机械分层压裂技术的现场应用

刘 惠

（江苏油田工程技术服务中心，江苏扬州 225265）

机械分层压裂技术的现场应用

刘 惠

（江苏油田工程技术服务中心，江苏扬州 225265）

提高低渗、特低渗油藏的开发水平，对提高整体开发水平和经济效益具有非常重要的意义。围绕储量升级为核心，提高单井产能为目标，油井压裂技术得到了快速发展，成功率、有效率显著提高，在增储上产中发挥了重要的技术支撑作用。

分层压裂；封隔器；储层改造

1 分层压裂作业技术

1.1 井身结构适用条件

（1）要求目的层段固井合格，套管无套损。

（2）井深＜3 800m，地层温度＜150℃的井实施机械分层压裂，井越深、地层温度越高对封隔器的耐压耐温性能要求就越高，封隔器容易发生失效。

（3）井斜＜55°，井斜越大，压缩式封隔器座封难度增加。

1.2 分层压裂井下作业工具

主要通过采用不同类型的压裂封隔器和滑套组合，通过投球打滑套的方式实现自下而上逐层改造，在不压井、不放喷、不动管柱条件下实现一趟管柱压裂多段目的。2006—2012年，主要是“Y241+Y341”压缩式封隔器组合工艺管柱满足2段压裂需求；2013年开始，主要采用 “Y221、K344封隔器”工艺管柱组合适应性研究，满足2~4段压裂需求。

1.2.1 “Y241+Y341” 压缩式封隔器组合工艺管柱

1.2.1.1 管柱结构

主要由Y241可洗井封隔器、Y341可洗井封隔器、分层压裂开关（滑套）、节流器、单流阀、水力锚等组成。

1.2.1.2 管柱特点

一趟管柱能够连续压裂两段；封隔器通过投球打压座封，压后上提管柱实现解封；两级封隔器带反洗通道，可反洗井。1.2.1.3 “Y241+Y341”管柱施工步骤

（1）向油管中投入直径28mm钢球，打压坐封两级封隔器，打掉下部球座，打开下层节流器，对下层压裂。

（2）再向油管中投直径38mm钢球，打开分层压裂开关，封闭下层流体通道，对上层进行压裂。施工结束后，通过上提管柱解封两级封隔器。

（3）“Y241+Y341”分层管柱应用中出现的问题：Y241封隔器上部出现沉砂时，导致解卡、管柱起出困难。滑套球座上有时沉砂，导致投球不到位，滑套打开不彻底，携砂液冲刷Y241封隔器导致中心管断裂，满足不了3层以上分层压裂的需求。

1.2.2 “Y221、K344”封隔器组合工艺管柱

针对Y341+Y241分层工具的不足，从2013年，改进了Y221、K344封隔器，形成了满足油田需要的分层压裂工艺。1.2.2.1 工具优选

（1）YLK344封隔器：胶筒开启扩张压力低（0.4~0.7MPa）；胶筒承压高，采用多层菱型钢丝连线作骨架；压裂砂进入工具内部难，中心管进液孔采用线切割技术，切口宽度为0.1~0.2mm，防止压裂砂进入工具内部；胶筒收缩易，为了避免因砂卡等原因造成胶筒压后无法收缩解封，设计了滑动接头与导向键，上提管柱带动滑动接头与上保护套来强制胶筒收缩恢复原状，实现解封。目前主要使用的规格：YLK344-115。

（2）YLGY221封隔器：座封解封易，上提旋转管柱方式座封，上提管柱解封，座封解封操作简便；可靠性高，采用燕尾卡瓦支撑，采用进口高温高压密封件密封可靠性高；适配性好，相对于其他类型的封隔器，Y221和K344配合使用能简化管柱。

