水力噴射分段壓裂技術在大牛地氣田DP1井的應用研究

陳付虎，王娟娟，秦玉英 (中石化華北分公司工程技術研究院，河南 鄭州 450006)

水力噴射分段壓裂技術在大牛地氣田DP1井的應用研究

陳付虎，王娟娟，秦玉英 (中石化華北分公司工程技術研究院，河南 鄭州 450006)

在大牛地低滲致密氣田順利完鉆8口水平井，有4口水平井無阻流量大于5×104m3/d，其他井無阻流量(0.3～0.6)×104m3/d，為了進一步提高大牛地氣田水平井的產量，針對不同儲層特征、井身結構試驗應用了水平井壓裂技術，并初見成效。尤其是采用水平井水力噴射定點壓裂工藝，使得DP1井天然氣產量大幅度提高，無阻流量由完鉆時0.69×104m3/d提高到11×104m3/d，該井的成功實施，為水平井開發大牛地氣田提供了技術保障。

大牛地氣田；水平井；水力噴射定點分段壓裂技術

大牛地氣田是中石化華北分公司近幾年在鄂爾多斯盆地北部發現的一個大型氣田，通過近幾年的勘探開發實踐和科技攻關，尤其是針對大牛地氣田低滲致密氣藏的開發工程，初步形成了低傷害快速鉆完井技術、加砂壓裂為主的增產技術等，為大牛地氣田增儲上產提供了技術保障，儲量產能逐年大幅提高，截止2008年12月31日，大牛地氣田已探明天然氣儲量3522.30×108m3，建成產能23×108m3。

隨著勘探開發的不斷深入，儲層越來越復雜，儲量動用難度增大。為了進一步提高單井產量，近2年開展了水平井試驗，截止目前為止共完鉆水平井8口，4口水平井完鉆后試氣無阻流量大于5×104m3/d，其他井無阻流量(0.3～0.6)×104m3/d，為了進一步提高大牛地氣田水平井的產量，針對不同儲層特征、井身結構試驗應用了水平井壓裂技術，并初見成效。

1 DP1井概況

DP1井是華北分公司最早的一口水平井，于2002年8月開鉆，2003年5月8日鉆至井深3600m完鉆，層位為山1層，水平段長760.75m，裸眼段長673.5m；砂巖594.5m，在裸眼段的鉆遇率88.3%，氣層和差氣層360.3m，在裸眼段的鉆遇率53.5%。該井完鉆井深3600m，2008年6月16日探井底3419.75m遇阻，井眼存在垮塌。

該井完鉆后采用氧化解堵工藝、酸化工藝產能低，未能連續生產。2003年5月氧化解堵后無阻流量0.61×104m3/d。第二次采用復合酸酸化后，無阻流量為0.69×104m3/d，為了進一步提高該井氣產量，開展了水力噴砂分段壓裂技術研究。

2 水力噴砂分段壓裂技術

水力噴射分段壓裂技術是20世紀90年代末發展起來、目前在國外應用比較廣泛的技術[1-6]，其技術原理是根據伯努力方程，將壓力轉換為速度，油管流體加壓后經噴嘴噴射而出的高速射流(噴嘴噴射速度大于126m/s)在地層中射流成縫，通過環空注入液體使井底壓力剛好控制在裂縫的延伸壓力以下，射流出口周圍流體速度最高，其壓力最低，環空泵注的液體在壓差作用下進入射流區，與噴嘴噴射出的液體一起被吸入地層，驅使裂縫向前延伸，因井底壓力剛好控制在裂縫延伸壓力以下，壓裂下一層段時，已壓開層段不再延伸，因此，不用封隔器與橋塞等隔離工具，實現自動封隔。通過拖動管柱，將噴嘴放到下一個需要改造的層段，可依次壓開所需改造層段。

水力噴射分段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相結合，使施工更快捷，國內外已有數百口井用該技術進行過酸壓或加砂壓裂處理。水力噴射分段壓裂技術原理示意圖和拖動分段壓裂示意圖分別見圖1和圖2。

圖1 水力噴射原理示意圖 圖2 水力噴射拖動分段壓裂示意圖

3 現場實施及效果分析

結合DP1井水平段井況，選擇了3段噴砂射孔壓裂(見表1)，采用瓜膠基液攜40/70目粉砂進行水力噴砂射孔， 壓裂采用油管注入交聯液攜支撐劑、油套環空注入瓜膠基液，實施水力噴砂壓裂，施工數據見表2。在施工過程中，同時進行了采用微地震進行了裂縫監測，裂縫監測結果3402m處，60°方向裂縫長度57m，240°方向裂縫長度109m；3253m處，75°方向裂縫長度105m，270°方向裂縫長度63m；3099.94m處，75°方向裂縫長度102m，255°方向裂縫長度67m。裂縫方向垂直于最小主應力方向，有效地改造了儲層，壓后試氣該井無阻流量11×104m3/d，由表3可以看出，壓后無阻流量產量是壓前無阻流量的18倍，是鄰井大探1井無阻流量的3.3倍(見表3)。

表1 DP1水力噴砂射孔

表2 DP1井分段壓裂施工數據表

表3 DP1井與大探1井效果對比

4 結 論

1)水力噴射分段壓裂工藝實現了水平井DP1井的定點壓裂，提高了儲層改造的針對性，增產效果明顯，具有較好的經濟效益。

2)裂縫監測結果表明，3個壓裂段全部壓開，能夠實現段間的有效封隔，工藝可行。

3)水力噴射分段壓裂工藝在水平井的成功應用，為大牛地氣田水平井壓裂建產奠定了基礎。

[1]Economides M J.油藏增產措施[M].北京：石油工業出版社，2002.

[2]吉德利 J L.水力壓裂技術新發展[M].北京：石油工業出版社，1995.

[3]李根生，牛繼磊.水力噴砂射孔機理實驗研究[J].石油大學學報(自然科學版)，2002，26(2)：31-34.

[4]劉麗，李根生.水力射孔對套管強度的影響研究[J].天然氣工業，2006，26(8)：83-85.

[5]李根生，劉麗.水力射孔對地層破裂壓力的影響研究[J].中國石油大學學報(自然科學版)，2006，30(5)：42-45.

[6]張毅，李根生.高壓水射流深穿透射孔增產機理研究[J].石油大學學報(自然科學版)，2004，28(2)：38-41.

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.08.020

TE243

A

1673-1409(2012)08-N062-03

2012-05-12

陳付虎(1979-)，男， 2004年大學畢業，工程師，現主要從事采油氣工程方面的研究工作。

[編輯] 洪云飛