水平井裸眼分段壓裂完井技術探討

摘 要：我國經濟的發展，各項事業的興起，使得能源成為了稀缺資源，國家對于能源的開發十分重視，發開技術也不斷提高。其中在低壓、低滲透油氣藏的開發中，水平裸眼分段壓裂是有效的提高生產效率的方式，該技術具有技術含量高、效益好、成本低、能夠有效提高生產效率等優勢，在實踐中得到了較多的證實[1]。文章簡單闡述了水平井裸眼分段壓裂的施工工藝、分段壓裂工藝管柱結構及其分段壓裂設計等，為從事該行業的人員提供一定的參考與借鑒。

關鍵詞：水平井；裸眼分段壓裂；完井技術；施工工藝

前言

隨著我國經濟的不斷發展，社會的進步，各行各業都不在不斷興起，對于能源的需求也日益提高。能源作為一種稀缺資源受到了廣泛的關注。該項事業得到了長足的發展，油氣開發技術也在不斷提高。對于低壓、滲透地區的油氣藏開發，水平井裸眼分段壓裂完井技術是提高生產效率的有效方法。該技術的難點在于需要合理選擇各種工具，如完井管串懸掛工具、井下分段隔離工具、壓裂工具組配完井管串，上述工具及組合需要完全符合生產各個過程的強度及性能要求，并根據施工地點的自然環境、地質條件、開發要求等各項因素全面考量完井工具的壓裂過程中的適應性及可靠性[2]。因此，對于該項技術的研究分析是十分有必要的。

1 水平井裸眼分段壓裂流程

水平井裸眼分段壓裂工藝的一般流程為先將井眼通暢，保證壓裂管柱能夠安全且無障礙的進入井眼底部，并把鉆桿與之合理連接，設置入井底后，將丟手工具分開，再將其插入生產油管柱，逐步的投球，以提高壓力，壓裂各層，以此達到水平井不動管柱正常成產的目標。具體施工流程分為以下幾種：

1.1 處理井眼

井眼的構件及組成環節較多，需要處理的項目較為繁雜，如套管的清理、螺旋扶正器通井、模擬管柱通井等，具體方法如下：①套管的清理在經過鉆井的過程后，套管上會存在定數量的結塊，該結塊會阻礙壓裂管柱的順利進入井下，因此應將其徹底清除干凈。所需的工具包括通井規、鉆柱、鉆桿1根、刮管器。在刮管的過程中，如果井段的阻力較大，可以重復幾次刮管的過程。在刮管至套管末端約10米左右的位置時，應停止刮管，轉為進行泥漿循環工作，并將泥漿不斷過篩，將其中顆粒狀的雜物清除干凈，直至出口的泥漿性質與鉆井設計的泥漿性質一致；②螺旋扶正器通井在清理巖屑床，使水平井裸眼段達到坡度更小的目標時，應使用螺旋扶正器進行通井工作。所需工具包括螺旋扶正器、牙輪鉆頭、鉆柱、鉆桿1根、加重鉆柱、鉆柱。在通井過程中如果遇到出現阻礙狀況，其載荷也應保持在80kn以內，盡量避免使用與原來井徑相同的鉆頭，在井內進行上下及旋轉式的運動。管柱在通過該段后，還需要重復進行3次左右的拉伸過程，配合泥漿循環工作，使其能夠平穩向下鉆進；③模擬管柱通井該項工作所需的工具包括：鉆頭、鉆桿1根、鉆柱、螺旋扶正器1個、螺旋扶正器1個、加重鉆柱等，使用模擬通井直至水平井的底部，并保障其阻力不超過80kn，先往上抽提0.5米左右，再使用原鉆井泥漿進行循環，直至出口的泥漿性質與鉆井設計的泥漿性質一致[3]。

1.2 植入管柱丟手

在設置生產管柱時，為了控制成本，一般不采用鉆桿作為生產管柱；如果使用壓裂管柱直接與生產油管柱連接，植入井底，油管柱的強度較差，一旦遇到阻力較大的井段，處理較為復雜，因此可以采用壓裂管柱與鉆桿相連接，植入井底后，相互分開，再將其回插至成產油管柱，實施壓裂和進行正常生產。

