國內外水平井多級分段壓裂完井技術現狀及發展趨勢

盧雅蘭

摘 要 目前水平井分段壓裂技術是低滲透油藏改造的重要技術。國外逐步形成了水力噴射分段壓裂以及裸眼分段壓裂完井技術、固井多級分段壓裂完井技術等。國內各油田初步形成了滿足自身需要的水平井分段壓裂技術，取得了一系列突破。

關鍵詞 水平井 多級 分段壓裂 低滲透

中圖分類號：TE335 文獻標識碼：A

0引言

目前水平井分段壓裂技術是低滲透油藏改造的重要技術，近年來，國內外低滲透油藏水平井壓裂完井技術發展較快，國外的低滲透油藏水平井分段壓裂技術研究起步比較早，整體水平較高。

為了滿足低滲透油藏高效動用的需求，經過幾年來的迅速發展，國外逐步形成了水力噴射分段壓裂以及裸眼分段壓裂完井技術等。國內也已開始試驗研究，但尚處起步階段。國內長慶、大慶、勝利等各油田已在引進消化國外先進技術的同時，初步形成了滿足自身需要的水平井分段壓裂技術。

1國外水平井分段壓裂完井技術現狀

1.1水力噴砂射孔壓裂聯作工藝技術

（1）以哈利伯頓公司為主的連續油管噴砂射孔拖動管柱完成多層（段）壓裂工藝技術。該技術比較成熟，利用連續油管噴砂射孔，水動力密封原理，套管環空壓裂的方式把帶定向系統的噴射器下入水平井油層井段，拖動連續油管一次管柱完成多層（段）射孔和壓裂施工。

該技術在北美、墨西哥灣已經成功實施上百口井，取得了明顯的效果。在長慶油田、新疆油田、西南油氣田等油田也成功應用幾十口井。

1.2水平井裸眼封隔器多級分段壓裂完井工藝技術

水平井裸眼分段壓裂完井技術具有分段多、施工周期短、成本較低等優勢。已經在國外非常規油氣藏大規模展開應用， 近幾年年均應用規模達2000口以上。最大壓裂段數達到24段，每段實施分簇壓裂，壓裂級數最高達到90級，單段最大加砂量為200m3，單段最大液量為1500m3。

（1）Schlumberger公司水平井裸眼分段壓裂技術

Schlumberger公司的StageFRACTM增產系統主要針對砂巖或碳酸鹽巖油藏的裸眼壓裂井而設計的。該系統通過利用RockSealTM II裸眼封隔器對水平井段進行分段，將Schlumberger公司研制的高性能的壓裂液擠入地層，產生高導流能力的裂縫，以達到提高油井產能的目的。該系統一趟管柱最多可完成25級壓裂，適應溫度最高達200℃，封隔器最高承受壓差為70MPa，可節省鉆機及其他特殊設備的占用時間，施工時間也可從原來的幾周減少到幾天，目前已在美國和加拿大應用幾百口。

2國內水平井分段壓裂完井技術現狀

國內中石油、中石化、中海油等石油公司在低滲透油藏開發領域都已經邁出實質性步伐，在水平井多級分段壓裂完井技術上，目前以引進國外技術為主，同時開展了自主研究，正迅速追趕國際先進水平。

2.1水平井套管固井多級分段壓裂工藝技術現狀及發展趨勢

2.1.1管內封隔器分段壓裂工藝技術

國內在水平井套管內分段壓裂方面做了大量試驗研究工作。西南石油分公司、大慶、勝利等油田都相繼開展了管內封隔器分段壓裂技術研究與試驗，工藝主要有拖動管柱和不動管柱兩種。

中石化西南分公司研究形成了HY341封隔器水平井分段壓裂技術，具有不動管柱投球打開滑套、分段隔離針對性好的優點。目前在51/2in套管中已突破五段分段壓裂；勝利油田采用水平井管內封隔器分段壓裂技術2010年在水平5-1井成功試驗。

