水力噴射壓裂技術(shù)推廣與應(yīng)用

1、水力噴射壓裂技術(shù)推廣與應(yīng)用    隨著油田開(kāi)發(fā)時(shí)間增長(zhǎng)，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(wù)，并且現(xiàn)階段水平井（特別是長(zhǎng)裸眼水平井）的壓裂工藝欠缺，對(duì)老油田改造增產(chǎn)任務(wù)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(guó)石油大學(xué)以及各相關(guān)科研單位結(jié)合，引進(jìn)水力噴砂射孔壓裂技術(shù)并在油田推廣應(yīng)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(guò)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(jìn)行多段壓裂，不需機(jī)械設(shè)備即可起封隔作用，

2、施工程序簡(jiǎn)單、施工周期短、造縫位置準(zhǔn)確、作業(yè)成本低等特點(diǎn)，在低滲透、水平井、老油田改造和分層作業(yè)方面具有極強(qiáng)的適用性。2010年成功將水力噴射壓裂技術(shù)應(yīng)用于兩口水平井W88-P1、W138-P1新投壓裂，解決套變問(wèn)題井壓裂2口W43-9、W269-13，應(yīng)用于4寸套小套管完井壓裂1口W33-419H ,解決套損井無(wú)法卡封分層壓裂應(yīng)用1口井W33-177，解決固井質(zhì)量差井壓裂問(wèn)題1口W72-426，成功解決特殊井壓裂問(wèn)題并取得良好增產(chǎn)效果及社會(huì)經(jīng)濟(jì)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?dòng)能，射流增壓與環(huán)空壓力疊加超過(guò)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(guò)兩個(gè)步驟將地層裂縫打開(kāi)。在2010年全年的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過(guò)程中，針對(duì)水力噴射壓裂的特點(diǎn)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(jìn)行了深入研究，不斷改進(jìn)和完善，并應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)施工?，F(xiàn)階段采油四廠水力噴砂射孔壓裂技術(shù)主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：1.1 成功應(yīng)用于水平井壓裂?，F(xiàn)階段水平井壓裂無(wú)有效的分層壓裂工藝，常規(guī)工藝填砂卡封均無(wú)法實(shí)現(xiàn)，同時(shí)水力噴射壓裂可以利用噴射射孔

4、技術(shù)對(duì)生產(chǎn)層進(jìn)行射孔，既節(jié)約了射孔成本，節(jié)約了生產(chǎn)周期，同時(shí)還可以利用該趟管柱對(duì)生產(chǎn)層進(jìn)行有效的壓裂改造，提高生產(chǎn)能力。1.2 成功解決井況問(wèn)題導(dǎo)致無(wú)法卡封分層壓裂井壓裂問(wèn)題。隨著時(shí)間推移，油井套管及井下?tīng)顩r復(fù)雜，老井套管縮徑、錯(cuò)斷現(xiàn)象頻繁，這種情況下，封隔器無(wú)法安全送到井下，卡封分層壓裂工藝無(wú)法實(shí)施，水力噴射壓裂可以很好的解決這種問(wèn)題，利用自身的水力封隔分段機(jī)理，可以克服井況問(wèn)題，完成分層壓裂工藝要求。1.3 應(yīng)用于寸套小套管井。目前部分井下掛寸小套管完井，對(duì)下井工具外徑限制較大，導(dǎo)致分層壓裂無(wú)有效壓裂工藝。水力噴射壓裂工藝噴槍外徑小，無(wú)套管尺寸限制，可對(duì)小套管完井及側(cè)鉆井進(jìn)行分層壓裂。1.

