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【摘 要】随着低渗透未动用储量在辽河油田所占比例越来越大，动用水平井实现此类储层的有效开发已成为重要手段，水平井分段完井工艺对压裂施工的成功起着至关重要的作用。为此，针对水平井分段压裂的需求，开展了分段压裂完井工艺优化研究。
【关键词】辽河油田；分段压裂；水平井；完井方式
文章编号：ISSN1006—656X（2014）03-0094-01
一、 水平井分段压裂完井现状
对于低渗储层的水平井开发，主要通过分段压裂改造形成裂缝系统，扩大泄油面积来提高单井产量。目前国内外应用较为成熟的分段压裂完井工艺主要包括套管射孔分段压裂完井、水力喷射分段压裂完井、裸眼封隔器滑套分段压裂完井和套管固井滑套分段压裂完井。
（一）套管射孔分段压裂完井技术
套管射孔分段压裂完井技术主要采用套管固井射孔完成，利用封隔器或桥塞进行分段隔离，通过拖动油管上提实现多段施工，施工时间长，工序较为复杂。
（二）水力喷射分段压裂完井技术
水力喷射分段压裂完井技术主要包括连续油管喷砂射孔环空加砂分段压裂完井技术、连续油管喷砂射孔易钻桥塞分段压完井裂技术和不动管柱水力喷砂分段压裂完井技术。连续油管喷砂射孔环空加砂分段压裂完井技术采用连续油管进行喷砂射孔，通过环空进行加砂压裂；不使用封隔器，利用留砂塞进行各层段分隔，作业后连续油管冲砂。连续油管喷砂射孔易钻桥塞分段压裂完井技术采用连续油管下入喷砂射孔工具及桥塞，对预定层段进行喷砂射孔，并利用桥塞进行封堵，然后进行套管压裂。每次压裂都需下入一次管柱，最后一次性钻除所有桥塞后投产。不动管柱水力喷砂分段压裂完井技术采用滑套式水力喷射工具，通过投球逐级打开相应层段的滑套，通过喷射工具进行喷砂射孔，完成压裂后投球封堵该级通道并打开上一级滑套，进行上一级的压裂，重复并完成整个水平段的分段改造。
（三）裸眼封隔器滑套分段压裂完井技术
裸眼封隔器滑套分段压裂完井技术采用一趟管柱压裂完成，通过投球打开各级滑套，完成各级压裂，节约时间和成本，工艺成熟；但存在压裂位置不确定的缺点。
（四）套管固井滑套分段压裂完井技术
套管固井滑套分段压裂完井技术主要是TAP和TAPLite两种分段压裂完井技术，都是针对套管固井完井后，通过爆破阀及飞镖或投球的方式打开相应层段的滑套实现多级压裂，实际分段级数可根据实际水平段的具体情况来进行调整。
二、分段压裂完井方式评价研究
（一）分段压裂完井方式适应性评价
通过对不同分段压裂完井方式的调研，各种方式都具有各自优势和局限性。
对完井方式的对比分析，固井射孔压裂完井需要拖动压裂管柱，施工时间长，射孔对储层伤害较大；连续油管喷砂射孔环空加砂和易钻桥塞完井工艺需要拖动管柱，而本井目的层较深，存在较大风险，而且后期冲砂和钻塞难度较大；裸眼投球滑套分段压裂完井和不动管柱水力喷砂射孔分段压裂完井方式也存在较强的技术优势，而且风险相对较低，应推荐为优先选择的压裂完井方式。
（二）裸眼投球滑套分段压裂完井工艺
裸眼投球滑套分段压裂完井工艺主要采用封隔器进行地层分隔，利用投球开启不同压裂位置的滑套，实现不同层段的压裂。球座尺寸跟投球相匹配，压裂管柱内径较小。
（1）封隔器性能，在高温、高压地层下封隔器的座封能力也存在较大风险，另外在井径扩大率大于10%时，对封隔器密封能力也有很大影响。
（2）投球滑套性能
投球滑套是利用投球座封后憋起高压，剪断固定销钉，使内滑套向下滑动打开喷砂通道，同时所投的球封闭了油管内向下的通道，形成压裂管柱内环空的封隔。材质一般选用酚醛树脂、橡胶、Nytef等低密度材料。裸眼投球滑套分段压裂完井工艺在工具上能够满足耐温、耐压等参数的要求，但对于深井其封隔器性能存在较大风险，而且压裂后，座封球不能保证返排出井筒；后期生产压力激动，压裂砂返出也可能造成砂堵。
三、套管固井滑套分段压裂完井工艺