大慶油田研制的雙封單卡拖動式分段壓裂管柱耐溫100℃，耐壓80MPa，基本滿足大慶油田葡萄花、扶余儲層壓裂需求，應用超過150口井。

2.1.2水平井泵送橋塞射孔分段壓裂聯作技術

江漢油田與河南油田分別引進了貝殼公司的水平井泵送橋塞射孔分段壓裂聯作技術，在建頁HF-1井與泌YHF1井實施成功。

同時，江漢油田工程院與中石化工程院分別進行了水平井泵送橋塞射孔分段壓裂聯作技術的自主研發，目前取得了階段性的進展，管柱耐壓70MPa，耐溫150℃，并攻關了橋塞坐封工具，水力泵送工藝等配套工具工藝。目前還沒有運用到現場。

2.2水力噴砂射孔壓裂聯作工藝技術現狀及發展趨勢

目前國內很多單位院校也開展了這方面的研究并在現場進行了成功試驗。以北京石油大學為主的水力噴砂射孔壓裂聯作技術應用較為典型，目前石油大學已經形成了兩套水力噴砂射孔壓裂聯作工藝管柱：其一為拖動管柱一次完成多層（段）壓裂工藝技術；其二為通過投球實現不動管柱分層壓裂工藝技術。

2.2.1拖動式分段水力噴砂射孔壓裂聯作工藝技術

工藝原理是在管柱到位后，開始第一段噴砂射孔、壓裂；第一段壓裂結束后上提管柱到第二段，重復噴砂射孔、壓裂工藝直至最后一段施工結束上提起出施工管柱。

2.2.2不動管柱分段水力噴砂射孔壓裂聯作工藝技術

工藝原理是在管柱到位后，開始噴砂射孔、壓裂第一段；第一段完成后投球打開上部噴砂器滑套，開始噴砂射孔、壓裂第二段，以此類推直至最后一段施工結束提出管柱。

2.3機械封隔分段壓裂技術

機械封隔技術用于套管井，主要有機械橋塞與封隔器結合或雙封隔器單卡分壓或環空封隔器分段壓裂等技術，基本分為以下3種。

（1）機械橋塞+封隔器分段壓裂。射開第一段，油管壓裂，機械橋塞座封封堵；再射開第二段，油管壓裂，機械橋塞座封封堵；按照該方法依次壓開所需改造的井段，打撈橋塞，合層排液求產。

（2）環空封隔器分段壓裂。首先把封隔器下到設計位置，從油管內加一定壓力坐封環空壓裂封隔器，從油套環空完成壓裂施工，解封時從油管加壓至一定壓力剪斷解封銷釘，同時打開洗井通道，洗井正常后起出壓裂管柱，重復作業過程，實現分射分壓。

（3）雙封隔器單卡分壓。可以一次性射開所有待改造層段，壓裂時利用導壓噴砂封隔器的節流壓差壓裂管柱，采用上提的方式，一趟管柱完成各層的壓裂。

現場試驗結果表明，環空封隔器分段壓裂技術已成功地應用于淺層油藏，相對成熟，在深井應用中還需改進與完善。雙封隔器單卡分段壓裂技術容易砂卡封隔器，造成井下事故，正進一步攻關。

3結論

國外逐步形成了水力噴射分段壓裂以及裸眼分段壓裂完井技術。特別是從裸眼封隔器分段壓裂技術取得突破后，迅速發展，近幾年均應用規模達2000口以上。國內也已開始試驗研究，但尚處起步階段。國內長慶、大慶、勝利等各油田初步形成了滿足自身需要的水平井分段壓裂技術，取得了一系列突破。

參考文獻

[1] 姜志昌.試論水平井多級分段壓裂完井技術的應用[J].石化技術，2015（05）.

[2] 呂芳蕾.勝利油田水平井分段壓裂技術的應用現狀及發展趨勢[J].石化技術，2015（05）.