水力噴射壓裂技術(shù)推廣與應用

1、水力噴射壓裂技術(shù)推廣與應用    隨著油田開發(fā)時間增長，井下技術(shù)狀況惡化，現(xiàn)有幾種常規(guī)壓裂方式已經(jīng)不能完全滿足油田壓裂增產(chǎn)的任務，并且現(xiàn)階段水平井（特別是長裸眼水平井）的壓裂工藝欠缺，對老油田改造增產(chǎn)任務產(chǎn)生較大的制約。在這種情況下，2010年，采油四廠積極同中國石油大學以及各相關(guān)科研單位結(jié)合，引進水力噴砂射孔壓裂技術(shù)并在油田推廣應用。水力噴射壓裂是集射孔、壓裂、隔離一體化的增產(chǎn)措施，經(jīng)過專用噴射工具產(chǎn)生高速流體穿透套管、巖石，形成孔眼，孔眼底部流體壓力增高，超破裂壓力起裂，造出單一裂縫。該技術(shù)具有一次管柱可連續(xù)進行多段壓裂，不需機械設(shè)備即可起封隔作用，

2、施工程序簡單、施工周期短、造縫位置準確、作業(yè)成本低等特點，在低滲透、水平井、老油田改造和分層作業(yè)方面具有極強的適用性。2010年成功將水力噴射壓裂技術(shù)應用于兩口水平井W88-P1、W138-P1新投壓裂，解決套變問題井壓裂2口W43-9、W269-13，應用于4寸套小套管完井壓裂1口W33-419H ,解決套損井無法卡封分層壓裂應用1口井W33-177，解決固井質(zhì)量差井壓裂問題1口W72-426，成功解決特殊井壓裂問題并取得良好增產(chǎn)效果及社會經(jīng)濟效益。1.     研究（推廣）內(nèi)容水力噴射壓裂工藝是集射孔、壓裂、隔離一體化的新型增產(chǎn)改造技術(shù)，適用于低滲透

3、油藏直井、水平井的增產(chǎn)改造，是低滲透油藏壓裂增產(chǎn)的一種有效方法。根據(jù)伯努利（Bernoulli）方程原理，將壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽埽淞髟鰤号c環(huán)空壓力疊加超過破裂壓力并維持裂縫延伸。采用一種特殊的噴射/壓裂工具，通過兩個步驟將地層裂縫打開。在2010年全年的現(xiàn)場應用過程中，針對水力噴射壓裂的特點和要求，在射孔砂、支撐劑的粒徑、砂比以及壓裂液、施工流程、井下噴射工具等方面進行了深入研究，不斷改進和完善，并應用于現(xiàn)場施工?，F(xiàn)階段采油四廠水力噴砂射孔壓裂技術(shù)主要應用于以下幾個方面：1.1 成功應用于水平井壓裂。現(xiàn)階段水平井壓裂無有效的分層壓裂工藝，常規(guī)工藝填砂卡封均無法實現(xiàn)，同時水力噴射壓裂可以利用噴射射孔

4、技術(shù)對生產(chǎn)層進行射孔，既節(jié)約了射孔成本，節(jié)約了生產(chǎn)周期，同時還可以利用該趟管柱對生產(chǎn)層進行有效的壓裂改造，提高生產(chǎn)能力。1.2 成功解決井況問題導致無法卡封分層壓裂井壓裂問題。隨著時間推移，油井套管及井下狀況復雜，老井套管縮徑、錯斷現(xiàn)象頻繁，這種情況下，封隔器無法安全送到井下，卡封分層壓裂工藝無法實施，水力噴射壓裂可以很好的解決這種問題，利用自身的水力封隔分段機理，可以克服井況問題，完成分層壓裂工藝要求。1.3 應用于寸套小套管井。目前部分井下掛寸小套管完井，對下井工具外徑限制較大，導致分層壓裂無有效壓裂工藝。水力噴射壓裂工藝噴槍外徑小，無套管尺寸限制，可對小套管完井及側(cè)鉆井進行分層壓裂。1.