1.2.2.2 管柱优化

（1）Y221+K344”封隔器组合工艺管柱 主要由Y221封隔器、K344封隔器、滑套喷砂器、节流喷砂器、安全洗井阀、水力锚、安全接头等组成。

（2）管柱特点：一趟管柱能够连续压裂4段；座封方式：压裂前Y221通过上提旋转下放座封；K344施工时通过打压节流座封；解封方式：K344施工后在油套平衡时胶筒自动回缩实现解封，Y221上提解封；管柱座封、解封容易，需要的解封力小，管柱具有防砂卡设计，井下风险低；如果砂堵，安全洗井阀反洗井。

1.2.2.3 Y221+K344工艺管柱施工步骤

（1）将管柱下放到指定位置，通过上提旋转下放座封Y221封隔器；

（2）施工时通过打压节流座封下面3级K344封隔器；（3）对最下层压裂，施工结束后投球打开第二段滑套喷砂器，进行压裂；

（4）依次投球完成第3段和第4段压裂；

（5）在4层施工结束后放喷泄压，油套压力平衡时下面3级K344封隔器自动解封，再上提管柱解封Y221封隔器。

1.3 防砂卡设计

喷砂器和封隔器间距小于2m；封隔器和油层底界距离大于0.6m、小于1m；使用防砂卡水力锚；优化顶替液量，确保投球时球座上不能有砂。

1.4 防管柱蠕动

封隔器间距大于>20m时在管柱中增加了补偿器，有效补偿管柱因压力效应造成的伸缩，改善管柱的受力条件，减轻管柱蠕动。在黄147、黄102等井进行应用，均取得了良好的效果。

2 应用情况

2.1 第一阶段

2006—2012年应用“Y241+Y341”组合工具，现场累计应用54口井，均压裂两段，其中：油井53口，注水井1口。总增油10.3万t。

（1）老井总增油2.2万t。

（2）老井平均单井增油1 096t。

（3）新井总增油8.1万t。

（4）新井平均单井增油2 455t。

2.2 第二阶段

2.2.1 取得的效果

2013年开始应用“Y221、K344”组合工具。在韦15-16井、黄102井、墩2-16井进行了压裂3层应用，在黄147井进行了压裂4层应用，实现了江苏油田直井机械分层压裂段数突破。2.2.2 解决的难题

分层压裂作业技术的应用，有效的解决了以下几个方面的问题：

（1）储层岩性差异井应用：储层岩性不同，破裂压力存在差异，笼统压裂时，有的层造缝不充分、压不开，达不到储层改造的目的。

（2）储层物性差异井应用：储层由于物性差异，笼统压裂导致物性好的油层加砂规模偏大，物性差的储层进砂少难以有效改造，分层压裂结合储层物性实施针对性改造。

（3）大跨度井应用：大跨度井目的层间距大，笼统压裂效果差，逐层压裂周期长、费用大，分层压裂工艺一趟管柱压裂多层，使每一段储层都能得到改造。

3 结论及建议

分层压裂作业技术的成功应用，不仅解决了中低渗、特低渗油藏储层压裂改造的问题，而且提高低渗、特低渗油藏的开发水平，提高单井产能，使分层压裂成功率、有效率显著提高，在增储上产中发挥了重要的技术支撑作用。

随着勘探开发的深入，压裂工艺技术将面临许多新的难点和挑战，要紧跟新工艺新技术的特点，知难而上，敢于实践的精神，适应压裂工艺技术的发展，解决分层压裂工艺规模受限的问题，提高保油上产的能力。

Field Application of Mechanical Stratified Fracturing Technology

Liu Hui

It is very important to improve the development level of low permeability and ultra low permeability reservoirs and improve the overall development level and economic benefit.With the goal of upgrading reserves as the core and improving the productivity of single well，the fracturing technology of oil well has been developed rapidly.The success rate and efficiency have been improved remarkably，which has played an important technical support role in increasing production and storage.

stratified fracturing；packer；reservoir reconstruction

TE348

A

1003–6490（2017）05–0066–02

2017–04–20

刘惠（1974—），男，江苏江都人，助理工程师，主要从事油田井下作业生产运行协调工作。