水平井分段压裂工艺技术现状及展望.pdf

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水平井分段压裂工艺技术现状及展望陈作1王振铎1二、水平井压裂水力裂缝形态与优化的水力裂缝条数三、水平井分段压裂工艺技术现状曾华国2一、引言天然气工业国内外于20世纪80年代卅始研究水平井的压裂增产改造技术，在水力裂缝的起裂、延伸，水平井压后产量预测，水力裂缝条数和裂缝几何尺寸的优化，分段压裂施|．J，艺技术与井下分隔JJ具等方面取得了一定进展，但总体来讲不配套、不完善，特别是水平井分段压裂改造工艺技术和井下分隔工具片面与实际牛产需求还存存较人的差距，有待进一步加大投入人山、物力攻关研究。水力裂缝方位垂直晟小主地应力方位，冈此，依据水平井井筒方向与最小主地应力方位的关系，水甲井压后水力裂缝形态般有横向裂缝、纵向裂缝和复杂裂缝■种类型。刘于一【J水平井，水力压裂后将形成哪一种形态的水力裂缝，取决于地应力状态与水平井井筒方位的相互关系，如果井筒平行最小主应力方向，则产生与井筒jf}l垂直的横向裂缝，如果升筒与最小主应力方向垂直，则产生与沿井筒由向延伸的纵向裂缝(见罔1)。实际r，由于地应力方位的复杂性以及射孔段长度等对裂缝起裂的影响，水平井升简方位很难做刮与最小主应力方向平行或垂直，一般存在·定角度的夹角，凼此，水甲井实际的水力裂缝形态为经过转向的复杂的横向或纵向裂缝。理论研究表明，水平升压后各条裂缝的流态为线性流和径向流并存的复杂流态，在生产一定时间后，水平井中多条裂缝会相互干扰，影响各裂缝的产量。周此，水平井中裂缝条数的优化非常重要，它不仅影响水平井的产能，同时也影响压裂施工的安全性和最终经济效益。研究认为，对于垂向渗透率小于或等于水平渗透率的储层，优化的横向裂缝条数为3～5条。但水平井究竟需要多少条裂缝与之匹配，须依据实际的储层状况进行优化。欲在比较长的水平井井段中以较短的时间、安全地压裂形成上述优化的多条水力裂缝，且压后快速地排液，实现低伤害的水平井分段压裂，其压裂工艺技术难点存干分段压裂工艺方式选择和并下封堵工具，归纳国内外水半井分段压裂的工艺技术方法，主要分为以F四类。(1．巾幽石油勘探开发研究院廊坊分院2。中国石油吐哈油fR公司勘探事业部)陈作等水平井分段压裂工艺技术现状及展望．天然气工业．2007，27(9)：78水平井目前已成为提高油田勘探开发综合效益的重要连径，其技术已在中国石油塔里术、辽河、冀末、大庆、新疆、吉林等13个j出田得到了广泛的应用。对于钻遇在低渗透油气藏的水平井和产量达平到经济开发要求的其他水平井，必然尊面临增产改造的问题。水平井水平段压裂与直井压裂改造的工作重点有所S-同，为此，就国内外化学隔离分段压裂、机械封扁分段压裂、限流分段压裂、水力喷射分段压裂等水平井分段压裂改造工艺技术进行了沧述，展望了水平井分段压裂改造技术的发展趋势，以期为国内水平井分段压裂改造技术攻关方向提供水平荇水力喷劓封隔嚣发展趋势圈1水平井压裂水力裂缝形态示意图作者简介：陈作，m6s年生．硕士，高级T．程师；现从事低渗透油气藏增产。改造^面的T作．地址：(065007)河北省廊坊lIJ44号信稍。电话：(oI())B9213489。E摘要参考，主题词压裂隔离mall：[e-mail]·78·8()．conl
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四、发展展望第27卷第9期天然气工业1．化学隔离技术国内外在20世纪90年代初采用该技术，主要用于套管井。其摹本做法是：①射开第一段，油管压裂；②用液体胶塞和砂予隔离已压裂井段；③射开第二段，通过油管压裂该段，再用液体胶塞和砂子隔离；④采用这种办法，依次压开所需改造的井段；⑤施工结束后冲砂冲胶塞合层排液求产。液体胶塞和填砂分隔分段压裂力法施工安全性高，但所使用的液体胶塞浓度高，对所隔离的层段伤害大，同时压后排液之前要冲开胶塞和砂子，冲砂过程中对上F储层均会造成伤害，而且施工工序繁杂，作业周期长，使得综合成奉高．因此，该技术方法20世纪90年代初发展起来后没有得到进一步发展与推广应用。2．机械封隔分段压裂技术机械封隔技术用丁套管井，主要有机械桥塞与封隔器结合或双封隔器单卡分压或环空封隔器分段压裂等技术，基本分为以下3种。(1)机械桥塞+封隔器分段压裂。射歼第-段，油管压裂，机械桥塞座封封堵；再射开第二段，油管压裂，机械桥塞座封封堵；按照该方法依次压开所需改造的井段，打捞桥塞，合层排液求产。(2)环空封隔器分段压裂。首先把封隔器下到没计位置，从油管内加一定压力雎封环牵压裂封隔器，从油垂环空完成压裂施12，解封时从油管加雎至一定压力剪断解封销钉+同时打开洗井通道，洗井正常后起卅压裂管柱，重复作业过程，实现分射分压。(3)双封隔器单卡分压。ⅡJ阻一次忭射升所有待改造层段，压裂时利用导压喷砂封隔器的节流压差压裂管柱，采用上提的方式，一趟管柱完成各层的艇裂。现场试验结果丧明，环空封隔器分段压裂技