水平井压裂工艺技术现状及展望

科学管理

238 2023年第6期

石油资源的开采需要压裂工艺技术的支持。近几年，我国科技发展水平明显提高，国内相关人士针对于压裂工艺技术的研究从未停止，在原有压裂工艺技术的基础上研究出了多种新型压裂工艺，不仅提高了油田的生产效率以及生产质量，还推动了油田开采及生产行业的发展，提高了油田企业的经济效益。 1 压裂工艺技术应用要点油田的生产过程存在诸多风险，为保证生产的安全性以及提高油田的生产效率，压裂工艺技术以及新型压裂工艺的应用必不可少，技术人员若想充分发挥技术及工艺作用，需要掌握一定的应用要点。需要在应用压裂工艺技术之前做好风险分析工作，重在考察与分析相关技术人员的技术操作能力以及实战水平等[1]。除此之外，压裂工艺技术的应用易受环境因素的影响。常规情况下，油田生产环境的复杂性可能会增加裂缝中应力的抑制难度，如若生产过程中出现技术操作违规行为，则容易导致管线泄漏，引发安全事故。2 国内压裂工艺技术发展现状2.1 普通压裂技术普通压裂技术就是通过不压井以及不放喷井口装置的方式，可以将压裂管柱及其相关配套器具下入至井内预定位置，以此完成不放喷操作。当第一层压完时，技术人员可以将不同直径的钢球通过井口球阀或者是投球器等投入油井中，随后使用滑套将喷砂器内部的水眼堵死，便于后期的压裂操作[2]。待最后一层替挤完成后，活动管柱并放置堵塞器，以此完成油管的起出操作。该技术适用的地质条件：其地质剖面需要具有一定厚度的泥岩隔层，且高压下无层间窜通问题。该技术的应用优点如下：其一，可以完整不压井或不放喷操作，能够有效避免油层污染的同时，可以提高压裂的增产效率；其二，可以在不移动管柱的情况下，实现连续压多层的目标，既有助于减少作业量，又有助于施工效率的提高，且可以有效降低压裂施工的成本投入；其三，普通压裂技术可以与其他压裂技术配套使用，且能够适应不同含水期的挖潜改造要求。与此同时，该技术应用工艺操作简单，成功率较高的同时，经济效益也高。2.2 多裂缝压裂技术多裂缝压裂技术就是在压裂层段内部，需要优先压开吸液能力较大的层，随后使用高强度暂堵剂将先压开层的炮眼堵住，等待泵压上升，在泵压上升后再压开第二层，随后依次是三层等，以此可以形成多个裂缝，有助于高层段导流能力的提升。该技术主要适用的地质条件有三种：其一，适用于夹层厚度不大于2m，且层段内存在已经发育的多层低水量或不含水量的薄油层；其二，适用于经测试以及相关资料证实，高含水井中存在低含水或不含水层段；其三，适用于压裂井层与注水井相连通的油层环境；其四，适用于高含水层段内存在低含水或不含水的油层[3]。2.3 限流法压裂技术限流法压裂技术，其应用原理介绍如下：首先是严格控制炮眼的数量与直径，施工过程中增加注入排量，并利用压裂液流通过孔眼时所产生的炮眼摩阻提高井底压力，完成压裂液分流操作，以此可以完成破裂压力地层的压开任务，进而可以进一步实现加砂一次便可以同时处理多个层的目标。此外，在该技术应用的过程中，其布孔方案的编制需要遵循一定原则。其一，保证性原则。保证炮眼摩阻值充足，并在充分利用相关设备提高排量的同时，在不突破套管所承受最高压力的情况下，应尽可能将破裂压力较高的目的层压开。其二，控强原则。针对于平面上容易水窜或者是存在积水的目的层，需要严格控制强度压裂工艺技术及新型压裂工艺的发展胡光明中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司 陕西 西安 710016摘要：首先介绍了压裂工艺技术的应用要点，随后对国内压裂工艺技术的发展现状进行了分析，最后对新型压裂工艺发展的探讨。为了能够在保证安全的情况下提高石油的开采效率，增加石油的开采量，压裂工艺技术的应用必不可少。通过对新工艺的研究，提升压裂工艺技术的应用效果，有助于增加石油开采量。关键词：压裂工艺技术 新型压裂工艺 工艺发展

水平井分段压裂技术的研究与应用

摘要：腰英台油田属于低渗透油田类型，直井压裂后开采有”三快三低”特征，即三快包括产量下降速度快，含水上升速度快，自然递减速度快；三低包括开采程度低，开采速度低，开采产能低。围绕低渗透油田开发技术问题，腰英台油田试验水平井分段压裂改造低渗透储层的应用研究，其中主要包括滑套式封隔器分段压裂的应用研究，水力喷射分段压裂的应用研究，腰英台油田现场试验3口井，压裂改造后单井产量最高达到相邻直井的4.5倍，积累了大量的现场经验，为在低渗透油藏大规模应用水平井创造了条件。

关键词：低渗透油田 水平井 压裂改造 分段压裂

一、水平井分段压裂发展历程及技术现状[1]

国内从1994年开展了水平井的压裂改造试验研究，国内各油田（大庆油田、胜利油田、吉林油田等）已对多口水平井进行了压裂改造的试验，制约水平井分段压裂的关键技术初步得到突破，分段压裂优化设计、分段压裂工具上基本配套完善，保证了水平井压裂技术在低渗透油气藏的应用[2]。目前国内水平井分段压裂施工工艺有三种：水力喷射分段压裂技术、双封单卡分段压裂技术、滑套式封隔器分段压裂技术。

