特低滲儲(chǔ)層水平井分段壓裂技術(shù)及應(yīng)用

摘 要：本文針對(duì)錦州采油廠低孔特低滲儲(chǔ)層的特點(diǎn)，研究了不同完井方式下水力噴射分段壓裂工藝以及裸眼封隔器分段壓裂工藝，形成了適合興隆臺(tái)地區(qū)特低滲儲(chǔ)層的水平井分段壓裂關(guān)鍵技術(shù)；目前實(shí)施水平井分段壓裂8口，根據(jù)實(shí)際效果分析，平均穩(wěn)定油11t/d，產(chǎn)量是相鄰直井的4倍，投資是直井的2.1倍，經(jīng)濟(jì)效益顯著，體現(xiàn)了水平井分段壓裂技術(shù)開發(fā)松南特低滲油藏的優(yōu)勢(shì)和前景。

關(guān)鍵詞：錦州油田；特低滲；水平井；分段壓裂；水力噴射；裸眼封隔器

一、油藏特征

錦州油田位于遼河盆地西部凹陷的西斜坡南部，探明含油面積71.04 km2，探明地質(zhì)儲(chǔ)量20243×104 t， 動(dòng)用含油面積65.09 km2，動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量19222×104t，縱向上發(fā)育于樓、興隆臺(tái)等八套含油層系。油層分布較穩(wěn)定，連通性較好，儲(chǔ)層物性變化大，非均質(zhì)性強(qiáng)。儲(chǔ)層巖性為巖屑長石砂巖、含礫砂巖為主；礦物成分主要為長石和石英，膠結(jié)類型為孔隙式膠結(jié)?？紫抖仍?.3～13.8%，滲透率為0.038～2.4μm2，為低孔、特低滲儲(chǔ)層。

二、水平井分段壓裂關(guān)鍵技術(shù)

1、水力噴射分段壓裂工藝

水力噴射壓裂技術(shù)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，對(duì)于低滲油氣藏，一般具有儲(chǔ)層物性差，滲透率低；水力射孔時(shí)由于磨料射流的沖擊作用，孔眼壁面會(huì)產(chǎn)生微裂紋，從而可以有效降低巖石起裂壓力。此外，水力射孔孔眼較長，孔眼端部壓力值最大，能夠有效控制裂縫起裂方位和降低近井裂縫扭曲，減小了砂堵的可能性。

對(duì)于封隔器不易坐封的井，水力噴射壓裂工藝簡單，無需下入任何機(jī)械封隔裝置，從而解決了機(jī)械封隔器坐封不住的難題。

對(duì)于裸眼或篩管完井的水平井或直井，裸眼或篩管完井的水平井難以應(yīng)用封隔器坐封，應(yīng)用水力噴射壓裂技術(shù)就可以不用下入機(jī)械封隔裝置進(jìn)行分層壓裂。

對(duì)于水泥固井套管完井的水平井，可以采用水力噴射對(duì)套管進(jìn)行射孔，射孔完畢后不動(dòng)管柱直接進(jìn)行加砂壓裂，節(jié)省工序和時(shí)間。

為保證施工的順利和安全，節(jié)省作業(yè)時(shí)間，壓裂管柱所采取的形式應(yīng)按照實(shí)際工況和現(xiàn)有工具的水平來進(jìn)行確定，在壓裂段數(shù)較少時(shí)，采用一趟管柱分段壓裂，若壓裂段數(shù)較多，則采用投球打滑套與拖動(dòng)相結(jié)合的管柱組合形式進(jìn)行分段壓裂。油田常用的油管為Φ73.0mmN80加厚油管和Φ88.9mmN80加厚油管。以壓裂三段為例，管柱結(jié)構(gòu)如下：

