水平井分段压裂酸化工艺技术现状及研究进展
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４ ８
西部 探矿 工程
２ １ 年第 １ ０２ ０期
水 平 井 分 段 压 裂 酸 化 工 艺 技 术 现 状 及 研 究 进 展
沈云波 ， 何 柳 沈莉波。 ，
（．长庆油田分公司第一采％ｙ ， １ － 陕西 榆林 ７８０ ； ．中国石油西南油气田 １５０ ２ 分公司勘探事业部 ， 四川 成都 ６００ ； １００ ３长庆 油 田公 司第一采 油厂 ， ． 陕西 延安 ７６０） １００ 摘 要： 水平井技术是低渗透薄储层、 稠油油气藏以及 小储 量的边际油气藏等开发 的最佳技术 ， 而水 平 井分段 压 裂酸化 改造技 术 又是 产 量不 达标的 水平 井必 须进 行 的增产措 施 改造 关键 技 术 。水平 井水 平段压裂与直井压裂改造的工作重点有所不同。因此， 针对 国内外的小直径封 隔器分段酸化工艺技 术 、 学 隔离技 术 、 力喷 射技 术 、 械 隔 离技 术 和 Ｓ ｒ ｉｒｃ工 艺技 术 等 几种 水 平 井压 裂 酸化 改 造 化 水 机 ｕ ｇＦ ａ
＊ 收 稿 日期 ：０ ２０ —１ 修 回 日期 ：０ ２０ —６ ２ １—２０ ２ １ —２１
第一作者简介 ： 沈云波 （９ ２） 男（ １８ 一 ， 汉族 ）陕西西安人 ， ， 助理工程师 ， 现从事油气藏工程管理工作 。
个泵） 。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 ， 缝产 生后 环空 增加 一定 压 力使 产 裂 生 的微 裂缝 得 以延伸 ， 实现 水力 喷射 压裂 。 该 技术 基于 伯努力 方 程ｌ ： ４ ］
国内外油气 田的水平 井开发 技术 的实 践证 明 ： 于 对
投球 ５段处 理 。
１ ２ 化学 隔离 技术 ． 国内外 在 ２ Ｏ世纪 ９ 年 代初 采用该 技术 ， ０ 主要 用 于
低渗透薄储层 、 稠油油气藏 以及小储量 的边 际油气 藏 等， 水平 井开发 技术 是最佳 的开 发技 术［ 。 由于水 平 井 １ ］ 具 有卸油 面 积大 、 井产 量高 、 单 穿透 度大 、 量 动用程 度 储 高 、 以避开 障碍 物 和 环境 恶 劣 地 带等 优 点 ［ ， 平 井 可 ２水 ］ 开发技术得到了广泛使用。其 中对于低渗透油气藏和 产量达 不到 要求 的水平 井 ， 须进行 增产 措施 改造 。这 必 也使得 水平 井压裂 酸化 改 造技 术 得 到 了大 力 发 展 。因 此 ， 国 内外 水平 井压 裂改造 的几 种工艺 技术 进行 了论 对 述 ， 国 内水 平井 压裂 酸化 改造技术 的研究具 有重要 的 对
１ ３ 水 力 喷射技 术 ． 水 力喷 射压裂 工艺 技 术 是 近 年石 油 工 程 领域 的新
国内小直径 封 隔器 分段 酸 化 工 艺在 大 庆 油 田获 得 应用 。该 工艺 技 术 的管 柱 主要 由安 全 接 头 、 套 开 关 滑 器、 扶正器 、 喷砂 器 、 ４ — ９ Ｋ３４ ８封 隔器 、 密 度 球 等 组 低
胶塞， 合层 排 液求产 。液体 胶塞 和填砂 分 隔分段 压裂 方
法施工安全性高， 但所使用 的液体胶塞浓度高 ， 对所隔 离 的层段 伤 害 大 ， 时压 后 排 液 之 前 要 冲 开胶 塞 和 砂 同 子， 冲砂 过程 中对上 下 储层 均 会 造 成 伤 害 ， 而且 施 工 工 序繁杂 ， 作业周期长 ， 使得综合成本 高， 因此 ， 该技术方 法 ２ 世纪 ９ 年代初发展起来后 没有得到进一步发展 Ｏ Ｏ 与推广应 用 。
成。