1.3 設備安裝及管柱回插

壓裂施工需要使用許多設備，但是井場還存在許多鉆井設備，占用較多場地，使壓裂施工所需設備無法進入場地進習施工作業。應先將鉆井設備拆除，再將壓裂設備根據按照一定的程序進行安裝，并配水、配液。上述工作完畢后，即可以實施回插生產油管柱進行壓裂。由于投球，在選擇油管柱時，需要與設計的管柱層數量做為參考。一般第一層為壓力開啟，滑套會在壓力的作用下開啟，因此建立其相應的壓裂通道[4]。其他層在采用不停泵投球的方式進行作業，投球一次后即壓裂一層，循序漸進，保證施工質量。

1.4 關閥產線

壓裂工作結束后，即可停泵，并將井口的閥門關閉，并按照一定的程序拆除施工的管線，將壓裂液體排出，檢查各項指標，確認合格后即可進行生產活動。

2 分段壓裂設計

水平井裸眼分段壓裂設計涵蓋了較為方面的內容，包括測錄井、油藏地質學、環境工程學、油田化學等，為了達到壓裂的各項設計要求，需要對以下幾個方面進行考量：

2.1 封隔位置選擇

在封隔位置的選擇上，需要根據不同的資質狀況綜合分析，合理考量。一般較為適合進行封隔的井段包括電性不高的井、井徑較為穩定，沒有出現大幅度擴徑情況的井段、物性較差別地質條件為泥質砂巖的井段、鉆井持續時間較長的井段等。一般封隔器可以分為懸掛封隔器及裸眼封隔器，不同的類型的封隔器有不同的設計要求：①懸掛封隔器，該類封隔器的位置選擇需要井斜角度保持在35°內，與套管鞋的距離應超過150米，井眼的狗腿度應在10°/30m以內；切忌接觸到套管接頭部位的接箍，避免出現接箍松動，影響套管質量；②裸眼封隔器，該類型的封隔器應選擇硬度較高的砂巖儲層，需要井眼的坡度平緩段長度大，超過2米，且井徑較小，井眼狗腿度保持在10°/30m[5]。

2.2 分段距離

在分段距離的設計上，應遵循提高水平井控制面積，便于提高水平井段的利用率的原則。對于壓力場及流態進行全面的檢測與分析，綜合考慮，合理設計距離，并且需要兼顧裂縫與水平段井軸形成的夾角，最后確認壓裂裂縫之間的距離。

2.3 分段級數

分段級數需要綜合考慮油氣的儲存環境、當地的地質條件、水平段的長度及其與儲層主應力方位的關系等，在兼顧考慮施工技術及裂縫的效率的條件下，對相關井下作業需要的工具的位置進行準確的定位。為了保證其經濟效益及有效的控制成本，回插生產油管柱的規格的選擇也充分考慮分段的級數。

3 結束語

科學技術的不斷更新換代，在現代社會的各個行業都有較多體現。能源行業關系到國民經濟的重要行業。各項能源的開發技術在該行業體現的較為明顯。其中水平井裸眼分段壓裂技術屬于技術含量較高的技術，其作用在于能夠有效的提高生產效率，實現較高的經濟效益。該技術經過我國的油氣藏開發行業的長期實踐運用，已經完全掌握，并自主研發出水平井裸眼分段壓裂工具。但是該技術還是存在一定的局限性，即國內自主研發的水平井裸眼壓裂工具均針對規格為177.8mm的套管，適應規格為152.4mm的水平井，對于規格較小的水平井，還沒有研發出適應該類水平井的裸眼壓裂工具，需要進一步研究與探索。

參考文獻

[1]王勵斌，陳德廣.水平井裸眼選擇性分段壓裂完井技術及工具[J].石油礦場機械，2011，40（04）：70-74.

[2]詹鴻運，劉志斌，程智遠，田文江，張鵬，韓永亮.水平井分段壓裂裸眼封隔器的研究與應用[J].石油鉆采工藝，2011，33（01）：123-125.

[3]王建軍，于志強.水平井裸眼選擇性分段壓裂完井技術及工具[J].石油機械，2011，39（03）：59-62.

[4]張鵬，程智遠，劉志斌，韓永亮，詹鴻運，鄭永哲.水平井裸眼分段壓裂坐封球座的研制與應用[J].石油鉆采工藝，2011，33（02）：131-132.

[5]喻鵬，車航，劉漢成，劉國華，余東合，王倩.蘇75-70-6H水平井裸眼封隔器10級分段壓裂實踐[J].石油鉆采工藝，2010，32（06）：72-76.

作者簡介：胡鵬輝（1987-），男，漢族，河南信陽人，主要從事井下作業工作。