套管固井滑套分段压裂完井技术主要是将压裂工具和套管组合下入后进行固井，采用投球将压差滑套打开，通过喷砂通道进行压裂。完井管柱内径受投球大小限制，内径较小。TAPlite技术采用固井工艺，不需要封隔器进行层段封隔，避免了封隔器失效或座封不严的问题。但由于井段埋藏深，固井工艺难度大、要求高，而且压裂后，座封球不能保证返排出井筒；后期生产压力激动，压裂砂返出可能会造成砂堵。
四、不动管柱水力喷砂射孔分段压裂完井工艺
不动管柱水力喷射分段压裂完井集射孔、压裂和层段隔离一体化，采用专用喷射工具产生高速流体穿透套管和岩石形成孔眼，孔眼底部流体压力增高，超过破裂压力后造出单一裂缝。不采用封隔器，能够准确造缝、有效分隔，实现一趟管柱多段压裂。主要工具是滑套式喷射工具，包括滑套、座封球座和喷射器。施工时，各级压裂采用投球的方式打开滑套，进行喷砂射孔，关闭环空后孔眼内憋起高压，压开地层形成裂缝，然后环空开始注入，形成裂缝延伸。
（1）施工时，油管进携砂液，套管液不含砂，过喷嘴后，油管液和套管液混合形成冻胶液进入地层，再加上喷嘴出口压力最低，速度最高，存在明显的抽吸作用，减少沉砂；
（2）换层压裂时开套管，控制回压射孔，防止下层返液带出支撑剂；
（3）施工过程中通过控制，进行反循环洗井。
五、结论
（1）综合完井方式适应性、完井工具适应性和投入成本的比较，不动管柱水力喷射分段压裂完井相比其他两种工艺，具有内通径较大，便于后期措施作业；不考虑封隔器座封效果；防砂卡措施完善以及成本低等技术优势，同时对裂缝位置具有较好的选择性，并降低施工风险，因此完井方案优选不动管柱水力喷射分段压裂完井为本井的首选完井工艺。
（2）针对目前低渗透储层对分段压裂完井工艺的需求，还需进一步开展分段压裂完井工艺调研，深入研究分段压裂完井工艺技术，找出适合辽河油田低渗透储层的分段压裂工艺，满足目前低渗透储层的开发需求。
参考文献：
[1] 许国林，李博，王洪潮，王波. φ140型裸眼分段压裂套管外封隔器的研制 [J]. 石油机械. 2011 （07）
[2] 韩晓渝，曾凡辉，郭建春，王星皓. 不动管柱水力喷射压裂工艺在川西水平井改造中的应用 [J]. 钻采工艺. 2011 （04）
通
【关键词】辽河油田；分段压裂；水平井；完井方式
文章编号：ISSN1006—656X（2014）03-0094-01
一、 水平井分段压裂完井现状
对于低渗储层的水平井开发，主要通过分段压裂改造形成裂缝系统，扩大泄油面积来提高单井产量。目前国内外应用较为成熟的分段压裂完井工艺主要包括套管射孔分段压裂完井、水力喷射分段压裂完井、裸眼封隔器滑套分段压裂完井和套管固井滑套分段压裂完井。
（一）套管射孔分段压裂完井技术
套管射孔分段压裂完井技术主要采用套管固井射孔完成，利用封隔器或桥塞进行分段隔离，通过拖动油管上提实现多段施工，施工时间长，工序较为复杂。
（二）水力喷射分段压裂完井技术
水力喷射分段压裂完井技术主要包括连续油管喷砂射孔环空加砂分段压裂完井技术、连续油管喷砂射孔易钻桥塞分段压完井裂技术和不动管柱水力喷砂分段压裂完井技术。连续油管喷砂射孔环空加砂分段压裂完井技术采用连续油管进行喷砂射孔，通过环空进行加砂压裂；不使用封隔器，利用留砂塞进行各层段分隔，作业后连续油管冲砂。连续油管喷砂射孔易钻桥塞分段压裂完井技术采用连续油管下入喷砂射孔工具及桥塞，对预定层段进行喷砂射孔，并利用桥塞进行封堵，然后进行套管压裂。每次压裂都需下入一次管柱，最后一次性钻除所有桥塞后投产。不动管柱水力喷砂分段压裂完井技术采用滑套式水力喷射工具，通过投球逐级打开相应层段的滑套，通过喷射工具进行喷砂射孔，完成压裂后投球封堵该级通道并打开上一级滑套，进行上一级的压裂，重复并完成整个水平段的分段改造。
（三）裸眼封隔器滑套分段压裂完井技术
裸眼封隔器滑套分段压裂完井技术采用一趟管柱压裂完成，通过投球打开各级滑套，完成各级压裂，节约时间和成本，工艺成熟；但存在压裂位置不确定的缺点。
（四）套管固井滑套分段压裂完井技术