技术 ， 它将水 力 喷砂 射 孔 和水 力 压 裂 工 艺合 为 一 体 ， 且 自身 具有独 特 的定 位性 ， 能够 快速 准确 地进行 多层 压裂 而不 用机械 封 隔装 置 ＿ 。该 技 术 在 国外 水 平 井 已应 用 ３ ］ 于几百 口井 ， 在一 些低 压 、 产 、 渗 、 低 低 多薄 互 层 的 油气 层压 裂改造 中取 得 了较 好 的效果 。 （） 力喷 射压裂 技 术 原理 ： 力 喷射 压 裂 技术 是 １水 水 结合 了水力 射孔 和水 力 压 裂 的新 型 增 产 工 艺 。该 工艺 由 ３个过 程共 同完成 ： 水力 喷砂 射孔 、 力 压裂 （ 水 通过普 通油 管或 钻杆 或连续 油 管 ） 以及环 空 挤 压 （ 过 另 外 一 通
对水 平段 长 度 大 于 ２０ 且 水 平 段 油层 渗 透 率非 ０ｍ 均 质性严 重 的水平井 进行 酸化 ， 可采 用小直 径封 隔器分 段 酸化工 艺技 术 。当 管柱 下 到 预定 位 置 ， 注 酸 液 ， 挤 执
行“ 注入一暂堵一注入” 工序 ， 然后投球 憋压打滑套， 滑 套 销钉剪 断后 ， 和球座 形成 密封 ， 堵下 部层 段 ， 球 封 打开 上部层段 ， 即可依 次对上 部其它层段进 行分段酸化处 理 。当全 部 酸液挤 注 完毕 后 ， 球 打 开 滑套 开 关 器 ， 投 工 艺 管柱 为酸 化 、 酸一 体 化管 柱 ， 趟 管 柱 可实 现 ４级 排 一
技 术进行 了论 述 。对 国 内水 平 井压 裂 酸化 改造技 术 的研 究具有 重要 的参考 意义 。 关 键词 ： 水平 井 ； 段 ； 裂酸 化 ； 究进展 ； 力喷射 分 压 研 水
中 图分 类号 ： Ｅ 文献标 识码 ： 文章编 号 ：０ ４ ５ １ （ ０ ２ １ 一Ｏ ４ —０ Ｔ ２ Ａ １０－ ７６ ２１ ）０ ０８ ３
参考 意义 。 １ 水 平 井分段压 裂 酸化 改造工 艺技 术 １ １ 小直 径封 隔器分 段酸 化工 艺技 术 ．
套管井。其基本做法是 ： ①射开第一段 ， 油管压裂； ②用 液体 胶塞 和砂子 隔离 已压裂 井 段 ； ③射 开 第 二 段 ， 通过 油 管压裂该 段 ， 再用 液体 胶 塞 和砂 子 隔离 ； 采 用 这 种 ④ 办法， 依次压开所需改造 的井段； ⑤施工结束后 冲砂冲
西部 探矿 工程
２ １ 年第 １ ０２ ０期
水 平 井 分 段 压 裂 酸 化 工 艺 技 术 现 状 及 研 究 进 展
沈云波 ， 何 柳 沈莉波。 ，
（．长庆油田分公司第一采％ｙ ， １ － 陕西 榆林 ７８０ ； ．中国石油西南油气田 １５０ ２ 分公司勘探事业部 ， 四川 成都 ６００ ； １００ ３长庆 油 田公 司第一采 油厂 ， ． 陕西 延安 ７６０） １００ 摘 要： 水平井技术是低渗透薄储层、 稠油油气藏以及 小储 量的边际油气藏等开发 的最佳技术 ， 而水 平 井分段 压 裂酸化 改造技 术 又是 产 量不 达标的 水平 井必 须进 行 的增产措 施 改造 关键 技 术 。水平 井水 平段压裂与直井压裂改造的工作重点有所不同。因此， 针对 国内外的小直径封 隔器分段酸化工艺技 术 、 学 隔离技 术 、 力喷 射技 术 、 械 隔 离技 术 和 Ｓ ｒ ｉｒｃ工 艺技 术 等 几种 水 平 井压 裂 酸化 改 造 化 水 机 ｕ ｇＦ ａ
＊ 收 稿 日期 ：０ ２０ —１ 修 回 日期 ：０ ２０ —６ ２ １—２０ ２ １ —２１
第一作者简介 ： 沈云波 （９ ２） 男（ １８ 一 ， 汉族 ）陕西西安人 ， ， 助理工程师 ， 现从事油气藏工程管理工作 。
个泵） 。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 ， 缝产 生后 环空 增加 一定 压 力使 产 裂 生 的微 裂缝 得 以延伸 ， 实现 水力 喷射 压裂 。 该 技术 基于 伯努力 方 程ｌ ： ４ ］
国内外油气 田的水平 井开发 技术 的实 践证 明 ： 于 对
投球 ５段处 理 。
１ ２ 化学 隔离 技术 ． 国内外 在 ２ Ｏ世纪 ９ 年 代初 采用该 技术 ， ０ 主要 用 于
