水平井固井完井分段压裂工艺在红河油田的应用

蒋艳芳 何青 陈付虎 张永春 李国锋

(中石化华北分公司工程技术研究院，郑州 450006)

红河油田属于典型的低孔、低渗致密油藏，其储层非均质性较强、基质渗透率普遍偏低，油井基本无自然产能，需要压裂改造投产。利用直井开发压裂建产，单井产量低，不能有效地开发，因此红河油田主要采用水平井开发。前期水平井裸眼完井，采用多级管外封隔器分段压裂。该工艺取得了一定的效果，但存在封隔器无法验封、裂缝起裂位置不明确、后期能量补充针对性差等问题。水平井固井完井分段压裂工艺技术可以实现井筒全通径，利于后期作业，是一种利于实现油田长期有效开发的技术，在红河油田应用效果显著。

1 储层工程地质特征

红河油田位于鄂尔多斯盆地天环坳陷南部，东邻伊陕斜坡，南邻渭北隆起，西邻西缘逆冲推覆带［1-2］。钻井揭示红河油田中生界自下而上主要发育有三叠系、侏罗系中下统和白垩系下统。其中，三叠系延长组和侏罗系延安组为主要目的层段，自下而上发现长9、长8、长7、长6、延9等多层油气显示。红河油田平均孔隙度10.1%，平均渗透率0.22×10-3μm2，属于典型的低孔、低渗致密油藏，其具有储层非均质性较强、基质渗透率普遍偏低，且局部发育天然裂缝和大的断裂的特点。

2 裸眼完井水平井改造难点

随着红河油田水平井开发步伐的不断加大，油藏开发难度越来越大，所占资源量的比例不断增加，但是由于储层致密、非均质性强、孔喉细微等地质因素使得裸眼完井水平井压裂技术增产效果不理想。截止到2013年10月底，前期在红河油田采用多级管外封隔器分段压裂工艺共对300余口水平井进行了分段压裂改造，其中大部分井产量递减较快，稳定产量低。

根据红河油田前期水平井压裂工艺总结，红河油田前期采用的多级管外封隔器分段压裂工艺存在如下问题:

(1)管柱下入后，无法对入井封隔器进行验封。

(2)裂缝起裂位置只能确定在封隔器之间，具体位置无法确认。

(3)压后管柱永久留在井里，无法提出，后续作业难度大，不适应后期能量补充开发的需要。

因此有必要针对红河油田致密储层进行水平井固井完井压裂工艺技术试验，同时结合不同类型储层工程地质特征，开展能够满足红河致密油藏增产开发的水平井固井完井压裂工艺技术研究与应用，实现油田的长期有效开发。

3 固井完井水平分段压裂工艺

针对前期裸眼完井条件下多级管外封隔器分段压裂工艺存在的问题，红河油田通过前期水平井开发试验，开展了水平井固井完井分段压裂工艺技术现场试验，并在现场试验过程中不断完善配套水平井固井完井分段压裂工艺技术体系，使施工成功率大幅提高。目前，红河油田水平井全部固井完井，形成了以可钻桥塞和连续油管带底封分段压裂工艺为主导以及多项工艺措施配套的水平井固井完井分段压裂工艺技术，以确保油田长期有效开发。

(1)可钻桥塞分段压裂工艺技术。可钻桥塞分段压裂技术是目前国内外进行致密油气藏开发使用较多的改造技术，图1为其施工管柱结构图，工艺原理是:在压裂之前，先用油管拖动射孔枪下入，对第一段进行油管传输射孔，然后取出射孔枪，按照第一段压裂施工程序在套管内进行泵注压裂施工，第一段压裂施工结束后通过电缆下入桥塞+射孔联作管串，下到指定位置后校深，打压座封桥塞，上提仪器串到相应射孔深度，进行射孔，射孔结束后提出射孔枪，按照第二段压裂施工程序进行泵注施工;最后重复第二段的操作，依次下入桥塞、射孔、压裂，直至完成设计的所有压裂井段为止。

技术特点:套管压裂，桥塞封隔，封隔可靠，不限级数［3-4］，压裂针对性强，利于后期水平井治理。

适用井眼:套管完井。

桥塞输送方式:泵送、连续油管、油管。

图1 可钻桥塞施工管柱结构图

(2)连续油管带底封分段压裂工艺技术。连续油管带底封分段压裂技术工艺原理:该工艺利用贝努利原理，进行水力喷砂射孔，射孔后通过油套环空进行主压裂施工，施工结束后，通过连续油管拖动水力喷砂射孔工具和底部封隔工具实现转层压裂。图2为其施工管柱结构图。

技术特点如下:

①定点水力喷砂射孔，油套环空压裂，压裂裂缝起裂位置明显，压裂改造针对性强。

②底部封隔器封隔，可验封，封隔可靠。

③可进行大规模压裂，水平井分段级数不限。

④原管柱可进行砂堵处理，可有效缩短砂堵处理时间与作业费用。

⑤施工作业速度相对较快，压后井筒全通径，利于油井后期综合治理。

适用井眼:套管完井。

转层方式:连续油管拖动，封隔器重复坐封。

图2 连续油管带底封分段压裂管柱结构图

4 应用情况及效果分析

(1)可钻桥塞分段压裂工艺。截止到2013年10月，可钻桥塞工艺在红河油田应用6口井，压裂53段，施工成功率100%，压后初期5口井均见油，平均日产油12.6 t，2口井日产油大于10 t(见表1)，目前该工艺可实现1 d内4段压裂，2 d内11段钻塞，目前6口井已全部扫塞。

表1 可钻桥塞分段压裂施工参数及压后效果统计表

(2)连续油管带底封分段压裂工艺。连续油管带底封分段压裂工艺现场应用4口井，压裂45段，施工成功率97.8%，目前1口井见油，3口正机抽排液(见表2)，该工艺可实现1 d内完成8段施工，相邻两段施工准备时间可控制在30 min内完成。

表2 连续油管分段压裂施工参数及压后效果统计表

5 结语

(1)可钻桥塞和连续油管带底封2种水平井固井完井分段压裂工艺解决了裸眼水平井分段压裂工艺存在的裂缝起裂位置不明显，井筒全通径实现难等问题，为红河油田长期有效开发奠定了基础。

(2)水平井固井完井分段压裂工艺在红河油田施工成功率大于97%，最高日产油48.69 t，效果显著，该工艺值得推广应用。

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