水平井壓裂工藝技術(shù)現(xiàn)狀與展望

張文博（川慶鉆探工程有限公司長(zhǎng)慶井下技術(shù)作業(yè)公司，陜西西安710021）

水平井壓裂工藝技術(shù)現(xiàn)狀與展望

張文博（川慶鉆探工程有限公司長(zhǎng)慶井下技術(shù)作業(yè)公司，陜西西安710021）

當(dāng)前，我國的石油產(chǎn)業(yè)中大部分屬于低滲透油氣藏，滲透率低、滲透阻力較大，因此，應(yīng)當(dāng)對(duì)當(dāng)前的油井進(jìn)行改造從而達(dá)到增產(chǎn)的目的。水平井壓裂工藝與直井壓裂工藝存在較大的差異性，本文通過對(duì)當(dāng)前水平井壓裂技術(shù)的闡述來進(jìn)行深入探討。

低滲透；水平井；壓裂

通過壓裂增產(chǎn)的技術(shù)對(duì)水平井進(jìn)行改造，可有效提高單井的產(chǎn)油率。在20世紀(jì)80年代，國內(nèi)外的石油領(lǐng)域的研究人員就已經(jīng)將水平井壓裂技術(shù)列入研究的范疇之內(nèi)，并通過實(shí)踐使得水平井壓裂技術(shù)得到了較大程度的優(yōu)化，但就總體而言，當(dāng)前的水平壓裂技術(shù)仍然需要進(jìn)行不斷地完善。

一、水平井壓裂技術(shù)現(xiàn)狀

1.單封壓雙層壓裂

單封壓雙層壓裂技術(shù)只要是通過向井內(nèi)注入分層壓裂的管柱，再將鋼球置于油管內(nèi)的節(jié)流器定壓球座的具體問題，與此同時(shí)，向內(nèi)輸入液體壓力使二級(jí)封隔器得以封閉的方式來完成對(duì)偏下部位的油層進(jìn)行壓裂，在完成這一系列的工作之后，再次將鋼球置于定壓噴砂器的球座區(qū)域，經(jīng)過加壓后，將剪釘剪斷，將下行的液流通道進(jìn)行關(guān)閉，使得處于偏上部分的油層經(jīng)過壓裂液與支撐劑的壓裂而進(jìn)行工作，在完成壓裂的程序后，通過補(bǔ)償器所產(chǎn)生的作用，將分隔器逐一進(jìn)行解壓。

2.水力噴射分層壓裂

就目前看來，水力噴射分層壓裂技術(shù)是較為新型的先進(jìn)的增產(chǎn)技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)將壓裂、射孔與隔離結(jié)合于一體，運(yùn)用動(dòng)力學(xué)的相關(guān)原理進(jìn)行具體的操作，通過對(duì)水力噴射分層壓裂技術(shù)的廣泛應(yīng)用，可以完成一次管柱進(jìn)行多段壓裂的目標(biāo)，并且壓井的頻率較低，因此對(duì)儲(chǔ)油層的侵害較小，在具體的施工過程中，安全系數(shù)較高，能夠?qū)崿F(xiàn)增產(chǎn)的目的，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.環(huán)空封隔器分段壓裂

環(huán)空封隔器分段壓裂技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，在具體的施工過程中，所使用的工具的頻率較低，如發(fā)生意外的事故現(xiàn)象，可以較為容易地解決問題，通過對(duì)環(huán)空封隔器分段壓裂技術(shù)的使用，可以有效緩解施工的壓力，有效增加施工的排量。其具體步驟主要是，將環(huán)空封隔器至于制定的位置并給予一定的壓力，完成油套環(huán)空的壓裂。按照油管加壓到剪斷剪釘?shù)牟襟E，打開通道進(jìn)而提出壓裂管柱，通過反復(fù)的作業(yè)操作來實(shí)現(xiàn)壓裂的目的。

4.雙封隔器上提多段壓裂

此技術(shù)可以將所有的需要改造的儲(chǔ)油層段進(jìn)行一次性地分段射開，在壓裂過程中，對(duì)管柱通過導(dǎo)壓噴砂封隔器所產(chǎn)生的節(jié)流壓差進(jìn)行壓裂，首先對(duì)最底層的儲(chǔ)油層進(jìn)行壓裂操作，當(dāng)解封操作實(shí)施到上一段時(shí)，重復(fù)前一段的操作過程，如此反復(fù)操作以完成各段的壓裂工作。就目前看來，雙封隔器分段壓裂具有可操控性強(qiáng)、改造功能強(qiáng)，能夠有效增強(qiáng)井筒的隔離效果的諸多優(yōu)勢(shì)，可以進(jìn)行有效壓裂。但根據(jù)大量的實(shí)踐數(shù)據(jù)證明，此項(xiàng)技術(shù)由于較為容易出現(xiàn)封隔器砂卡的現(xiàn)象，無法完成解封，并且，進(jìn)行多段壓裂時(shí)，封隔器反復(fù)地坐封容易導(dǎo)致膠筒出現(xiàn)破裂，使得井下的施工變得具有危險(xiǎn)性。此項(xiàng)技術(shù)有待完善。

