淺談水平井壓裂工藝

1、<p><b>　　淺談水平井壓裂工藝</b></p><p>　　摘要：本文簡述了油田水平井壓裂工藝的發(fā)展歷史，國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，已經(jīng)施工工藝的進展與展望。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：水平井 壓裂 </p><p><b>　　0前言 </b></p><p>　　油田水平井技術(shù)上世紀(jì)

2、二十年代出現(xiàn)在西方，經(jīng)過四十年代開始實踐，經(jīng)過漫長的發(fā)展過程，到上世紀(jì)八十年代工藝趨于成熟，水平井?dāng)?shù)量在全世界油田中迅速增長，到2010年據(jù)不完全統(tǒng)計，全球水平井總數(shù)已經(jīng)突破8萬口，主要分布在北美，俄羅斯等國家，進入新世紀(jì)后，水平井在我國越發(fā)受到重視，已經(jīng)發(fā)展出巖層油氣，稠油油田等多個類型，目前我國油田中水平井?dāng)?shù)量已經(jīng)接近1000口。多年的實踐表明，水平井對淺儲層，小滲透，稠油藏油等邊界類油氣藏的開發(fā)有很強的適應(yīng)性和安全，高效，可靠等特

3、點，優(yōu)勢性明顯高于其他方式，但是由于工程技術(shù)復(fù)雜，對各方面要求較高，國內(nèi)會水平井的施工與建設(shè)和存在很多問題，下面就油田水平井工藝已經(jīng)常見問題予以分部討論。 </p><p>　　1 水平井壓裂工程原理 </p><p>　　水平井壓裂后的裂縫狀態(tài)決定因素是水平井筒軸線方向和地表的上限主應(yīng)力方向的關(guān)系。水平井壓裂后裂縫主要模式有三種。首先是水平井筒與最大主負(fù)荷方向水平對齊，出現(xiàn)一個縱向裂口。

4、其次是水平井口金額最大負(fù)荷力方向垂直，構(gòu)成一個橫向的開口，最后是水平井筒與最大負(fù)荷力方向有一定的角度，形成扭曲裂縫。水平井壓裂的工程機理主要是壓裂過程讓滲流模式發(fā)生改變，壓裂之前的徑流流向是在井底一定高度集中，井底滲流阻力較大；壓裂后的流線垂直與于裂縫側(cè)面，滲流阻力隨之減小。高滲透的裂縫讓水平井壓裂后出現(xiàn)縱向開口更利于提高生產(chǎn)水平，對低滲透的儲層水平井壓裂后出現(xiàn)橫向開口十分改造有利。 </p><p>　　2國內(nèi)

5、壓裂技術(shù)現(xiàn)狀 </p><p>　　近年來世界上水平井?dāng)?shù)量快速增長，特別是近年油價明顯升高，導(dǎo)致低滲難動儲量的加大投入和開發(fā)，提高水平井單井產(chǎn)量就成了當(dāng)今要務(wù)。水力壓裂是提升水平井效率和提高單井產(chǎn)出的重要途徑，所以水力壓裂逐漸直井壓裂技術(shù)向水平井壓裂技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)初步形成了能夠適應(yīng)于水平井的復(fù)雜壓裂管柱與分段壓裂技術(shù)環(huán)境，并得到廣泛應(yīng)用。 </p><p>　　3水平井壓裂的設(shè)計改良

6、</p><p>　　水平井壓裂后通常形成很多裂縫，壓裂過程中由于地表應(yīng)力在水平井層面方之上的差異通常對壓裂技術(shù)是一個限制，可以導(dǎo)致的多條裂縫的出現(xiàn)，這些裂口長度和導(dǎo)流性能和方面都不同，同時在生產(chǎn)過程中每個裂縫會發(fā)生相互干擾，進一步導(dǎo)致了水平井壓裂優(yōu)化過程要面對的復(fù)雜性。當(dāng)今壓裂設(shè)計的優(yōu)化重點要考慮壓裂參數(shù)表達的經(jīng)濟效果不同的角度。重點要估計壓裂水平井的滲流程度、加壓后產(chǎn)能合理估計，裂縫條數(shù)優(yōu)化，加強裂口導(dǎo)流能力