二、水力喷射分段压裂技术的应用

1.水力喷射分段压裂机理

1998年，surjaatmadja提出水力喷射压裂方法，并应用于水平井压裂。水力喷射分段压裂 （hjf） 是集射孔、压裂、隔离一体

化的增产措施，专用喷射工具产生高速流体穿透套管、岩石，形成孔眼，孔眼底部流体压力增高，超破裂压力起裂，造出单一裂缝（如图1）。

1—引鞋；2—多孔管；3—单流阀；4—扶正器；5—喷枪：6—安全接头；7—套管。

2.水力喷射分段压裂—yb1p1的应用

2011年9月18日施工，对yb1p1井2320.8～2781.0m水平段分四段进行压裂改造，施工总时间7.97小时，累入地层液量1206.4m3，累入地层砂量111.1m3，最高砂比22.3%，平均砂比19.45%，排量2.4～2.5m3/min，破裂压力最高68.1mpa，最低21mpa，工作泵压50～66.8mpa。yb1p1井2007年4月9日常规射孔后投产，一直低液低含水（日液1.9t/d，日油0.86t/d）。2011年9月对yb1p1实施压裂改造后，峰值产油5.25t/d，目前日油3.0t/d，是相邻直井目前产量的3.5倍左右，取得很好开发及经济效果。

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水平井分段压裂工艺技术与应用

作者：王昊

来源：《中国科技博览》2014年第06期

摘 要：水平井目前已成为提高油田勘探开发综合效益的重要途径，其技术已在油田得到了广泛的应用。对于钻遇在低渗透油气藏的水平井和产量达不到经济开发要求的其他水平井，必然要面临增产改造的问题。水平井水平段压裂与直井压裂改造的工作重点有所不同，为此，

就国内外化学隔离分段压裂、机械封隔分段压裂、限流分段压裂、水力喷射分段压裂等水平井分段压裂改造工艺技术进行了论述，展望了水平井分段压裂改造技术的发展趋势，以期为国内水平井分段压裂改造技术攻关方向提供参考。

主题词：水平井；压裂；隔离；水力喷射；封隔器；发展趋势

中图分类号：R472.6

前 言

国内外于20世纪80年代开始研究水平井的压裂增产改造技术，在水力裂缝的起裂、延伸，水平井压后产量预测，水力裂缝条数和裂缝几何尺寸的优化，分段压裂施工工艺技术与井下分隔工具等方面取得了一定进展，但总体来讲不配套、不完善，特别是水平井分段压裂改造工艺技术和井下分隔工具方面与实际生产需求还存在较大的差距，有待进一步加大投入人力、物力攻关研究。

1 水平井压裂水力裂缝形态与优化的水力裂缝条数

水力裂缝方位垂直最小主地应力方位，因此，依据水平井井筒方向与最小主地应力方位的关系，水平井压后水力裂缝形态一般有横向裂缝、纵向裂缝和复杂裂缝三种类型。对于一口水平井，水力压裂后将形成哪一种形态的水力裂缝，取决于地应力状态与水平井井筒方位的相互关系，如果井筒平行最小主应力方向，则产生与井筒相垂直的横向裂缝，如果井筒与最小主应力方向垂直，则产生与沿井筒方向延伸的纵向裂缝。研究表明，水平井压后各条裂缝的流态为线性流和径向流并存的复杂流态，在生产一定时间后，水平井中多条裂缝会相互干扰，影响各裂缝的产量。因此，水平井中裂缝条数的优化非常重要，它不仅影响水平井的产能，同时也影响压裂施工的安全性和最终经济效益。研究认为，对于垂向渗透率小于或等于水平渗透率的储层，优化的横向裂缝条数为3～5条。但水平井究竟需要多少条裂缝与之匹配，须依据实际的储层状况进行优化。

第31卷 第6期2009年12月石 油 钻 采 工 艺OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGYVol. 31 No. 6Dec. 2009

文章编号：1000 – 7393（ 2009 ） 06 – 0004 – 05

胜利油田水平井完井技术现状及研究展望

赵金洲1 赵金海2 杨海波2 魏新芳2

（1.胜利石油管理局，山东东营　257000；2.胜利油田钻井工艺研究院，山东东营　257017）

摘要：随着水平井在油田开发中应用越来越多，水平井完井技术也成为国内外研究的热点。胜利油田根据自身特点，先后开展了滤饼酸洗工艺、筛管分段技术、水平井砾石充填防砂技术、水平井提高固井质量和安全下入的工具技术、分支水平井完井技术、实体膨胀管和膨胀防砂筛管完井技术等方面的研究，形成了较为完善的水平井完井技术体系，为油田的持续生产奠定了坚实基础。

关键词：胜利油田；水平井完井；滤饼酸洗技术；分支水平井完井；膨胀管完井

中图分类号：TE243 文献标识码：A

Research status and prospect of horizontal well completion technology in Shengli Oilfield

ZHAO Jinzhou1, ZHAO Jinhai2, YANG Haibo2, WEI Xinfang2

（1. Shengli Petroleum Administration Bureau, Dongying 257000, China; 2. Drilling Technology Research Institute, SINOPEC Shengli Oilfield, Dongying 257017, China）

Abstract: Horizontal wells are applied widely in oilfield development. Completion technology of horizontal wells is becoming