5、4 解決管外竄井分層壓裂問題。油井套管管外竄無法在井筒內(nèi)實現(xiàn)分層壓裂，因此可利用水力噴射壓裂本身水力封隔分段機理實現(xiàn)分層目的。1.     技術(shù)創(chuàng)新內(nèi)容水力噴射壓裂工藝是一種新的創(chuàng)新工藝，較常規(guī)壓裂在多方面創(chuàng)新具備常規(guī)壓裂無法比擬的優(yōu)勢：2.1水力噴射壓裂工藝是一項集水力噴砂射孔和水力壓裂于一體的新型儲層改造技術(shù)。該技術(shù)利用動態(tài)分流自動封隔 ,不需要任何機械密封裝置。2.2施工過程中應用噴射壓裂能夠有效降低井底地層破裂壓力,可在任何位置準確造縫 ,而且不同位置可以采用不同壓裂方案。2.3管柱組合簡單，噴射工具外徑可根據(jù)不同要求定制，受井筒通徑限制小，可解

6、決套變、套損等復雜井況井壓裂問題。2.4一次管柱可連續(xù)進行多段壓裂 ,施工程序簡單、周期短、作業(yè)成本低。2.5水力噴射壓裂技術(shù)具有巨大的潛力，并且在今后的不斷應用中可不斷改進以完善該工藝技術(shù)以解決當前存在部分問題并且適應文南油田的開發(fā)現(xiàn)狀：2.5.1對滑套進行改進設(shè)計，可實現(xiàn)不動管柱水力噴射逐層壓裂技術(shù)，不但實現(xiàn)了射孔、壓裂、生產(chǎn)聯(lián)作,還為合層開采提供了條件。2.5.2改進噴嘴材料增加噴嘴壽命可試驗一趟管柱動管柱多層水力噴射壓裂；四川油田GA-002-H9水平井成功應用與不壓井裝備配合，拖動普通油管逐層壓裂。2.5.3 與壓前酸處理結(jié)合，在噴嘴可適應條件下實施動管柱分段噴射酸化的工藝。1. &

7、#160;   取得的技術(shù)、經(jīng)濟、社會效益2010年全年，采油四廠共實施水力噴射壓裂9井次，占全年壓裂總井次的14.6%，累計增油量2207噸，累計有效期948天，平均單井有效期105.3天，平均單井日增油量2.328噸?？傆嬐度雺毫奄M用699.9萬元，壓裂增油效益2207.6噸，增氣138.5759萬方，總計取得經(jīng)濟效益870.1418萬元，投入產(chǎn)出比：1：1.24。1.     認識與建議4.1水力噴射壓裂存在一定的局限性4.1.1工藝對套管傷害情況仍在摸索中因水力噴射過程中噴槍未錨定，故在壓裂過程中，易對套管造成傷害，

8、包括管柱震動傷害以及噴砂傷害，現(xiàn)今該方面處在探索階段，目前已在W33-177井上進行壓前多臂井徑測井和壓后電子探傷監(jiān)測，通過對比進一步分析水力噴射對套管傷害的類型及傷害程度。2011年應加強壓后套管傷害、裂縫監(jiān)測方面的工作，指導壓裂措施運行。4.1.2噴嘴的耐壓及使用壽命有待加強水力噴射壓裂裝置壽命短，特別是噴射工具磨損嚴重，噴射返流會對噴射工具表面造成損傷。優(yōu)化設(shè)計新型噴射工具，選擇合適材料，有效延長噴射工具壽命十分關(guān)鍵。從2010年現(xiàn)場應用的六口井看，加砂壓力較高，平均壓力高于65Mpa，施工時間都在兩小時以上，地層出水、反洗井或作業(yè)不當均有可能造成噴嘴脫落，因此，有待于研究適合高壓地層的

9、噴射工具及研究更換噴嘴二次利用噴槍技術(shù)。4.1.3對套管要求較高由試驗及現(xiàn)場應用發(fā)現(xiàn)套管補液壓力在40-60Mpa之間，套壓較高，對油井套管具有較高要求，因此水力噴射壓裂前需對套管進行處理并試壓合格后方可實施該工藝。4.2繼續(xù)加大水力噴射工藝推廣應用力度4.2.1 水力噴射壓裂技術(shù)的成功應用解決了水平井壓裂的工藝欠缺問題，并且對于特殊境況無法實施卡封壓裂的井提供了有效的解決方法，具有重要的前景及意義。4.2.2 精細分析綜合評價選井采取水力噴射壓裂水力噴射壓裂對于解決井況問題、水平井壓裂、小直徑套管等原因無法常規(guī)壓裂提供有效的技術(shù)手段，但是該技術(shù)不適用于層間跨度較大的井，同時壓裂費用也相對較高，平均單井費用75.4萬元。4.2.3 在下步長期的生產(chǎn)實踐中，水力噴射壓裂技術(shù)可以得到進一步的完善與進步，針對水力噴射壓裂機理研究缺乏的現(xiàn)狀采用理論分析、數(shù)值模擬、室內(nèi)試驗和現(xiàn)場試驗多種手段，深入研究水力噴射孔眼