除上述优化工艺的深入以后，未来压裂工艺会向着如下方向发展：水力喷射分段压裂技术；新型低伤害化学暂堵胶塞分段压裂技术；双封隔器单卡分段压裂技术；多级封隔器分段压裂技术等。

4 结论

经过上述研究，我们能了解到苏里格地区气田水平井压裂技术有了很大进步和发展，特别是分段封隔压裂技术，效果良好。裸眼封隔器分段压裂工具的成功应用，也标志着国内具备了一定自主研制分段压裂工具的科技实力。各种技术研究和成功应用为新技术的进一步推广应用积累了经验。此外，需要指出的是，苏里格地区所用的压裂新工具和新技术的各种优势明显，值得在全国进一步推广应用。

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