水平井分段压裂技术在油田施工中应用的价值

一般来说, 水平井适用于薄的油气层或裂缝性油气藏, 目的在于增大油气层的裸露面积。水平分段压裂技术是对低渗透油藏储层改造, 提高产量的重要措施。国内虽然对水平井分段压裂技术的研究取得了较大的发展, 但是在实际施工中, 配套方面技术还达不到要求, 尤其是水平多段压裂技术和封隔工具的配套方面[1]。

1 水平井压裂造缝原理

对水平井进行压裂, 裂缝可分为:轴向缝, 水平井的水平段垂直于最小水平主应力方向, 则产生轴向缝;横向缝:水平井的水平段平行于最小主应力方向, 则产生横向缝;斜交缝:水平井的水平段与最大水平主应力方向有一定夹角时产生斜交缝[1]。水平井压裂工艺的作用在于, 把压裂前原油径向流的流动模式转变为线性流动模式, 降低了渗流阻力, 使原油的采油效率增加, 产量提高。水平井产量包括气藏向井筒的渗流以及油藏流入裂缝后在流入水平井筒两部分

2 水平井分段压裂的技术

水平井压裂技术中水平压裂数目是影响水平井开发效益的重要因素之一, 我国已建立了压裂数目优化模型, 为水平井分段压裂技术提供了有效的依据, 使采收率达到了提高。水平井分段压裂技术的关键在于井筒的有效隔离技术。油田研制了液体的胶塞技术以及机械塞隔离技术, 从而达到了水平井分段压裂的目的。对增产结束后的井段进行胶体封堵[2]。

水平井分段压裂的技术可分为水平喷射压裂技术, 分隔器分段压裂技术;段塞分段压裂技术;TAP分段压裂技术。

2.1 水平喷射压裂技术是一种综合集水力喷砂射孔, 水力压裂及隔离等多种技术为一体新型水力分段压裂技术。

水力喷砂压裂技术通过拖动管柱, 把喷嘴放到下一个需要改造的层段, 依次压开所有需要改造的水平井段。其施工安全性能比较高能够在水平井中准确的, 快速的压开多条裂缝, 提高了油气田的开发速度。

2.2 分隔器分段压裂技术:

可分为上提管柱分段压裂和不动管柱分段压裂。上提管柱分段压裂的基本原理是喷砂器产生节流压差, 将封隔器坐封, 反洗井替液将封隔器解封, 并将管柱上提, 达到压裂多个层段的目的。其施工的安全性及可靠性比较高。不动管柱分段压裂是喷砂器产生的节流压差, 将封隔器坐封, 向其内段投球, 使之各段被压裂, 达到不动管柱一次压裂多个层段的目的。其针对性较强, 应用范围也小。还受到压裂工具是否通过造斜面, 后期封隔器胶筒回收情况, 管柱砂卡等因素的影响[3]。

2.3 段塞分段压裂技术:

是指在上一段施工即将完成时, 采用各种物质如高浓度支撑剂, 超粘完井液, 填砂液体胶塞等粘度较高的物质, 在实现顶替后, 于井筒内部形成堵塞, 并能够使后续液体及支撑剂顺利渗透至新的裂缝。这种工艺虽然施工比较简单, 但施工周期较长而且极其损耗油井, 还受到胶塞强度的限制, 不适合运用在深度较大的油井的开采。

2.4 TAP分段压裂技术:

TAP分段压裂技术是以TAP阀门作为依托, 投入标枪开启压裂段套管阀和上级套管阀, 光套管注入。施工完毕后, 油管对标枪进行磨铣, 实现压裂液的反排和生产。优点是其适用于各种压裂层级的油井开采, 且层级越多效果越好。这种技术能够减少多层的射孔费用, 减低成本。缺点是:只能使用114.3mm套管, 对套管和套头的耐压性要求比较高, 还容易损害到储油层[4,5]。

3 水平井分段压裂技术效果分析

水平喷射压裂技术施工安全性能比较高能够在水平井中准确的, 快速的压开多条裂缝, 提高油气田的开发速度;分隔器分段压裂技术施工的安全性及可靠性比较高;段塞分段压裂技术虽然施工比较简单, 但施工周期较长而且极其损耗油井, 还受到胶塞强度的限制, 不适合运用在深度较大的油井的开采;TAP分段压裂技术适用于各种压裂层级的油井开采, 且层级越多效果越好。这种技术能够减少多层的射孔费用, 减低成本。缺点是:只能使用114.3mm套管, 对套管和套头的耐压性要求比较高, 还容易损害到储油层;水平井分段压裂技术的实施, 使水平井自定位射孔技术满足了我国水平井压裂施工的需要, 有效的防止了油气藏在开采, 生产过程中油层吐砂的现象, 可见水平井自定位射孔技术的成功。井筒复杂的水平井机械工具入井比较困难, 使用胶塞封堵分段压裂技术比较好。机械工具分段压裂技术的作业周期比较短, 储层污染比较小;液体胶塞封堵分段压裂技术以及机械工具隔离分段压裂技术具有可靠, 安全, 有效的优点。

4 结语

随着石油的不断开采, 国内探明未开采的石油地质储存中, 低渗储油量占60%以上, 是未来石油开采的主要方向。水平井分段压裂技术是提高低渗透油藏水平井产能和开发效果的关键技术。由于我国低渗透油藏的特点, 国内对水平井分段压裂技术的应用程度越来越高, 对其技术研究的力度也逐年增加, 目前国内已拥有了一些有自主产权的技术及配套设备, 与国外技术的差距也越来越小。

摘要：水平井是井斜角达到或接近90°, 井身沿着水平方向钻进一定长度的井。水平井技术随着科技的发展, 应用及研究的增多, 得到了迅速的发展和广泛的应用。水平井可以提高地下油气的接触面积, 降低压力差, 有效地提高流体的抽取效率, 减少钻井数, 提高开发效果和开发效益。随着石油的不断开发, 中高渗透等常规油田逐渐减少, 低渗透等非常规有油田不断增加。水平井分段压裂技术是一项先进的完井技术, 水平井分段压裂技术更是低渗透, 低压油田开发的重要手段之一。根据开采油田经验总结可知水平井分段压裂技术较好的实现了水平井的增产和稳产, 充分体现了它在油田施工中的价值。

关键词：水平井,分段压裂技术,油田,价值