论水平井分段压裂的研究与探讨

论水平井分段压裂的研究与探讨

【摘要】我国开发较早的大型油田相继进入了开采的后期，含水量上升，出油量下降，开采的难度系数增加。而随着我国国民经济的发展和人们生活水平的提高，对于石油产品的需求量不断的提高，为了适应经济社会的发展，我国的低渗透油田逐渐具有了新的开采需求，尽管低渗透油田地质条件相对较差，开采难度系数较高，但是却蕴含着丰富的石油资源。而水平井技术是开发薄储层、低渗透油气藏的最佳方式，对于改善油层，提高单井产量具有重要的作用。本文主要对我国水平井分段压裂进行了研究，旨在更好的开发低渗透油田，增加石油产量，解决我国能源危机。

【关键词】低渗透油田水平井分段压裂研究石油

对低渗透油田而言，水力压裂改造是储层增产的重要手段。随着我国水平井钻井技术发展和建井成本的降低，水平井开发效益在低渗透油田越来越明显。但是随着水平段长度不断增加，水平井改造难度不断加大。在水平井段行程多条相互独立的人工裂缝改善渗流条件以提高单井产量已经得到了人们的普遍认同。

1 水平井分段压裂技术的现状

我国的低渗透油藏分布在46个油田，探明储量9.44亿吨，动用7.18亿吨，未动用2.68亿吨，采出程度12.5%，采油速度0.51%，单井日油3.3吨，到了2009年的年产油量达到了366*10000吨。到了“十二五”期间将成为油田稳产上产的重要阵地。为了提高低渗透、特地渗透油藏储量动用程度和采收率，利用水平井分段压裂在水平井段形成多条相互独立的人工裂缝以改善渗流的条件，提高单井产能。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和井下分隔工具等方面取得了一定的发展，但是总体来说不配套、不完善，尤其是水平井分段压裂搞糟工艺技术和井下分隔工具方面和实际生

产需要之间还存在较大的差距，有待进一步加大投入人力、物力攻关研究。

2 水平井压裂造缝机理2.1 水平井压裂遭逢机理

水平井亚裂缝分为横向缝、轴向缝、水平缝，不同裂缝的形成主要是取决于储层所受的应力状态。

横向缝：如果井筒和最下水平主力应力的方向，此方向为沿着最小水平渗透率方向，是平行关系的情况下就产生了横向缝。如图1所示。图1？横向缝

轴向缝：如果水平井筒和最下水平井应力的方向，此方向为沿着最大水平渗透率方向，是垂直关系的情况下就产生了轴向缝，如图2所示。图3？斜交裂缝

2.2 我国水平分段压裂推荐裂缝参数

我国分段裂缝配置的优化主要内容：裂缝条数、裂缝间距、裂缝规模及其裂缝参数。我国水平井分段压裂裂缝优化配置推荐参数如下：

（1）井身轨迹沿着最小主应力方向。

（2）水平段长段不小于300米到500米，如果在允许的情况要尽可能的长。

（3）压裂分段数不小于3段到5段，对于井段较长的，可以采用分段压裂分布投产。

（4）压裂裂缝长度要小于50米。

（5）裂缝导流能力要在0.5-1.0u㎡·m

（6）建议相应加砂规模：每条裂缝不小于1m3/m产层（对于厚度10m的产层，压裂5段缝，应不小于50m3支撑剂）。3 水平井分段压裂的研究与探讨

我国对于薄储层、低渗透、稠油油气藏以及小储量的边际油气藏等，水平井是目前最好的开发方式。由于受到了低渗透储层地质条件的限制，低渗透储层水平井只能通过压裂改造，才能取得良好的增长效果，所以对于水平井分段压裂改造技术的研究是及其重要的。

3.1 裂缝数目的优化

水平井的开发效益受到水平井裂缝数目的影响。针对我国低渗透、低压的地质特征，在油藏评价和压后产量预测的基础上，建立了裂缝数目优化的模型，为水平井优化的增产潜力。提高最终采收率，累积产量和时间以及裂缝数目的关系。对于水泥固井、设孔完井、水平段长度在300米左右的水平井，最佳裂缝数目是4条到5条。按照我国水平井井身结构、地址特点和水平井井组注采对应关系，避免缝间干扰和避开水线推进方向的原则，优化缝间距为50米到80米。

3.2 水平井筒支撑剂沉降规律和填砂冲砂实验

随着我国水平井压裂工艺技术应用的不断增多，其相关知识基础理论研究也在不断的完善。为了能够更好的解释水平井筒支撑剂的沉降规律，确保施工安全，顺利的进行，对于0.5毫米到0.8毫米石英砂在不同介质的临界沉降速度进行测定，可以看出影响支撑剂沉降的因素主要有：管径、砂比、流体粘度。0.5毫米到0.8毫米石英砂在胍胶交联液中的30%砂比时临界沉降速度为1.46m/s，这样可以计算出最低泵注排量为1.1立方米/min。

3.3 施工参数优选

施工参数主要是指施工顺序进行和取得好的增产效果的保证，因此施工参数的选择也是要根据油层的特点和裂缝的几个尺寸确定的。对于三叠系低渗储层水平井，井压裂优化设计：分段压裂平均砂比是30%--40%，末期砂比可以达到50%以上。

对于水平井压裂施工排量的选择不同于直井，选择的时既要保证裂缝几何尺寸的要求，也要保证水平井筒不沉砂、不砂堵，施工排量为2.0到3.0立方米/min。水平井压裂裂缝长度和压裂的规模设计要综合考虑油层物性以及注水井位置，尽可能的利用水平井的特点和单井控制储量，所以一般水平井设计缝长为100米到120米。

4 结束语

综上所述，本文简要的对我国水平井分段压裂技术的进行了简要的分析。由于我国经济的发展和社会的进步，各行各业的发展都需要石油产品的支撑，因此，应加大对我国低渗透、超低渗透油田的开发，目前在对我国低渗透、超低渗透油田的开发中，水平井分段压裂技术是主要的开发方式，也是增加单井产量的良好手段，所以加快我国水平井分段压裂技术的各项技术攻关，提高水平井使用的可靠性，实现我国石油产量的增加，缓解我国石油能源危机。

参考文献

[1] 郑莎莎.水平井分段压裂新进展[j].中国石油石化，2010年第10期

[2] 韩烈祥.水平井分段压裂技术将给我们带来什么[j].钻采工艺，2010年第05期