水力喷射技术在潜山水平井的应用

水力喷射技术在潜山水平井的应用摘要：兴古潜山水平井储层存在岩性特殊，裂缝发育，高温、高压，井况复杂，压裂起裂点选择受限等问题，对压裂工具、压裂液、支撑剂、压裂工艺等都提出了较高的要求。通过在深层巨厚潜山大井段水平井试验水力喷射压裂技术，实现了一次管柱可进行多段压裂，施工周期短，不需要机械封隔，能够自动隔离，用于裸眼、套管完井，可进行定点喷射压裂，准确造缝。目前已实施3口井，取得较好的增产效果，为潜山深层水平井改造提供了经验和技术支持。

关键词：兴古潜山压裂水平井水力喷射分段

一、油藏概况

兴古潜山构造上位于辽河坳陷西部凹陷中南部兴隆台～马圈子潜山构造带上。该区储层构造复杂，岩性多样。兴古潜山太古界为具有统一压力和温度系统块状裂缝性油藏，油藏顶部埋深-2355米，目前认识含油底界-4680米，含油幅度2300多米；如何高效动用巨厚储层，是开发部署上的一道难题。

兴古潜山储层具有双重介质特征，储集空间分为孔隙型和裂隙型两大类。基质孔隙度有效储层平均4.8%。宏观裂缝多为中、高角度缝，裂缝平均孔隙度0.52%。裂缝平均渗透率161md。基质平均渗透率0.82md。

兴古潜山原油性质好，属稀油。地层原油密度为0.6442g/cm3，

粘度0.384mpa.s。天然气相对密度0.6755，甲烷含量平均83.6%，属溶解气。

二、油层改造难点

由于兴古潜山油藏的特殊性，油层改造存在以下技术难点：

1.井口施工泵压高

井底破裂压力高。井底破裂压力主要受地应力及岩性的控制。绝大多数井底破裂压力随地层深度的加深而增加。

压裂管路沿程摩阻高。对于选定的压裂液及配方系列和管柱结构, 压裂管路沿程摩阻与井段的深度成正比增加。超深井压裂施工的管路摩阻同样是普通井的2~3倍。

2.施工参数受限

由于压裂液在泵注过程中沿程摩阻受施工排量的影响极大, 提高施工排量, 沿程摩阻就会成倍增加, 所以施工排量很难提高。施工排量提不高, 必然导致水力压裂裂缝高度受到影响, 所以在低

排量压裂的条件下很难压开宽裂缝。即便压开裂缝, 因为排量低, 在施工过程中难以提高砂液比形成高导流能力的宽缝, 且很容易

造成砂堵, 导致施工失败。

3.对压裂材料性能要求高

由于兴古潜山压裂井段深、地层温度高、地层闭合压力大,,要求压裂液应具有良好的耐高温、耐剪切、低摩阻等性能；支撑剂具有高强度、高导流能力。

三、水力喷射压裂工艺技术

该技术是水力射孔和水力压裂相结合的一种新型增产工艺，此工艺由三个过程共同完成，水力喷砂射孔、水力压裂以及环空挤压。通过安装在施工管柱上的水力喷射工具，利用水击作用在地层形成一个（或多个）喷射孔道，从而在近井地带产生微裂缝，裂缝产生后环空增加一定压力使产生的微裂缝得以延伸，实现水力喷射压裂。

式中 -流速，m/s；

p-液体的局部压力，pa;

-代表液体的密度，kg/m3；

c-常量

该技术具有四个方面的优势，一是一次管柱可进行多段压裂，施工周期短，有利于降低储层伤害；二是不需要机械封隔，能够自动隔离，可用于裸眼、套管完井；三是可进行定点喷射压裂，准确造缝；四是喷射压裂可以有效降低地层破裂压力，保证高破裂压力地层的压开和压裂施工。

1.压裂液优选

结合水力喷射压裂工艺特点，考虑到水力喷射过程中的压裂液高剪切历史，尤其是在喷嘴处，压裂液流速≥180m/s，由于目前水力喷射采用的是水基胍胶压裂液体系，压裂液体系中的稠化剂一胍胶，它是一种由天然植物胶改性而成的高分子聚合物，由其配制而

成的压裂液体系是一种假塑性流体，具有剪切稀释性的特点，而且在高剪切历史中，其粘度损失有一部分是不可逆的。综合考虑交联剂官能团的特性，选用了有机硼交联剂，其主要优点是：有机硼交联剂分子与胍胶分子其交联强度较弱，在经历高剪切或者高温条件下，能够先于胍胶分子本身断链，而在恢复低剪切或低温条件后．又能够重新实现交联。

2.支撑剂优选

为了评价喷射作用对支撑剂性能影响大小，在180m/s喷砂速度条件下，选用常用支撑剂对其喷射前后的导流能力进行评价，结果表明，喷砂对支撑剂导流能力有一定的影响，但影响不大。一般一支喷枪的有6~8个孔，呈对称分布，每个孔直径为6mm，在保证强度的情况下，选用0.425~0.85mm 的支撑剂。

四、水力喷射压裂技术现场应用

兴古7-h253井是部署在兴古9块的一口鱼骨水平井, 该井于2010年5月份投产自喷16小时后停喷，之后一直处于间开状态。该井位于兴古7潜山二段中部，层位ar，井深5200.0m，水平段长1242.09 m，钻遇油层939.03 m。裸眼段3957.91~5200.00m，z1段4430.00~728.08m，z2段4578.00~4882.00m，z3段

4727.00~5027.50m。折算地层压力为42.8mpa。

针对兴古7—h253井岩性特殊，井况相对比较复杂，为1个主井眼+3个分支井眼，通井难度大，环空液体滤失增加，压裂起裂点

选择受限；水平段长,温度140℃，地层压力42.8mpa,对压裂工具、压裂液、支撑剂、压裂工艺等都提出了较高的要求。通过精心论证选取4070、5120两个点进行压裂。射孔采用瓜胶基液携100目粉砂进行水力喷砂射孔。压裂采用油管注入交联液携支撑剂、油套环空注入瓜胶基液。

2012年2月19日至2月25日压裂施工，压前通井至人工井底5200m，确保裸眼段无坍塌。压裂中严格按要求完成了设计加砂量。压后3月8日自喷生产，日产油19.5t，日产气2541m3，目前日产油13.8 t, 日产气1526 m3；累计增油847 t。该井开展的筛管和裸眼两种完井方式下的超深水平井分段、多点压裂工艺试验的成功，为深层潜山大井段水平井储层改造提供了经验和技术支持。

五、结论

1.通过研究与现场试验证明，水力喷射压裂技术适用于深层巨厚潜山低效水平井的储层改造，明显提高油井产能。

2.兴古潜山水平井压裂改造技术还需加快国产化研制，降低施工费用，为下步潜山水平井推广应用水力喷射改造技术提供条件。

参考文献

[1]万仁溥主编.采油工程手册[m].石油工业出版社，2000，361～365.

[2]张士诚，张劲.压裂开发理论与应用.北京：石油工业出版社，2003.