水平井压裂技术现状与展望

水平井压裂技术现状与展望

王伟

中国石油化工股份有限公司东北油气分公司石油工程监督服务中心吉林省长春市130062

摘要：水平井与直井压裂改造不同，具有泄油面积大、单井产量高、穿透度大、储量动用程度高、避开障碍物和环境恶劣地带等优点，在石油工业的科研和实践中成了人们关注的焦点。本文调研了目前应用较多的水平井压裂工艺，并展望了水平井压裂技术的发展趋势，为同类油藏的改造提供了参考。

关键词：低渗透油气藏;水平井;压裂;工艺

PresentsituationandProspectofhorizontalwellfracturingtechnology

WangWei

PetroleumEngineeringSupervisionandServiceCenterofNortheastOilandGasBranchofChinaPetrochemicalCorporation,Changchun130062,JilinProvince

ABSTRACT:Horizontalwellisdifferentfromverticalwellfracturing,whichhasmanyadvantages,suchaslargeoilleakagearea,highsinglewellproduction,highpenetration,highreservesutilization,avoidingobstaclesandharshenvironments,andhasbecomethefocusofattentioninscientificresearchandpracticeofpetroleumindustry.Thispaperinvestigatesthehorizontalwellfracturingtechnologywhichiswidelyusedatpresent,andlooksforwardtothedevelopmenttrendofhorizontalwellfracturingtechnology,whichprovidesareferenceforsimilarreservoirs.

Keywords:lowpermeabilityreservoir;horizontalwell;fracturing;Technology

在我国油气勘探开发面临新油田油藏类型越来越复杂、老油田挖潜难度越来越大的新形势下，提高油田开发效益，高效开发边际油田，最大限度地提高油藏采收率，已成为石油行业共同追求的目标。

近几年，我国原油新增储量的７０％属于低渗透油藏，使开采方式、油井生产动态表现出特殊性。实现储量的有效动用，大幅度提高单井产量是开发低渗透油田急需解决的问题。水平井作为薄储层、低渗透、稠油油气藏、小储量边际油气藏等的油藏开发最有效手段之一，由于其能够增大油藏的泄油面积，改变流体在油藏中的渗流机理和方式，大幅度提高单井产量，目前已广泛应用于整装、断块、边底水、稠油、低渗透、特殊岩性等油藏，特别是在复杂断块、稠油、低渗透等边际油田的开发中发挥了重要作用，其应用比例高达６０％以上。应用水平井开发低渗透油藏的关键问题是储层改造，如果储层改造技术和工艺配套有问题，应用水平井开发低渗透油田的经济效益将大幅度降低。

2.水平井压裂技术现状

2.1液体胶塞分段隔离压裂。该压裂技术常应用于套管井，其工艺流程为：射开首段预改造层段，然后进行油管压裂，压裂完成后用砂子和液体胶塞对已压裂井段进行隔离；然后再射开下一压裂层段，继续进行油管压裂，再用同样的方法进行隔离和进行下一改造层段的压裂，依次完成所有与改造层段。压裂施工结束后，进行冲砂、冲胶塞，并采取合层排液求产。此种压裂方法的施工安全性高，但作业周期长、施工工序繁琐、综合成本高，同时为达到良好的隔离效果使用的液体胶塞胶联度高，不易破胶对所位于的隔离层段伤害大，同时在求产前需要要冲砂、冲胶塞，影响改造效果，因此，该技术20世纪90年代后没有得到推广应用。

2.2双封隔器分段上提压裂。该技术在压裂前可以将所有待改造层段射开，然后将带有导压喷砂封隔器的节流压差压裂管柱下入井中。从井底最尾端地层开始坐封压裂，然后由井底到井口方向依次上提到座封预改造层段，重复相同的压裂施工流程，一趟管柱完成所有压裂层段的改造。该技术具有可控性强、目的性强、压裂效果好等特点，但同时容易解封过程中因砂卡而不能解封，造成井下事故；或出现解封上提过程中出现胶筒磨损或压裂层位吐砂造成座封不严而重新起下管柱等问题。

2.3限流分段压裂。限流法分段压裂是一种完井压裂技术，其机理是通过控制泵注排量来调节射孔处孔眼摩阻带动井底压力来达到各改造层段的破裂压力，来完成压裂改造，泵注排量、孔眼摩阻以及井底压力成正向变化关系。该项技术具有不用下井下工具，施工安全性高，时间短，等优势。但如果需要实现多层多段同时压裂，则当排量足够大时可带动井眼压力达到最大破裂压力改造层，则可一次性完成所有压裂层段的压裂改造。但因为各改造层的岩性差异，以及对地面泵注设备能力限制等问题，并不能保证每个改造层位都能实现裂缝启裂和延伸的均衡，甚至会造成一些破裂压力较高的层段不能压开，从而不能实现改造效果。

3.水平井压裂技术发展前景

3.1连续油管分段压裂。经过多年大量的试验与实践结果表示，连续油管分段压裂技术具有较高的效率、安全的性能以及可以大幅度提高经济效益。连续油管分裂技术的广泛应用能够有效缩短施工的时间，操作方法上较为简单，可广泛应用于各种类型的压裂管柱。

3.2多次水力喷射分段压裂。就目前看来，水力喷射分段压裂技术具有较为先进的技术水平，但仍然存在一定的发展空间。应当在运用水力喷射对水平井的压裂起辅助性作用，对管柱的结构与工具进行不断地改进，从而实现一趟管柱多段以上的压裂施工的目标，有效对油田进行增产，使其发展成为油田领域中主流技术。

3.3高性能压裂液。当前，水平井压裂技术要求尽量降低压裂液对储油层的侵害，力求进行可持续的发展。为实现这一目标、相关领域应当加强对压裂液性能的研究在追求其具有高性能且具有较强的稳定性的前提下，也应当降低成本投入。

3.4水平井压裂监测技术。通过水平井压裂监测可为优化压裂设计与施工、制定合理开发方案等方面提供借鉴。水平井压裂时裂缝产生和扩展的过程中，会产生沿地层传播的微型地震波，采用合适的接收仪器接收该地震波，通过分析就能确定裂缝的几何尺寸等参数。井下微地震裂缝监测技术是运用该原理发展而来的一种行之有效的裂缝监测技术，该技术通过对压裂施工全过程的监测和反演地层裂缝参数理论的研究，了解地层参数和压裂施工形成的裂缝长度、高度及裂缝导流能力，且可获得裂缝的几何形态和相关地层参数，为类似区块的地层改造提供借鉴。随着各种精密仪器及相关配套技术的成熟与发展，水平井压裂监测将会在以后的措施改造中发挥越来越重要的作用。

4.总结

就目前看来，我国的油井多数属于低渗透型油井、因此、应当提高相关领域的科研能力与专此水平，对现有的水平井改造技术进行进一步地创新与提高、逐步形成低成本、少伤害与高效率的改造技术、遵从可持续发展观的战略标准，有效提高油井的产量。

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作者简介：王伟，1986年出生，女，新疆维吾尔自治区乌苏市，助理工程师，目前主要从事井下作业方面工作。