水力喷射分段压裂技术在大牛地气田DP1井的应用研究

陈付虎，王娟娟，秦玉英 (中石化华北分公司工程技术研究院，河南 郑州 450006)

水力喷射分段压裂技术在大牛地气田DP1井的应用研究

陈付虎，王娟娟，秦玉英 (中石化华北分公司工程技术研究院，河南 郑州 450006)

在大牛地低渗致密气田顺利完钻8口水平井，有4口水平井无阻流量大于5×104m3/d，其他井无阻流量(0.3～0.6)×104m3/d，为了进一步提高大牛地气田水平井的产量，针对不同储层特征、井身结构试验应用了水平井压裂技术，并初见成效。尤其是采用水平井水力喷射定点压裂工艺，使得DP1井天然气产量大幅度提高，无阻流量由完钻时0.69×104m3/d提高到11×104m3/d，该井的成功实施，为水平井开发大牛地气田提供了技术保障。

大牛地气田；水平井；水力喷射定点分段压裂技术

大牛地气田是中石化华北分公司近几年在鄂尔多斯盆地北部发现的一个大型气田，通过近几年的勘探开发实践和科技攻关，尤其是针对大牛地气田低渗致密气藏的开发工程，初步形成了低伤害快速钻完井技术、加砂压裂为主的增产技术等，为大牛地气田增储上产提供了技术保障，储量产能逐年大幅提高，截止2008年12月31日，大牛地气田已探明天然气储量3522.30×108m3，建成产能23×108m3。

随着勘探开发的不断深入，储层越来越复杂，储量动用难度增大。为了进一步提高单井产量，近2年开展了水平井试验，截止目前为止共完钻水平井8口，4口水平井完钻后试气无阻流量大于5×104m3/d，其他井无阻流量(0.3～0.6)×104m3/d，为了进一步提高大牛地气田水平井的产量，针对不同储层特征、井身结构试验应用了水平井压裂技术，并初见成效。

1 DP1井概况

DP1井是华北分公司最早的一口水平井，于2002年8月开钻，2003年5月8日钻至井深3600m完钻，层位为山1层，水平段长760.75m，裸眼段长673.5m；砂岩594.5m，在裸眼段的钻遇率88.3%，气层和差气层360.3m，在裸眼段的钻遇率53.5%。该井完钻井深3600m，2008年6月16日探井底3419.75m遇阻，井眼存在垮塌。

该井完钻后采用氧化解堵工艺、酸化工艺产能低，未能连续生产。2003年5月氧化解堵后无阻流量0.61×104m3/d。第二次采用复合酸酸化后，无阻流量为0.69×104m3/d，为了进一步提高该井气产量，开展了水力喷砂分段压裂技术研究。

2 水力喷砂分段压裂技术

水力喷射分段压裂技术是20世纪90年代末发展起来、目前在国外应用比较广泛的技术[1-6]，其技术原理是根据伯努力方程，将压力转换为速度，油管流体加压后经喷嘴喷射而出的高速射流(喷嘴喷射速度大于126m/s)在地层中射流成缝，通过环空注入液体使井底压力刚好控制在裂缝的延伸压力以下，射流出口周围流体速度最高，其压力最低，环空泵注的液体在压差作用下进入射流区，与喷嘴喷射出的液体一起被吸入地层，驱使裂缝向前延伸，因井底压力刚好控制在裂缝延伸压力以下，压裂下一层段时，已压开层段不再延伸，因此，不用封隔器与桥塞等隔离工具，实现自动封隔。通过拖动管柱，将喷嘴放到下一个需要改造的层段，可依次压开所需改造层段。

水力喷射分段压裂技术可以在裸眼、筛管完井的水平井中进行加砂压裂，也可以在套管井上进行，施工安全性高，可以用一趟管柱在水平井中快速、准确地压开多条裂缝，水力喷射工具可以与常规油管相连接入井，也可以与大直径连续油管相结合，使施工更快捷，国内外已有数百口井用该技术进行过酸压或加砂压裂处理。水力喷射分段压裂技术原理示意图和拖动分段压裂示意图分别见图1和图2。

图1 水力喷射原理示意图 图2 水力喷射拖动分段压裂示意图

3 现场实施及效果分析

结合DP1井水平段井况，选择了3段喷砂射孔压裂(见表1)，采用瓜胶基液携40/70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，实施水力喷砂压裂，施工数据见表2。在施工过程中，同时进行了采用微地震进行了裂缝监测，裂缝监测结果3402m处，60°方向裂缝长度57m，240°方向裂缝长度109m；3253m处，75°方向裂缝长度105m，270°方向裂缝长度63m；3099.94m处，75°方向裂缝长度102m，255°方向裂缝长度67m。裂缝方向垂直于最小主应力方向，有效地改造了储层，压后试气该井无阻流量11×104m3/d，由表3可以看出，压后无阻流量产量是压前无阻流量的18倍，是邻井大探1井无阻流量的3.3倍(见表3)。

表1 DP1水力喷砂射孔

表2 DP1井分段压裂施工数据表

表3 DP1井与大探1井效果对比

4 结 论

1)水力喷射分段压裂工艺实现了水平井DP1井的定点压裂，提高了储层改造的针对性，增产效果明显，具有较好的经济效益。

2)裂缝监测结果表明，3个压裂段全部压开，能够实现段间的有效封隔，工艺可行。

3)水力喷射分段压裂工艺在水平井的成功应用，为大牛地气田水平井压裂建产奠定了基础。

[1]Economides M J.油藏增产措施[M].北京：石油工业出版社，2002.

[2]吉德利 J L.水力压裂技术新发展[M].北京：石油工业出版社，1995.

[3]李根生，牛继磊.水力喷砂射孔机理实验研究[J].石油大学学报(自然科学版)，2002，26(2)：31-34.

[4]刘丽，李根生.水力射孔对套管强度的影响研究[J].天然气工业，2006，26(8)：83-85.

[5]李根生，刘丽.水力射孔对地层破裂压力的影响研究[J].中国石油大学学报(自然科学版)，2006，30(5)：42-45.

[6]张毅，李根生.高压水射流深穿透射孔增产机理研究[J].石油大学学报(自然科学版)，2004，28(2)：38-41.

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.08.020

TE243

A

1673-1409(2012)08-N062-03

2012-05-12

陈付虎(1979-)，男， 2004年大学毕业，工程师，现主要从事采油气工程方面的研究工作。

[编辑] 洪云飞