5、4 解決管外竄井分層壓裂問(wèn)題。油井套管管外竄無(wú)法在井筒內(nèi)實(shí)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(jī)理實(shí)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(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)：2.1水力噴射壓裂工藝是一項(xiàng)集水力噴砂射孔和水力壓裂于一體的新型儲(chǔ)層改造技術(shù)。該技術(shù)利用動(dòng)態(tài)分流自動(dòng)封隔 ,不需要任何機(jī)械密封裝置。2.2施工過(guò)程中應(yīng)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(zhǔn)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(jiǎn)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(fù)雜井況井壓裂問(wèn)題。2.4一次管柱可連續(xù)進(jìn)行多段壓裂 ,施工程序簡(jiǎn)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(yīng)用中可不斷改進(jìn)以完善該工藝技術(shù)以解決當(dāng)前存在部分問(wèn)題并且適應(yīng)文南油田的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀：2.5.1對(duì)滑套進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)不動(dòng)管柱水力噴射逐層壓裂技術(shù)，不但實(shí)現(xiàn)了射孔、壓裂、生產(chǎn)聯(lián)作,還為合層開(kāi)采提供了條件。2.5.2改進(jìn)噴嘴材料增加噴嘴壽命可試驗(yàn)一趟管柱動(dòng)管柱多層水力噴射壓裂；四川油田GA-002-H9水平井成功應(yīng)用與不壓井裝備配合，拖動(dòng)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(yīng)條件下實(shí)施動(dòng)管柱分段噴射酸化的工藝。1. &

7、#160;   取得的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益2010年全年，采油四廠共實(shí)施水力噴射壓裂9井次，占全年壓裂總井次的14.6%，累計(jì)增油量2207噸，累計(jì)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?jì)投入壓裂費(fèi)用699.9萬(wàn)元，壓裂增油效益2207.6噸，增氣138.5759萬(wàn)方，總計(jì)取得經(jīng)濟(jì)效益870.1418萬(wàn)元，投入產(chǎn)出比：1：1.24。1.     認(rèn)識(shí)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(duì)套管傷害情況仍在摸索中因水力噴射過(guò)程中噴槍未錨定，故在壓裂過(guò)程中，易對(duì)套管造成傷害，

8、包括管柱震動(dòng)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(jìn)行壓前多臂井徑測(cè)井和壓后電子探傷監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)比進(jìn)一步分析水力噴射對(duì)套管傷害的類型及傷害程度。2011年應(yīng)加強(qiáng)壓后套管傷害、裂縫監(jiān)測(cè)方面的工作，指導(dǎo)壓裂措施運(yùn)行。4.1.2噴嘴的耐壓及使用壽命有待加強(qiáng)水力噴射壓裂裝置壽命短，特別是噴射工具磨損嚴(yán)重，噴射返流會(huì)對(duì)噴射工具表面造成損傷。優(yōu)化設(shè)計(jì)新型噴射工具，選擇合適材料，有效延長(zhǎng)噴射工具壽命十分關(guān)鍵。從2010年現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的六口井看，加砂壓力較高，平均壓力高于65Mpa，施工時(shí)間都在兩小時(shí)以上，地層出水、反洗井或作業(yè)不當(dāng)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(duì)套管要求較高由試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用發(fā)現(xiàn)套管補(bǔ)液壓力在40-60Mpa之間，套壓較高，對(duì)油井套管具有較高要求，因此水力噴射壓裂前需對(duì)套管進(jìn)行處理并試壓合格后方可實(shí)施該工藝。4.2繼續(xù)加大水力噴射工藝推廣應(yīng)用力度4.2.1 水力噴射壓裂技術(shù)的成功應(yīng)用解決了水平井壓裂的工藝欠缺問(wèn)題，并且對(duì)于特殊境況無(wú)法實(shí)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(xì)分析綜合評(píng)價(jià)選井采取水力噴射壓裂水力噴射壓裂對(duì)于解決井況問(wèn)題、水平井壓裂、小直徑套管等原因無(wú)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(shí)壓裂費(fèi)用也相對(duì)較高，平均單井費(fèi)用75.4萬(wàn)元。4.2.3 在下步長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中，水力噴射壓裂技術(shù)可以得到進(jìn)一步的完善與進(jìn)步，針對(duì)水力噴射壓裂機(jī)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(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)多種手段，深入研究水力噴射孔眼