侧钻水平井分段压裂完井工艺研究

刘言理（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

侧钻水平井分段压裂完井工艺研究

刘言理（大港油田公司石油工程研究院， 天津 300280）

大部分陆地油田经过几十年的开发生产，油层压力下降，产能降低。对于地质岩石胶结致密的老井，侧钻井水平井分段压裂完井工艺不失为一种很好的经济有效的恢复其产能的技术。本文介绍了侧钻水平井分段压裂完井的工艺方案、压裂完井管柱和相应的压裂配套工具等。该工艺能有效地对新开油层进行改造，最大程度地对剩余油进行开采。同时侧钻井相对于直接打新井也大大节省了费用。本文的研究结果表明，侧钻井分段压裂完井工艺适合在地质岩石胶结致密的油层中使用，为其进一步现场应用提供了理论支撑。

侧钻；水平井；压裂；完井

陆地油田特别是岩石胶结致密的岩层，这些油田在经过多年的开采之后，产量大大降低，采用传统的增产方式进行作业增油效果较差，特别是对于原井筒附近储油不多的油藏尤为明显。利用原井眼进行侧钻井［1］，开发附近新油藏不失为一种好的工艺方案。对于侧钻井眼，目前常用的完井方式有裸眼完井、筛管完井和压裂完井［2］。对于岩石胶结致密的岩层，分段压裂完井是一种常用的完井方式，该完井方式能提高油井的产油量。分段压裂中的套管固井分段压裂完井工艺采用在侧钻井眼中下入压裂完井工具和套管串，然后进行固井，侯凝后进行分段压裂。套管固井分段压裂完井工艺在常规井中已有应用，在侧钻井中由于受侧钻井眼内径的限制应用较少［3］。但是相比之下，陆地油田由于受地表土地面积的限制和钻新井的较高费用，侧钻井分段压裂完井方式仍是使老井、废弃井恢复产能的首选。因此有必要加强对侧钻井小井眼套管固井分段压裂完井工艺及相关的配套工具进行研究，加快该工艺的现场应用。

1 关键工具设计思路

（1）压差滑套 压差滑套是套管固井分段压裂完井工艺中最为重要的完井工具之一，在井筒有油层连通之前只能用打开压差滑套的方式进行连通，该工具主要由外筒1、压裂通道2、剪钉3和滑套4构成，如图1所示。该设计主要是利用滑套4上端面的环形面积大于滑套4下端的环形面积，这样当在压差滑套内部打入流体后憋压，当压力达到一定值时，滑套3向下移动，剪断剪钉3，压裂通道2开启，即可进行压裂作业。当在压力P的作用下，压差滑套受力计算公式为：

F=P×（A上-A下）

式中：F为滑套受外力总和；P为井筒内流体压力；A上为滑套

上端面环形面积；A下为滑套下端面环形面积。

从公式中可以看出，当井筒内压力值一定时，滑套上下环形面积差越大，滑套受力越大。当滑套上下环形面积差固定时，井筒内流体压力越高，滑套受力越大。

（2）球座滑套 当连接在压裂完井管柱串下端的压差滑套打开后，油层与油层连通，此时可以将压裂球投入井中，坐在球座滑套的球座上，利用球座上下的压差将滑套打开。该工具主要由外筒1、压裂通道2、剪钉3、滑套4、压裂球5和球座6组成。该工具在设计的时候将球座5和滑套4固定在一起，二者的移动距离和相对位置是一致的，且二者之间采用硫化O型密封圈的设计，保证了结构的整体性和稳定性，最大程度的确保密封效果。不同的压裂段对应的压裂球和球座的大小都不一样，越往上压裂球和球座大小越大。这样可以实现对不同的井段进行分段压裂。

2 套管固井分段压裂完井工艺

（1）套管固井分段压裂完井管柱结构 套管固井分段压裂完井管柱从下到上为浮鞋+短套管+浮箍+短套管+压差滑套+套管+球座滑套（据压裂段数设计）+套管+悬挂器+钻杆至井口。

（2）施工步骤和注意事项①该技术将侧钻井技术和套管固井分段压裂完井技术巧妙地结合在一起，为老井恢复产能提供了较好的参考。②利用老井眼进行侧钻井大大降低了施工投资成本，又能对相应的地表设施进行充分利用。③压差滑套的设计方便地解决了井筒与油层连通之前一级压裂滑套的开启问题。④侧钻井分段压裂完井技术能有效地对油层剩余油进行开发。施工步骤 施工前做好准备工作，侧钻井开窗前对原井筒进行通井处理，开窗后要对窗口处进行修整，避免对下入工具造成划伤或损害。a.用钻杆下入分段压裂完井管柱串。b.下到预定位置后，开泵大排量循环泥浆至通畅，注入缓凝水泥（水泥量为环空容积+钻杆容积）。c.投球，憋压坐封悬挂器，丢手悬挂器。d.用钻杆下入小直径冲管用泥浆替出井筒内水泥浆。e.水泥凝固到要求硬度后进行分段压裂施工，首先打开压差滑套，进行一级压裂。f.一级压裂结束后投球，进行二级压裂。g.再次投球，进行三级压裂。h.全部井段压裂结束后，下入六棱钻头钻除压裂球及对应球座。i.最后进行多层合采。②施工注意事项 a.下入压裂完井管柱串每三根灌一次泥浆。b.压裂完井管柱到达侧钻开窗位置时，要求限速下入。

3 结语

图1 压差滑套结构示意图

图2 球座滑套结构示意图

图3 侧钻井分段压裂完井

［1］高立军，王广新，等.大庆油田小井眼开窗侧钻水平井钻井技术［J］.断块油气田，2008，15（4）：94-96.

［2］刘言理、聂上振、杨延征.水平井完井方法研究和优选［J］.价值工程，2015，10，34（378），94-95.

［3］刘言理.大斜度井免钻塞分段压裂完井技术的现场应用分析［J］.化工管理，2015，06，223-224.