7、、裂縫幾何尺寸改良、裂縫間距和位置以及裂縫布局合理改進等等。 </p><p>　　限流法分段壓裂工藝是一類完井壓裂技術(shù)，主要在未射孔的新井中實施。限流壓裂技術(shù)的原理是在壓裂過程中，壓裂液高速穿越射孔的孔眼流進儲層時會發(fā)生孔眼的摩阻，同時隨泵注排量的增加而上升，最終導(dǎo)致井底壓力的上升，井底負(fù)荷一旦超出所有壓裂層段的破裂壓力，也就在每個層段上壓開裂縫。假設(shè)多層多段同時壓裂，強度上的差異導(dǎo)致地面設(shè)備能力出現(xiàn)限制等問題

8、，最終指使各裂縫啟裂與延展的不均衡，裂縫尺寸也受到很大限制，嚴(yán)重的會導(dǎo)致層段不能壓開，影響增產(chǎn)效果。這種壓裂方式避免的工具下井，施工有風(fēng)險較時間短等優(yōu)點，具有的經(jīng)濟優(yōu)勢，已經(jīng)在大慶油田廣泛應(yīng)用。 </p><p>　　4 水平井壓裂工藝的進展 </p><p>　　利用水的壓力對噴射工藝可以在裸視、篩管等方式對水平井、石灰?guī)r、砂巖等不同情況下隔段施行的利用酸壓，或者加砂進行壓裂，通過這種手

9、段可以在達到目的的前期下，同時還可以保證在施工過程中的安全快捷。利用水的壓力對噴射進行分段壓裂工藝，尤其是對那些直徑較大的連續(xù)油管鏈接是大的發(fā)展趨勢。 </p><p>　　在之前的工藝手段下，是通過利用液態(tài)的膠塞和填充砂石隔離的方法，液體的膠塞密度較高，會對封閉堵塞一層有很大的影響，在完成施工后，如果采用水沖開、將管道進行鉆開后內(nèi)部存留的膠塞和砂子，這就會致使上下存儲層受到損壞。新型損壞的化學(xué)膠塞應(yīng)利用低密度制

10、成膠合劑，制成膠后其自身粘合的強度大，封閉堵塞壓層則就不用再進行填充砂石，成膠、破壞膠體的時間是可以認(rèn)為調(diào)控的，在堵壓后還可完全的破壞掉膠體并將膠體化成液體，在完成施工后并不需要再進行沖砂或鉆開膠塞等額外的工作，直接排液求產(chǎn)，對地層損壞小。 </p><p>　　雙向封閉隔離器具單向卡斷分段壓裂工藝，適用與管井相套的分段改造，可以單次性的輻射向多個層次，利用向上提高管柱位置的方法，保證對改進方向針對性強、時間周期

11、短的優(yōu)點。 </p><p>　　在雙向封閉隔離器具分段壓裂成功改進的基礎(chǔ)上，進行不動管柱的多級封閉隔離器具分段壓裂工藝的研發(fā)，不動管柱的多級封閉隔離器具類似于滑動套筒循環(huán)裝置，液壓座可將封閉隔離器具進行再次回收，并可以將每層封層相互隔開，各個的套筒內(nèi)部都會裝有外形為螺紋連接的底座，最小的底座是裝在最下面的套筒上的，而最大的低座是裝在最上部的套筒內(nèi)部的。這是可以將大小不同且低密度的球送入油管里面，之后再將球泵放到

12、相配的工具配套的底座內(nèi)部，封閉堵塞要增產(chǎn)處理的層，最后利用打開套筒就可以對下一個生產(chǎn)層次進行處理維修，最多可以同時對10個不同的層進行不動管柱的分壓處理。 </p><p><b>　　5結(jié)語 </b></p><p>　　綜上所述，可見水平井壓裂工藝在低滲，大阻力滲透，低連通性等情況下的重要意義。壓裂技術(shù)已經(jīng)成為水平井工程的重要組成部分，對提升采油率，提高油田生產(chǎn)能

13、力有主要意義，全國很多油田對水平井壓裂技術(shù)還不夠重視，施工工藝，管理水平，壓裂效果的還需要提高。總體來講要完善有關(guān)配套設(shè)備，同時加強施工管理與人員培訓(xùn)。把我水平井技術(shù)提升到更高檔次。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 胡博仲，劉恒，李林.聚合物驅(qū)采油工程[M].北京：石油工業(yè)出版社，1997. </p><

14、;p>　　[2] 王啟民，冀寶發(fā)，隋軍.大慶油田三次采油技術(shù)的實踐與認(rèn)識[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2001，20（2）：1-8. </p><p>　　[3] 姜喜慶.影響油層聚合物驅(qū)油效果的地質(zhì)因素[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，1999，18（1）：37-39. </p><p>　　[4] 廖廣志，牛金剛，邵振波.大慶油田工業(yè)化聚合物驅(qū)效果及主要做法[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2