低渗透薄储层 、 稠油油气藏 以及小储量 的边 际油气 藏 等， 水平 井开发 技术 是最佳 的开 发技 术［ 。 由于水 平 井 １ ］ 具 有卸油 面 积大 、 井产 量高 、 单 穿透 度大 、 量 动用程 度 储 高 、 以避开 障碍 物 和 环境 恶 劣 地 带等 优 点 ［ ， 平 井 可 ２水 ］ 开发技术得到了广泛使用。其 中对于低渗透油气藏和 产量达 不到 要求 的水平 井 ， 须进行 增产 措施 改造 。这 必 也使得 水平 井压裂 酸化 改 造技 术 得 到 了大 力 发 展 。因 此 ， 国 内外 水平 井压 裂改造 的几 种工艺 技术 进行 了论 对 述 ， 国 内水 平井 压裂 酸化 改造技术 的研究具 有重要 的 对
１ ３ 水 力 喷射技 术 ． 水 力喷 射压裂 工艺 技 术 是 近 年石 油 工 程 领域 的新
国内小直径 封 隔器 分段 酸 化 工 艺在 大 庆 油 田获 得 应用 。该 工艺 技 术 的管 柱 主要 由安 全 接 头 、 套 开 关 滑 器、 扶正器 、 喷砂 器 、 ４ — ９ Ｋ３４ ８封 隔器 、 密 度 球 等 组 低
胶塞， 合层 排 液求产 。液体 胶塞 和填砂 分 隔分段 压裂 方
法施工安全性高， 但所使用 的液体胶塞浓度高 ， 对所隔 离 的层段 伤 害 大 ， 时压 后 排 液 之 前 要 冲 开胶 塞 和 砂 同 子， 冲砂 过程 中对上 下 储层 均 会 造 成 伤 害 ， 而且 施 工 工 序繁杂 ， 作业周期长 ， 使得综合成本 高， 因此 ， 该技术方 法 ２ 世纪 ９ 年代初发展起来后 没有得到进一步发展 Ｏ Ｏ 与推广应 用 。
成。
技术 ， 它将水 力 喷砂 射 孔 和水 力 压 裂 工 艺合 为 一 体 ， 且 自身 具有独 特 的定 位性 ， 能够 快速 准确 地进行 多层 压裂 而不 用机械 封 隔装 置 ＿ 。该 技 术 在 国外 水 平 井 已应 用 ３ ］ 于几百 口井 ， 在一 些低 压 、 产 、 渗 、 低 低 多薄 互 层 的 油气 层压 裂改造 中取 得 了较 好 的效果 。 （） 力喷 射压裂 技 术 原理 ： 力 喷射 压 裂 技术 是 １水 水 结合 了水力 射孔 和水 力 压 裂 的新 型 增 产 工 艺 。该 工艺 由 ３个过 程共 同完成 ： 水力 喷砂 射孔 、 力 压裂 （ 水 通过普 通油 管或 钻杆 或连续 油 管 ） 以及环 空 挤 压 （ 过 另 外 一 通
对水 平段 长 度 大 于 ２０ 且 水 平 段 油层 渗 透 率非 ０ｍ 均 质性严 重 的水平井 进行 酸化 ， 可采 用小直 径封 隔器分 段 酸化工 艺技 术 。当 管柱 下 到 预定 位 置 ， 注 酸 液 ， 挤 执
行“ 注入一暂堵一注入” 工序 ， 然后投球 憋压打滑套， 滑 套 销钉剪 断后 ， 和球座 形成 密封 ， 堵下 部层 段 ， 球 封 打开 上部层段 ， 即可依 次对上 部其它层段进 行分段酸化处 理 。当全 部 酸液挤 注 完毕 后 ， 球 打 开 滑套 开 关 器 ， 投 工 艺 管柱 为酸 化 、 酸一 体 化管 柱 ， 趟 管 柱 可实 现 ４级 排 一
技 术进行 了论 述 。对 国 内水 平 井压 裂 酸化 改造技 术 的研 究具有 重要 的参考 意义 。 关 键词 ： 水平 井 ； 段 ； 裂酸 化 ； 究进展 ； 力喷射 分 压 研 水
中 图分 类号 ： Ｅ 文献标 识码 ： 文章编 号 ：０ ４ ５ １ （ ０ ２ １ 一Ｏ ４ —０ Ｔ ２ Ａ １０－ ７６ ２１ ）０ ０８ ３
参考 意义 。 １ 水 平 井分段压 裂 酸化 改造工 艺技 术 １ １ 小直 径封 隔器分 段酸 化工 艺技 术 ．
套管井。其基本做法是 ： ①射开第一段 ， 油管压裂； ②用 液体 胶塞 和砂子 隔离 已压裂 井 段 ； ③射 开 第 二 段 ， 通过 油 管压裂该 段 ， 再用 液体 胶 塞 和砂 子 隔离 ； 采 用 这 种 ④ 办法， 依次压开所需改造 的井段； ⑤施工结束后 冲砂冲