淺談水平井壓裂工藝技術

國內外油氣田開發的實踐表明:對于薄儲層、低滲透、稠油油氣藏以及小儲量的邊際油氣藏等，水平井開發是最佳的開發方式。由于水平井具有泄油而積大、單井產量高、穿透度大、儲量動用程度高、可避開障礙物和環境惡劣地帶等優點，水平井開發方式在國外眾多油田推廣使用，國內如大慶、勝利、新疆、遼河、大港、長慶、華北、中原、四川等油氣田均鉆有數量眾多的水平井。以遼河油田為例，截至2011年底，共完鉆各類水平井超過600口，并且以每年近200口井的速度遞增。其中，相當部分水平井處于低滲透油藏中，因此，深入研究水平井壓裂技術十分必要。近年來，國內外在此領域的研究和應用也越來越活躍。

水平井壓裂原理

水平井的壓裂設計與直井的稍有不同，強調要全面合理地考慮各種影響因素，如巖石力學性質、儲層流體性質、壓裂前后的儲層性質等。壓裂水平井時，裂縫的起裂方向取決于井筒與最小主應力方向的關系；當井筒軸線與最小主應力方向平行時，產生了橫向裂縫；當井筒軸線與最小主應力方向垂直時，產生了縱向裂縫；當井筒軸線與最小主應力方向既不是0€啊⒁膊皇?0€笆保蠆牧遜煒贍蓯欠嵌暮蚐形的。若產生的裂縫是橫向裂縫，裂縫與井筒間的無效接觸會產生擬表皮效應，造成裂縫與井筒之間的附加壓降，直接影響產能。但橫向裂縫也具有兩個明顯的優點，一是產生一條以上的裂縫；二是能獲得較大的泄油面積。若產生的裂縫是縱向裂縫，產能增加不明顯；但當無因次導流能力低或水平井段的長度與油層厚度比較高時，縱向裂縫能增加水平井的產能。

利用水力壓裂產生縱向裂縫的方法，是一種有效地用于酸無效地層、水敏地層消除地層損害或增大油藏滲透率的補救處理方法。這是因為縱向裂縫有以下幾個優點，一是與井筒的接觸面積大，不需要較高的近井筒；二是縱向裂縫不像橫向裂縫那樣受流量收斂作用的影響；三是在一個補救情況中，無需辨別最小主應力方向；縱向裂縫誘生不用知道精確的最小主應力方向就可完成；四是它有一個相當短的穿透深度，故容許用于它的設計的油藏滲透率誤差更大一些；五是在強化處理作業是消除井筒損害或消除垂向滲透率污染時，縱向裂縫與井筒的接觸面積更大，減少了流量收斂影響，能更好的完成上述任務。

水平井壓裂工藝技術

·水平井多裂縫同時壓裂技術

目前，在對水平井進行多裂縫同時壓裂時一般都采用限流法壓裂。在對多區段進行壓裂處理時，應利用限流控制技術控制各壓裂區段的液體和支撐劑的吸入量。限流壓裂是通過嚴格限制射孔炮眼的數量和直徑，并采用盡可能大的注入排量施工，用最先被壓開部位的炮眼限流，一次性壓開欲壓裂的全部裂縫。在進行實際壓裂處理之前，應使每個壓裂液入口處的每組孔眼解堵，并確定注入速度。為了完成這種作業，使用了一種雙跨式封隔器，該封隔器可提供在壓裂液離開油管之后和進入射孔孔眼之前的最小摩阻阻力。該作業對同時進行多入口水力壓裂處理是相當重要的。該作業應確保所有的入口獲得等量的壓裂液和支撐劑。同時，還需要計算管子的摩阻，確定是否可以達到同時有效地處理多區段的排量，而又不會危及套管或油管。

·水力噴射加砂分段壓裂技術

水力噴射壓裂技術可以在裸眼、篩管完井的水平井中進行加砂壓裂，也可以在套管井上進行，施工安全性高，可以用一趟管柱在水平井中快速、準確地壓開多條裂縫，水力噴射工具可以與常規油管相連接入井，也可以與大直徑連續油管(60.3 mm)相結合，施工更快捷，國內外已有數百口井用此技術進行過酸壓或加砂壓裂處理。

·新型低傷害化學暫堵膠塞分段壓裂技術

新型傷害化學膠塞應采用低濃度成膠劑，成膠后強度高，封堵已壓層段不用填砂，成膠與破膠時間可控，壓后可徹底破膠水化，施工結束后無需沖砂或鉆塞等作業，直接排液求產，對地層傷害小。

·定點分段多級封隔器分段改造完井技術

既可以用于裸眼井，也可以用于水泥完井。封隔器是遇烴膨脹封隔器。噴砂器使用的是滑套噴砂器。比如壓裂四層，就在一趟管柱上把四層所需要的封隔器(8套)連接下到位，第一層采用普通噴砂器，后三層采用滑套噴砂器，壓完第一層后打開上一層的滑套噴砂器壓上層，這樣也能實現分層壓裂。最多可以對10個層進行不動管柱的分壓處理。

·高性能壓裂液與支撐劑技術

由于水平井壓裂施工周期較長，要求壓裂液低傷害或無傷害。為適應長期關井降低傷害的要求，水平井壓裂液應加強超低表界面張力技術、無濾餅或濾餅可降解濾餅技術等研究。近年來，國外支撐劑回流控制技術不斷完善，包膠支撐劑的適應能力、應用范圍和性能指標也在不斷提高。正在開展低密度支撐劑、纖維與熱塑膜覆膜等技術研究開發。

（賈保奎，馬曉偉單位：長慶油田分公司第五采油廠；延婷單位：長慶油田分公司第三采油廠）