探析水平井选段重复压裂技术

郭玉强

摘 要：由于我国水平井工艺技术的可靠性较差，且整体情况复杂，故水平井选段重复压裂技术尤然而生。它是在环空分压和桥塞压裂技术的基础上，对管柱和双封工具的优化所研究出来的一项既科学、经济，又安全的工艺。该文描述了水平井选段重复压裂技术的现状，并对其工作原理与应用情况加以分析论述。

关键词：水平井 分段重复压裂 工艺技术

中图分类号：TE2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（c）-0025-01

水平井采油技术在我国的运用已呈现出越来越普遍的趋势，尤其在油田的勘探增效中应用效果得更为突出。诚然，多种因素都会影响到油层以致其受到损害，故在开发时较容易出现堵塞问题，直接后果是降低了油井的工作效率，油井的实际产量和预期的产量相差甚远。相关技术人员通过长期设计改造，将压裂所需的钻具使用双封单卡来拖动，将分隔工作直接在井下即可进行，对堵塞的重点部位采取了重复压裂措施，提高了产量。经过不断优化压裂钻具，提高了其工作的稳定性，同时也解决了水平井选段中的很多难题，如密封不严和封隔器砂卡等。水平井选段重复压裂技术经过了计划性的优化后，有效保障了施工现场的安全和生产效率。

1 分类

1.1 机械封隔分段压裂技术

机械封隔分段压裂技术主要指有环空封隔器的分段压裂、双封隔器的单卡拖动进行分压、封隔器和机械桥塞之间的结合这三种。其主要运用在套管井处。

1.2 化学隔离技术

化学隔离技术的工作原理是：从第一段分段开始，逐层对每个作业分段进行射开和油管压裂，同时用液体胶塞和砂子将已完成的分段与其他部分的分段隔离开来。作业完工后再进行冲胶塞、冲砂和排液。这样做最大的好处就是能够保障施工安全，但也有些不足之处。由于在作业过程中使用了浓度较高的胶塞，加之完工后的冲所砂工序，故部分层段会有一定损害，此外，该项技术需要较高的生产成本和较长的作业周期，所以在实际的工艺技术的选择上存在一定局限性。

1.3 限流压裂技术

限流压裂技术的工作原理是：当压裂作业进行到分段部分时，要将压裂液流入到储层，必须要通过射孔的孔眼，为了减少孔眼处所产生的阻力，需要控制其流速。同时，孔眼处的阻力还与泵注射的排量有关，泵注射的排量增大会直接引起阻力增大，一旦井底的压力超过了分段破裂应有的压力，每个层段处就会被迫压出裂缝。因此可以看出，限流压裂技术就是通过孔眼处的阻力来调节压力的，只有在每个层段的压力值都合适了，才能保证各段的压力处于其接近值。水平井的使用，多数情况下用于纵向裂缝中，并且不受分段的压裂段层的限制。

2 水平井双封单卡拖动管柱分段压裂的工艺

2.1 工作原理

该项压裂技术主要由隔器、正器、喷砂器、安全接头、油管和导向丝堵等组成。工作原理是：对改造过的水平井实施重复压裂作业，在已经被射开的油层分段中选择一段进行压裂改造，然后再根据实际需求将其下达到设计要求处。当井口装好后，经过油管完成第一段的压裂作业。渐渐地，压力被逐渐扩散，此时上提管柱到第二分段作业处继续作业，后续的分压作业可按照前面的方法完成。

2.2 工艺特点和技术条件

安全性高是水平井分段压裂工艺技术最突出的特点，原因在于整体施工过程中所用的工具不多，从而减少了可能出现的安全事故，切实保障了施工安全性。同时，还可以对任意一个投产的井段加以更具体的设计改造。管柱的作业过程可实现一次性完成，因此能够节省人工成本和经济成本，作业效率也随之大幅度提升。除此之外，卡具的使用并没有影响到管柱和封隔器，这意味着其既可以保障长射孔层段的多裂缝压裂改造，又可保障短射孔层段的压裂改造。

水平井分段压裂工艺的技术条件表现在，在设计时应优先考虑到压裂改造的效果，也就是说，技术的配套和压裂技术的特点在设计过程中应当优先考虑在内。由于水平井分段压裂工艺技术采用了双封卡单段压裂技术，压力同时存在于压裂层上的隔层与套管外面的水泥环上，因而在生产的各个环节中，应逐层监控井段层的应力和固井的强度，并严格把关。另外为了管柱实现正常提升，有两种特殊情况不宜选用这种水平井工艺，即压裂后出现自喷情况或地层压力比较高的情况。

2.3 配套工具与具体应用

水平井双封单卡拖动管柱分段压裂技术相关的配套工具有很多，例如K344——115封隔器、K344-108小直径封隔器和扶正器。它的工作原理是，在完成低潜的作业后提高排量，由于喷砂器的存在，通过的液体伴随着高压一并被节流，有节流就会产生压差，因此，上封隔器随之实现坐封。而经过内、外导压体空隙高压液体流到下封隔器则使用其坐封，并通过侧孔进入到目标层位。释放油管的压力，上封隔器和下封隔器在油套的压力达到平衡之后，胶筒在自身回弹力收缩的作用下自动解封。利用小直径封隔器进行下封，胶筒的端面离喷砂口只有200 mm，可将反循环的死区长度减小，以防止卡井状况的出现。最后，在导向丝堵与扶正器的影响下，管柱恢复至工作位置，同时使封隔器达到水平工作状态。

3 水平井双封单卡拖动分段压力工艺的实际运用

技术人员经过不断努力，对原有技术进行改进，利用钨钢对喷砂器喷嘴进行加厚，提高了喷砂器的硬度和耐磨性，有效防止了喷砂器在加砂量偏大时容易刺穿的局面，使封隔器能够长时间地处在正常的工作状态上。与此同时，技术人员对下封隔器采用了小直径的封隔器，这样做的好处是最大限度地降低了砂卡情况的出现。

改进优化后的水平井选段重复压裂工艺，其性能和应用效果都有所提升。在对水平井双封打卡拖动分段压裂工艺进行实验后发现：不管是在封隔器的坐封、解封还是耐压性等方面，在施工过程中都能保持平稳的工作状态，其工作的灵活性和稳定性也比较突出，而且都达到了应符合的标准。另外，已完成的水平井重复压裂的施工现场，各部件运转持续正常，管柱工作性能也保持在稳定状态。施工完成后，对各个部件再次进行了检查与测量，其磨损状况均能保持在正常范围内。大量实践表明水平井选段重复压裂工艺的每个工序设置得都比较合理，可以充分运用到日常的现场作业环节中。

4 结语

总之，水平井选段重复压裂工艺对各个层段均有特定的标准，要求每个层段具有较准的针对性和较强的耐压能力，达到一定条件时，可达到浅水平井层段和中水平井层段压裂改造的标准。该技术与其他技术对比，能够同时实现节约成本、保障安全和操作方便等多方面的技术优势。

参考文献

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