水力噴射壓裂管柱組合：引鞋+多孔管+單流閥+扶正器+一級(jí)噴槍（第一段壓裂位置，無滑套）+扶正器+Φ88.9mm/Φ73.0mm加厚油管（N80）×第一級(jí)噴槍和第二級(jí)噴槍之間的距離+扶正器+二級(jí)噴槍（第二段壓裂位置，有滑套）+扶正器+Φ88.9mm/Φ73.0mm加厚油管（N80）×第二級(jí)噴槍和第三級(jí)噴槍之間的距離+扶正器+三級(jí)噴槍（第三段壓裂位置，有滑套）+扶正器+Φ88.9mm/Φ73.0mm加厚油管（N80）×三級(jí)噴槍和校深短接之間的距離+Φ88.9mm/Φ73.0m加厚油管短接（校深短接）×2.0m+Φ88.9mm/Φ73.0mm加厚油管（N80）×校深短接和油管掛的距離+油管掛。

三級(jí)噴槍，最下部敞開噴槍組合，上兩級(jí)均為滑套式噴槍，用油管連接，噴槍本體外徑108mm，扶正器外徑116mm。每只噴槍均安裝6×Φ6.0mm的噴嘴組合，噴嘴120°螺旋布置。

2、裸眼封隔器+滑套完井及分段壓裂一體化工藝

針對(duì)裸眼水平段，根據(jù)儲(chǔ)層開發(fā)的需要，使用封隔器和滑套將水平井段分隔成如干段，壓裂施工時(shí)通過投球打開滑套，從而實(shí)現(xiàn)每個(gè)目的層逐級(jí)壓裂，進(jìn)行有針對(duì)性的施工。

裸眼封隔器分段壓裂關(guān)鍵工具包括裸眼封隔器、投球滑套。設(shè)計(jì)多級(jí)封隔器對(duì)水平裸眼段進(jìn)行機(jī)械封隔，根據(jù)起裂位置分布多級(jí)投球滑套，壓裂前對(duì)油管正打壓實(shí)現(xiàn)封隔器穩(wěn)定坐封，施工中從小到大依次投球憋壓打開滑套，壓裂液從噴砂孔進(jìn)入油套環(huán)空起裂地層直至完成加砂，壓裂后合層返排采氣。該工藝具有節(jié)省完井成本、縮短壓裂施工周期、靈活卡封任意級(jí)數(shù)分段壓裂、壓裂規(guī)模大、安全性能高等優(yōu)點(diǎn)。

三、水平井分段壓裂技術(shù)應(yīng)用

1、水力噴射分段壓裂

目前錦州油田共有3口井進(jìn)行了水力噴射分段壓力，其中錦16-于H16井采用篩管完井，錦16-于H17和錦45-H002采用套管完井，成功實(shí)施分段壓裂施工并取得良好效果。

2、裸眼封隔器分段壓裂

目前錦州油田共有5口井進(jìn)行了裸眼封隔器分段壓裂，錦45-H001、錦45-H003、錦45-H004、錦45-H005和錦45-H006井。錦45-H001井是第一口采用裸眼封隔器分段壓裂的井，該井設(shè)計(jì)分5段壓裂施工。完成了設(shè)計(jì)加砂任務(wù)，加砂量分別為18m3、20m3、22 m3、20 m3和25 m3。施工壓力為28-32MPa，該井施工一天內(nèi)完成，施工進(jìn)度快。

四、結(jié)論

1、錦州油田采用水平井工藝技術(shù)開發(fā)低滲-特低滲油藏，能大幅度提高單井產(chǎn)量，初期產(chǎn)量是直井的4.5倍，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2、研究配套了不同完井方式下的水力噴射分段壓裂工藝和裸眼封隔器分段壓裂工藝，并在錦州油田低孔特低滲儲(chǔ)層成功應(yīng)用8井次，取得良好效果，水平井產(chǎn)量達(dá)到直井的4倍以上，具有良好的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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[3]萬仁溥 羅英俊主編，采油技術(shù)手冊(cè)（下層），石油工業(yè)出版社，1998

[4]萬仁溥主編，采油工程手冊(cè)[M]，石油工業(yè)出版社，2000

作者簡介：

金志學(xué)，（1979-），2004年畢業(yè)于西南石油大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)任工程師。