特低渗储层水平井分段压裂技术及应用

摘 要：本文针对锦州采油厂低孔特低渗储层的特点，研究了不同完井方式下水力喷射分段压裂工艺以及裸眼封隔器分段压裂工艺，形成了适合兴隆台地区特低渗储层的水平井分段压裂关键技术；目前实施水平井分段压裂8口，根据实际效果分析，平均稳定油11t/d，产量是相邻直井的4倍，投资是直井的2.1倍，经济效益显著，体现了水平井分段压裂技术开发松南特低渗油藏的优势和前景。

关键词：锦州油田；特低渗；水平井；分段压裂；水力喷射；裸眼封隔器

一、油藏特征

锦州油田位于辽河盆地西部凹陷的西斜坡南部，探明含油面积71.04 km2，探明地质储量20243×104 t， 动用含油面积65.09 km2，动用地质储量19222×104t，纵向上发育于楼、兴隆台等八套含油层系。油层分布较稳定，连通性较好，储层物性变化大，非均质性强。储层岩性为岩屑长石砂岩、含砾砂岩为主；矿物成分主要为长石和石英，胶结类型为孔隙式胶结。孔隙度在8.3～13.8%，渗透率为0.038～2.4μm2，为低孔、特低渗储层。

二、水平井分段压裂关键技术

1、水力喷射分段压裂工艺

水力喷射压裂技术具有很强的适应性，对于低渗油气藏，一般具有储层物性差，渗透率低；水力射孔时由于磨料射流的冲击作用，孔眼壁面会产生微裂纹，从而可以有效降低岩石起裂压力。此外，水力射孔孔眼较长，孔眼端部压力值最大，能够有效控制裂缝起裂方位和降低近井裂缝扭曲，减小了砂堵的可能性。

对于封隔器不易坐封的井，水力喷射压裂工艺简单，无需下入任何机械封隔装置，从而解决了机械封隔器坐封不住的難题。

对于裸眼或筛管完井的水平井或直井，裸眼或筛管完井的水平井难以应用封隔器坐封，应用水力喷射压裂技术就可以不用下入机械封隔装置进行分层压裂。

对于水泥固井套管完井的水平井，可以采用水力喷射对套管进行射孔，射孔完毕后不动管柱直接进行加砂压裂，节省工序和时间。

为保证施工的顺利和安全，节省作业时间，压裂管柱所采取的形式应按照实际工况和现有工具的水平来进行确定，在压裂段数较少时，采用一趟管柱分段压裂，若压裂段数较多，则采用投球打滑套与拖动相结合的管柱组合形式进行分段压裂。油田常用的油管为Φ73.0mmN80加厚油管和Φ88.9mmN80加厚油管。以压裂三段为例，管柱结构如下：

水力喷射压裂管柱组合：引鞋+多孔管+单流阀+扶正器+一级喷枪（第一段压裂位置，无滑套）+扶正器+Φ88.9mm/Φ73.0mm加厚油管（N80）×第一级喷枪和第二级喷枪之间的距离+扶正器+二级喷枪（第二段压裂位置，有滑套）+扶正器+Φ88.9mm/Φ73.0mm加厚油管（N80）×第二级喷枪和第三级喷枪之间的距离+扶正器+三级喷枪（第三段压裂位置，有滑套）+扶正器+Φ88.9mm/Φ73.0mm加厚油管（N80）×三级喷枪和校深短接之间的距离+Φ88.9mm/Φ73.0m加厚油管短接（校深短接）×2.0m+Φ88.9mm/Φ73.0mm加厚油管（N80）×校深短接和油管挂的距离+油管挂。

三级喷枪，最下部敞开喷枪组合，上两级均为滑套式喷枪，用油管连接，喷枪本体外径108mm，扶正器外径116mm。每只喷枪均安装6×Φ6.0mm的喷嘴组合，喷嘴120°螺旋布置。

2、裸眼封隔器+滑套完井及分段压裂一体化工艺

针对裸眼水平段，根据储层开发的需要，使用封隔器和滑套将水平井段分隔成如干段，压裂施工时通过投球打开滑套，从而实现每个目的层逐级压裂，进行有针对性的施工。

裸眼封隔器分段压裂关键工具包括裸眼封隔器、投球滑套。设计多级封隔器对水平裸眼段进行机械封隔，根据起裂位置分布多级投球滑套，压裂前对油管正打压实现封隔器稳定坐封，施工中从小到大依次投球憋压打开滑套，压裂液从喷砂孔进入油套环空起裂地层直至完成加砂，压裂后合层返排采气。该工艺具有节省完井成本、缩短压裂施工周期、灵活卡封任意级数分段压裂、压裂规模大、安全性能高等优点。

三、水平井分段压裂技术应用

1、水力喷射分段压裂

目前锦州油田共有3口井进行了水力喷射分段压力，其中锦16-于H16井采用筛管完井，锦16-于H17和锦45-H002采用套管完井，成功实施分段压裂施工并取得良好效果。

2、裸眼封隔器分段压裂

目前锦州油田共有5口井进行了裸眼封隔器分段压裂，锦45-H001、锦45-H003、锦45-H004、锦45-H005和锦45-H006井。锦45-H001井是第一口采用裸眼封隔器分段压裂的井，该井设计分5段压裂施工。完成了设计加砂任务，加砂量分别为18m3、20m3、22 m3、20 m3和25 m3。施工压力为28-32MPa，该井施工一天内完成，施工进度快。

四、结论

1、锦州油田采用水平井工艺技术开发低渗-特低渗油藏，能大幅度提高单井产量，初期产量是直井的4.5倍，经济效益显著。

2、研究配套了不同完井方式下的水力喷射分段压裂工艺和裸眼封隔器分段压裂工艺，并在锦州油田低孔特低渗储层成功应用8井次，取得良好效果，水平井产量达到直井的4倍以上，具有良好的推广价值。

参考文献：

[1]J.L 吉德利等著，蒋阗 单文文等译. 水力压裂技术新发展[M]，石油工业出版社，1995

[2]王鸿勋 张士诚，水力压裂设计数值计算方法[M]，石油工业出版社，1998

[3]万仁溥 罗英俊主编，采油技术手册（下层），石油工业出版社，1998

[4]万仁溥主编，采油工程手册[M]，石油工业出版社，2000

作者简介：

金志学，（1979-），2004年毕业于西南石油大学自动化专业，现任工程师。