5.機(jī)械橋塞與封隔器結(jié)合分段壓裂

此項(xiàng)壓裂技術(shù)通過逐段進(jìn)行射孔，逐一進(jìn)行壓裂的方式進(jìn)行壓裂，從底端的第一段開始射開，運(yùn)用油管壓裂開展操作，壓裂后利用機(jī)械橋塞對(duì)其進(jìn)行坐封，利用此種方法對(duì)其他的分段進(jìn)行重復(fù)地改造操作，在完成對(duì)所有井段的壓裂操作后，將機(jī)械橋塞從內(nèi)部拿出來，對(duì)各層進(jìn)行合并。該項(xiàng)通過結(jié)合的分段壓裂技術(shù)能夠?qū)芜M(jìn)行雙封分壓，并且，與雙封管柱技術(shù)比較看來，如果發(fā)生砂卡的現(xiàn)象，比較容易處理。但此項(xiàng)技術(shù)存在一定的缺陷，即砂卡所帶來的風(fēng)險(xiǎn)較大，對(duì)高壓氣井有著較大的影響，施工的周期過長(zhǎng)，極其容易對(duì)地層造成污染。

二、水平井壓裂技術(shù)前景展望

水平井與直井相比較看來，具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。在未來的石油產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的水平井必然會(huì)不斷地產(chǎn)生，使得水平井的改造技術(shù)的發(fā)展受到了一定的阻礙。通過對(duì)國內(nèi)外石油領(lǐng)域進(jìn)行相應(yīng)地研究與分析，本文認(rèn)為，水平井壓裂技術(shù)應(yīng)當(dāng)在以下幾個(gè)方面進(jìn)行不斷地創(chuàng)新與發(fā)展。

1.連續(xù)油管分段壓裂

經(jīng)過多年大量的試驗(yàn)與實(shí)踐結(jié)果表示，連續(xù)油管分段壓裂技術(shù)具有較高的效率、安全的性能以及可以大幅度提高經(jīng)濟(jì)效益。連續(xù)油管分裂技術(shù)的廣泛應(yīng)用能夠有效縮短施工的時(shí)間，操作方法上較為簡(jiǎn)單，可廣泛應(yīng)用于各種類型的壓裂管柱。

2.多次水力噴射分段壓裂

就目前看來，水力噴射分段壓裂技術(shù)具有較為先進(jìn)的技術(shù)水平，但仍然存在一定的發(fā)展空間。本文認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)在運(yùn)用水力噴射對(duì)水平井的壓裂起輔助性作用，對(duì)管柱的結(jié)構(gòu)與工具進(jìn)行不斷地改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)一趟管柱多段以上的壓裂施工的目標(biāo)，有效對(duì)油田進(jìn)行增產(chǎn)，使其發(fā)展成為油田領(lǐng)域中主流技術(shù)。

3.高性能壓裂液

當(dāng)前，水平井壓裂技術(shù)要求盡量降低壓裂液對(duì)儲(chǔ)油層的侵害，力求進(jìn)行可持續(xù)的發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)壓裂液性能的研究，在追求其具有高性能且具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性的前提下，也應(yīng)當(dāng)降低成本投入。

4.定點(diǎn)多級(jí)封隔器分段改造完井

通過定點(diǎn)多級(jí)封隔器分段改造完井技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)將水平井分段改造與可選擇性的分段隔離一次完成，有效增加原油的產(chǎn)量。大量的實(shí)踐數(shù)據(jù)表明，其封閉器具有較高的耐壓能力以及較高的安全性，可以廣泛應(yīng)用于改造工程中，本文認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步降低其成本，提高此項(xiàng)技術(shù)的相關(guān)性能，如縮短遇油膨脹的時(shí)間等。

三、結(jié)語

就目前看來，我國的油井多數(shù)屬于低滲透型油井，因此，應(yīng)當(dāng)提高相關(guān)領(lǐng)域的科研能力與專業(yè)水平，對(duì)現(xiàn)有的水平井改造技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步地創(chuàng)新與提高，逐步形成低成本、少傷害與高效率的改造技術(shù)，遵從可持續(xù)發(fā)展觀的戰(zhàn)略標(biāo)準(zhǔn)，有效提高油井的產(chǎn)量。

［1］曾凡輝，郭建春.水平井壓裂工藝現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2010（06）：294-298.

［2］陳朋剛，趙麗霞，張蓮忠，史鵬濤.水平井壓裂工藝技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀［J］.西部探礦工程，2010（06）：44-47.