国内外水平井分段压裂技术现状

国内外水平井分段压裂技术现状

段文广 李晓军

【摘 要】水平井分段压裂增产技术对于改善低渗透、低孔隙度油气藏开发效果、提高单井产量和最终采收率，具有重要作用，是油田增产、增注的有效手段。本文对国内外水平井分段压裂工艺现状及国内外分段压裂技术进行了详细介绍，使用压裂增产技术，可获得显著的增产效果，社会经济效益可观，具有广泛的推广应用前景。

【期刊名称】现代制造技术与装备 【年(卷),期】2012(000)003 【总页数】3

【关键词】水平井 压裂工艺 压裂技术

目前我国低渗透油藏已探明储量近60亿吨，已经动用储量近30亿吨，近50%的探明低渗透储量由于产能低、开采效益差难以动用。水平井可以增加井筒与油层的接触面积，提高油气的产量和最终的采收率，但由于低渗透油藏的渗透率低、渗流阻力大、连通性差，有时水平井的单井产能也较低，满足不了经济开发的要求，还要对水平井进行压裂增产，提高水平井的产能。应用水平井压裂的措施，可实现油田增储稳产。

我国从上世纪80年代起研究水平井压裂增产技术，在水力裂缝理论、产能预测、水平井分段压裂施工工艺与水平井分段封隔工具等方面取得了较大进展，但总体来讲还达不到现场施工配套要求，特别是水平井分段压裂工艺和井下分段层间封隔工具的配套情况与实际生产需求还存在较大的差距，井下层间封隔工具密封性能、工具可靠性不能满足现场需求，有待进一步加大投入攻关研究。

1 水平井分段压裂工艺现状

水平井分段压裂工艺与水平井完井技术密不可分，可以说是分段压裂完井技术。分层压裂技术可以分为两类：第一类是机械封堵逐层压裂的分段压裂技术，这类分段压裂技术主要用封隔器机械分卡压裂方法。第二类是分流分段压裂技术，它是利用压裂液通过已压开层射孔炮眼时的力学特性，迫使压裂液分流并提高井底压力，使破裂压力不同的各目的层都相继被压开，加砂支撑裂缝，完成全井压裂。这类分层压裂技术的代表是限流法压裂技术。 1.1 封隔器分层压裂技术

封隔器分层压裂是通过封隔器分层压裂管柱实现，管柱结构如图1所示。 封隔器是分层压裂管柱的关键工具，它的作用是将目的层与上下油层隔离开，阻止压裂液进入上下油层，使目的层独立地与压裂管柱内压力系统联系起来。两级封隔器之间的所有压裂目的层组成一个压裂层段。

封隔器分层压裂管柱将全井的压裂目的层分成若干个压裂层段，以满足施工排量和油层纵向上分布特点的要求。一个压裂层段内可以是一个目的层，也可以有多个压裂目的层。两个封隔器之间只有一个目的层时，称为双封隔器单卡分层压裂；两个封隔器之间有多个目的层时，一般必须配套使用限流法压裂技术或堵球法等多裂缝压裂技术才能压开全部目的层。实际上，在许多要进行限流法或暂堵剂封堵射孔炮眼法压裂的井中，由于目的层数量多、纵向上分布间距大，受施工排量限制，也都是通过封隔器分层压裂管柱来逐段实施限流法或暂堵剂封堵炮眼法多裂缝压裂施工的。因此，封隔器分层压裂管柱是一切分层压裂技术的基础。

1.2 多裂缝及选择性压裂技术

多裂缝压裂技术也称为封堵炮眼法分层压裂技术，它可分为堵球法和暂堵剂法两大类，适应于层间隔层小、不能用封隔器分卡的已射孔的多个油层进行分层压裂，管柱结构如图2所示。

当一个压裂层段内有多个已按常规孔密射开的压裂目的层时，一般受施工注入排量的限制，在第一个目的层（破裂压力最低的目的层）被压开后，绝大部分压裂液都将被已压开层吸收，井底压力很难上升到第二个目的层破裂的水平，通常一次施工只能压裂一个目的层。

封堵炮眼法分层压裂的技术原理是：利用已压开层吸液量大的特点，在完成一个目的层压裂施工后，用压裂液将一定量的封堵球或暂堵剂带入已压开层的射孔炮眼处封堵该层射孔炮眼，迫使压裂液进入其他未压开层，憋起地面施工泵压，从而使另一个破裂压力更高的目的层被压开。如此反复进行，直到压裂层段内所有的目的层都被压开为止，达到一次施工压开多个目的层的目的。 多裂缝（封堵射孔炮眼法）分层压裂技术的优点：缩短施工时间、减少成本，经济效益好、适用范围广，可以与其他压裂方法配合使用。 1.3 限流法分层压裂技术

限流法分层压裂技术是指当一口井中具有多个压裂目的层，且各层间破裂压力又各不相同时，通过严格限制各目的层的孔眼数量和直径，并尽可能提高注入排量，利用最先被压开层孔眼产生的摩阻，提高井底压力，迫使压裂液分流，使各目的层按破裂压力的低高顺序相继被压开，最后一次加砂同时支撑所有裂缝，从而达到一次分压几个层的目的。 图3是限流法分层压裂工艺原理图。

2 国内外水平井分段压裂技术现状