關于石油工程管內分段壓裂技術及應用探討

安榮泰 劉張龍 毛冠華

摘要：目前，隨著我國工業水平以及人民生活質量的不斷提高，不論是工業生產活動中還是人們的日常生活中對石油資源的需求量都越來越大。為了使石油工程的石油產量能夠滿足需求，需要不斷地應用先進成熟的技術工藝，從而提高石油油藏的開發效率。石油工程管內分段壓裂技術可以有效地使石油工程增加產量，因此，近些年來此技術的應用得到了廣泛的關注。為了給應用石油工程管內分段壓裂技術的同行提供一定的理論指導，本文對此技術的工藝原理以及應用現狀進行了分析總結，根據現場應用情況的反饋可知，此技術可以有效提高低滲透油藏的開發效率，從而促進我國石油工程的不斷發展。

關鍵詞：石油工程;分段壓裂;水平井

一、引言

無論是工業生產還是人們的日常生活中，石油資源都發揮著極為重要的作用，不僅可以給工業生產、交通運輸、軍事等提供能源，還是重要的化工原料，在石油化工中利用石油提取出的副產品與人們的生活息息相關，因此需要保證石油的產量。近年來由于我國工業生產水平的提高、私家車數量的飛速增加等原因，導致了對于石油資源的需求越來越大，因此需要發展先進的技術實現油田的增產，水平井的壓裂增產改造技術也是被廣泛關注的一種技術，國內外對于此技術的研究始于上世界八十年代，經過多年的研究以及應用取得了一定的進展，如水平井壓后產量的預測、水力裂縫條數和裂縫幾何尺寸的優化以及分段壓裂技術等。這其中石油工程分段壓裂技術通過不斷的應用試驗以及工藝分析，取得了大量的應用經驗以及成效，目前已有了較好的發展，擁有了多種主要技術。

二、工藝技術

目前在國內外主要應用的水平井分段壓裂方法主要分為四類，分別為化學隔離技術、機械封隔分段壓裂技術、限流壓裂技術以及水力噴砂壓裂技術，其具體內容為：

（一）化學隔離技術

化學隔離技術在國內外得到廣泛應用主要是在上世紀九十年代初，主要應用與套管井中，應用此技術的主要流程為首先將第一段射開使油管被壓裂，再使用液體膠塞以及砂子等材料將壓裂的井段隔離，然后再將第二段射開并通過上述方法進行隔離，從而依次對需要進行改造的井段操作，當所有井段施工結束時，應用沖砂沖膠塞合層排液求產。此方法在實際施工過程中具有較高的安全性，但由于工藝流程會對儲層造成一定的傷害，并且才做復雜，耗時較長，成本較高，嚴重影響了企業效益，因此，沒有獲得繼續的發展以及進一步的推廣研究。

（二）水力噴砂壓裂技術

水力噴砂壓裂技術在上世紀九十年代末得到了迅速發展，并且主要在國外應用較為廣泛。此技術的主要原理是利用壓力裝置是油管內的流體壓力增加，從而可以從噴嘴中噴射而出，由高壓形成的高速射流成縫。應用此技術可以實現自動封隔，從而不用使用封隔器等隔離工具。此技術的安全性較好，并且施工效率得到大幅地提升，目前在國內外得到了較為廣泛的應用。

（三）機械封隔分段壓裂技術

在套管井中長應用機械封隔分段壓裂技術，主要分類主要有以下幾種：

第一種為機械橋塞加封隔器的分段壓裂，其主要工藝流程為首先將第一段射開，使油管壓裂，并使用機械橋塞座封進行封堵，然后在將第二段射開，使油管壓裂，并使用機械橋塞座封進行封堵，應用上述方法，一次對需要改造的井段進行操作，然后將橋塞打撈出來，最后合層排液求產。

第二種為環空封隔器分段壓裂，其主要的工藝流程為，第一步將封隔器放置至制定的設計位置，再從油管內部施加壓力，從而使坐封環空將封隔器壓裂，并使油套環環控壓裂，進行解封操作時，通過油管加壓的方式，當達到一定壓力時，將解封銷釘剪斷，這時打開洗井通道，完成后，將壓裂管柱取出，重復上述過程，從而實現了分射分壓。

第三種為雙封隔器單卡分壓，此種技術的主要特點是，所有的需要進行改造的井段一次性被射開，并且管柱的壓裂是利用導壓噴砂封隔器的節流壓差的作用，使用上提，使各層的壓裂由一趟管柱完成。

通過將機械封隔分段壓裂技術應用到工程實際中，積累了豐富的經驗，其中環空封隔器壓裂技術再淺層油藏中的應用效果較為明顯，并且相對來說，技術發展較為成熟，但再深層油藏中的應用，還需要對技術進行改進。通過對雙封隔器單卡分段壓裂技術的應用，發現此技術會砂卡封隔器，從而引起一定的事故，因此，此技術再工程實際中的應用還需要進一步的研究。

三、發展展望

（一）水力噴射分段壓裂技術

水里噴射分段壓裂技術有著較為廣闊的應用范圍，可以在多種巖性條件進行施工，并且經過多次應用試驗都表明該技術的施工更具安全性，并且操作簡單，效果明顯，因此應投入一定的科研精力發展水平井水力噴射分段壓裂技術。

（二）新型低傷害化學暫堵膠塞分段壓裂技術

根據上文中總結可知，由于較高濃度的液體膠塞會對儲層產生一定的傷害，因此，未來的發展方向應研制低濃度成膠劑，并且成膠時間可受人為控制，盡可能地提高操作性，降低對地層環境的傷害。

（三）雙到隔器單卡分段壓裂技術

應用雙封隔器單卡分段壓裂技術，可以節省對井段進行改造的時間，并且具有較強的針對性，有一定的應用價值，因此要求需要對此技術繼續研究，從而解決砂卡封隔器后解卡技術。

（四）多級封隔器分段壓裂技術

為了提高工作效率，目前在雙封隔器分段壓裂技術的基礎上進行發展研究開發出的多級封隔器分段壓裂技術也有一定的應用前景，通過應用特殊的裝置，使處理過程變得簡單，并且同時可對十層進行處理。

四、總結

綜上所述，隨著我國工亞水平以及人們生活水平地不斷提高，對于石油資源地需求也越來越大，為了提高石油產量，以及油田的利用率，發展并不斷研究了分段壓裂技術以實現油田的增產，經過多年的研究發展，目前分段壓裂技術已經有了多種技術，在實際的應用過程中應根據油田現場的實際情況以及工程要求進行合理選擇，從而提高施工質量以及效率，更好地促進行業的發展。

參考文獻：

[1]李凱崢.石油工程管內分段壓裂技術及應用[J].當代化工研究，2018，34（10）：67-68

[2]孫明輝.紅河油田水平井分段壓裂技術研究與應用[D].東北石油大學，2016.

[3]王繼良，伊偉鍇.可逐級解封的管內分段壓裂管柱設計[J].石油機械，2017，45（5）：107-110.