压裂技术在某油田的发展及应用

朱磊 王卓

摘要：某油田属低渗透油田，目前主要以直井开发为主，进入开发后期后，油田普遍存在着纵向动用不均的矛盾，油井开发效益低。水平井分段压裂是有效改造低渗透油气藏的技术手段，是目前国内外油田研究的热点，代表着采油、采气工艺技术的发展方向。分析了限流法压裂、机械桥塞分段压裂、双封单卡分段压裂等水平井压裂工艺在某油田的应用效果

关键词：水平井；多段压裂；穿层压裂；体积压裂

1引言

杏某油田是大庆外围开发最早的低渗透油田，渗透率12.67×10^-3μm²，油层连续性差，砂体发育规模小，自然产能低。目前以直井开发为主，水平井数占总井数比例不到0.5%，油田普遍存在着纵向储量动用不均的矛盾。进入开发后期，单井产量持续下降，“多井低产”问题日益突出。以杏某a区块为例，该区块属油田三类区块，含油面积1.58km²，渗透率4.5×10^-3μm²，地质储量82.97×10⁴t，采油速度仅0.16%，由于储层物性差，砂体发育零散，直井开发效果差，目前平均单井日产油0.3t，开发效益低。

2国内外水平井压裂技术的发展现状

水平井压裂技术起步较晚，1985年美国的Giger^[1]首次提出水平井压裂概念，最初是在水平井段进行笼统压裂， 2012年以后，伴随着页岩气、致密油气等非常规油气资源的大规模开发应用，许1多公司开始尝试水平井的多段压裂技术，哈里伯顿、斯伦贝谢和贝克.休斯等大型油田综合服务公司^[2]通过自主研发或者引进、收购，技术手段日期成熟，已成为在该项技术服务方面的领头羊。目前水力喷砂分段压裂、裸眼封隔器分段压裂和快钻桥塞分段压裂已成为国外主流的水平井压裂技术。

3.1 水平井限流法压裂工艺

限流法^[4]压裂属于笼统套管压裂，是通过严格控制炮眼的数量和直径，以尽可能大的排量施工，利用最先被压开段的炮眼摩阻提高井底压力，迫使压裂液分流，使破裂压力相近的地层按照由低到高的顺序依次被压开，最终填砂形成有效的支撑裂缝。该方法的关键是制定合理的射孔方案，使各层段破裂压力接近。限流法压裂不下压裂工具，施工周期短，风险小，可实现一次施工压开多段裂缝。缺点主要是：水平井全井限流压裂对目的层段无分隔措施，存在针对性差、部分层段压不开及小层改造规模难以控制等问题。

3.2 机械桥塞分段压裂工艺

工艺主要由可打捞桥塞和配套液压坐封工具组成。射开第一段，油管压裂，机械桥塞座封封堵；再射开第二段，油管压裂，机械桥塞座封封堵，按照该方法依次压开所需改造的井段，然后下入工具打捞桥塞，合层排液求产。 该方法在技术上具备双封分段压裂的特点，其缺点是需要下入专门打捞工具，存在砂埋或砂卡的风险；压完一段后，需起下管柱，打捞桥塞，再压第二层段，施工工序多周期长，施工效率低，压裂液滞留在储层时间长，对储层的伤害程度大。

3.3双封单卡分段压裂工艺

工艺管柱主要由安全接头、扶正器、水力锚、K344-110封隔器、导压喷砂器、导压丝堵组成。应用小直径双封隔器单卡目的层，通过反洗、层层拖动上提工具实现一趟管柱多个层段的压裂。双封单卡水平井压裂工艺具有工具外径小、加砂量大、具有锚定扶正功能、具有防卡解卡机构的特点，可进行压力检测。耐温110℃，耐压80MPa，可实现一趟管柱压裂15段，最大加砂量210m³最大卡距112m，适用于固井质量优良的5 1/2″套管水平井。压裂时不需要反复起下管柱，施工周期短，压裂液在储层滞留时间短，储层伤害小。双封单卡水平井压裂工艺在朝阳沟油田经过5年的现场试验和应用，技术趋于成熟稳定，并且对压裂规模、射孔方式、压裂液选择等进行了优化配套，分段压裂增产效果显著。目前双封单卡已成为某油田水平井压裂的主体工艺技术。

4.低渗透油田水平井压裂新思路

4.1 水平井可控穿层压裂技术

在于横穿储层利于提高单井产量，但纵向储层动用程度低。对水平井实施穿层压裂技术来实现横纵储层的沟通，其技术思路是通过在水平段实施分段多簇射孔，再利用高排量、大液量、高粘度液体压裂改造，实现水平井“一缝穿多层”的穿层压裂改造。水平井穿层压裂技术能够压开纵向上小于3米的泥岩隔层^[6]，使部署在主力含油层位中部的水平井上下多个含油单砂体实现沟通，增加泄油面积，达到纵向上整体动用。穿层压裂技术核心是确定穿层压裂储层判断标准，穿层压裂设计方法优化和穿层效果监测。结合穿层压裂理论模型和人工裂缝全三维模拟技术，根据水平井钻遇情况及储层发育特点，形成了“压砂穿泥”和 “压泥穿砂”两种压裂模型，分别研究了两种压裂模型的优化设计方法

4.2 水平井体积改造技术（SRV）

通过压裂的方式对储层实施改造，在形成一条或者多条主裂缝的同时，通过分段多簇射孔、高排量、大液量、低黏液体、以及转向材料及技术的应用，实现对天然裂缝、岩石层理的沟通，以及在主裂缝的侧向强制形成次生裂缝，并在次生裂缝上继续分枝形成二级次生裂，以此类推。让主裂缝与多级次生裂缝交织形成裂缝网络系统，将可以进行渗流的有效储集体“打碎”，使裂缝壁面与储层基质的接触面积最大，使得油气从任意方向的基质向裂缝的渗流距离最短，极大地提高储层整体渗透率，实现对储层在长、宽、高三维方向的全面改造，最大限度提高储层动用率和采收率。

5结论及建议

（1）大力发展水平井技术是实现朝阳沟油田低渗透油藏高效开发的重要途径，依靠水平井分段压裂提高单井产量，提高油田开发效益。

（2）限流法压裂施工效率高，施工风险小，可以大排量施工，对某油田破裂压力相近的地层仍可选择该技术进行水平井改造。双封单卡压裂技术相对成熟，工艺配套完善，储层分段改造充分。

（3）某油田扶杨储层具有层段发育多、层间差异大、平面连续性差、砂泥薄互层发育的特点，常规压裂改造工艺存在砂体控制程度低、储量损失的问题，可开展低渗砂泥薄互层水平井穿层压裂试验和研究。

（4）低渗油藏的开发，由于受到储层条件、注采井网、压裂工艺等多重限制，通过常规压裂工艺来提高低渗油藏产量效果不明显，所以必须探索研究新型的压裂改造技术，“体积压裂”的提出具有深刻意义，其必将逐渐成为低渗油藏经济有效开发的关键技术。

参考文献:

[1]Giger F M. Horizontal wells production techniques in heterogeneous reservoirs [A]. SPE 13710 . 1985

[2]张焕之，何燕青等. 国外水平井分段压裂发展现状与趋势[J].石油科技论坛，2012，（6）.

作者简介：朱磊：男，1983年10月16日出生，籍贯黑龙江省大庆市，2012年毕业于东北石油大学，现从事油田测试工作。联系地址：黑龙江省大庆市第五采油厂一矿；联系电话：[phone]：

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