套管固井滑套分段压裂完井技术主要是TAP和TAPLite两种分段压裂完井技术，都是针对套管固井完井后，通过爆破阀及飞镖或投球的方式打开相应层段的滑套实现多级压裂，实际分段级数可根据实际水平段的具体情况来进行调整。
二、分段压裂完井方式评价研究
（一）分段压裂完井方式适应性评价
通过对不同分段压裂完井方式的调研，各种方式都具有各自优势和局限性。
对完井方式的对比分析，固井射孔压裂完井需要拖动压裂管柱，施工时间长，射孔对储层伤害较大；连续油管喷砂射孔环空加砂和易钻桥塞完井工艺需要拖动管柱，而本井目的层较深，存在较大风险，而且后期冲砂和钻塞难度较大；裸眼投球滑套分段压裂完井和不动管柱水力喷砂射孔分段压裂完井方式也存在较强的技术优势，而且风险相对较低，应推荐为优先选择的压裂完井方式。
（二）裸眼投球滑套分段压裂完井工艺
裸眼投球滑套分段压裂完井工艺主要采用封隔器进行地层分隔，利用投球开启不同压裂位置的滑套，实现不同层段的压裂。球座尺寸跟投球相匹配，压裂管柱内径较小。
（1）封隔器性能，在高温、高压地层下封隔器的座封能力也存在较大风险，另外在井径扩大率大于10%时，对封隔器密封能力也有很大影响。
（2）投球滑套性能
投球滑套是利用投球座封后憋起高压，剪断固定销钉，使内滑套向下滑动打开喷砂通道，同时所投的球封闭了油管内向下的通道，形成压裂管柱内环空的封隔。材质一般选用酚醛树脂、橡胶、Nytef等低密度材料。裸眼投球滑套分段压裂完井工艺在工具上能够满足耐温、耐压等参数的要求，但对于深井其封隔器性能存在较大风险，而且压裂后，座封球不能保证返排出井筒；后期生产压力激动，压裂砂返出也可能造成砂堵。
三、套管固井滑套分段压裂完井工艺
套管固井滑套分段压裂完井技术主要是将压裂工具和套管组合下入后进行固井，采用投球将压差滑套打开，通过喷砂通道进行压裂。完井管柱内径受投球大小限制，内径较小。TAPlite技术采用固井工艺，不需要封隔器进行层段封隔，避免了封隔器失效或座封不严的问题。但由于井段埋藏深，固井工艺难度大、要求高，而且压裂后，座封球不能保证返排出井筒；后期生产压力激动，压裂砂返出可能会造成砂堵。
四、不动管柱水力喷砂射孔分段压裂完井工艺
不动管柱水力喷射分段压裂完井集射孔、压裂和层段隔离一体化，采用专用喷射工具产生高速流体穿透套管和岩石形成孔眼，孔眼底部流体压力增高，超过破裂压力后造出单一裂缝。不采用封隔器，能够准确造缝、有效分隔，实现一趟管柱多段压裂。主要工具是滑套式喷射工具，包括滑套、座封球座和喷射器。施工时，各级压裂采用投球的方式打开滑套，进行喷砂射孔，关闭环空后孔眼内憋起高压，压开地层形成裂缝，然后环空开始注入，形成裂缝延伸。
（1）施工时，油管进携砂液，套管液不含砂，过喷嘴后，油管液和套管液混合形成冻胶液进入地层，再加上喷嘴出口压力最低，速度最高，存在明显的抽吸作用，减少沉砂；
（2）换层压裂时开套管，控制回压射孔，防止下层返液带出支撑剂；
（3）施工过程中通过控制，进行反循环洗井。
五、结论
（1）综合完井方式适应性、完井工具适应性和投入成本的比较，不动管柱水力喷射分段压裂完井相比其他两种工艺，具有内通径较大，便于后期措施作业；不考虑封隔器座封效果；防砂卡措施完善以及成本低等技术优势，同时对裂缝位置具有较好的选择性，并降低施工风险，因此完井方案优选不动管柱水力喷射分段压裂完井为本井的首选完井工艺。
（2）针对目前低渗透储层对分段压裂完井工艺的需求，还需进一步开展分段压裂完井工艺调研，深入研究分段压裂完井工艺技术，找出适合辽河油田低渗透储层的分段压裂工艺，满足目前低渗透储层的开发需求。
参考文献：
[1] 许国林，李博，王洪潮，王波. φ140型裸眼分段压裂套管外封隔器的研制 [J]. 石油机械. 2011 （07）
[2] 韩晓渝，曾凡辉，郭建春，王星皓. 不动管柱水力喷射压裂工艺在川西水平井改造中的应用 [J]. 钻采工艺. 2011 （04）
通