国内外水平井多级分段压裂完井技术现状及发展趋势

卢雅兰

摘 要 目前水平井分段压裂技术是低渗透油藏改造的重要技术。国外逐步形成了水力喷射分段压裂以及裸眼分段压裂完井技术、固井多级分段压裂完井技术等。国内各油田初步形成了满足自身需要的水平井分段压裂技术，取得了一系列突破。

关键词 水平井 多级 分段压裂 低渗透

中图分类号：TE335 文献标识码：A

0引言

目前水平井分段压裂技术是低渗透油藏改造的重要技术，近年来，国内外低渗透油藏水平井压裂完井技术发展较快，国外的低渗透油藏水平井分段压裂技术研究起步比较早，整体水平较高。

为了满足低渗透油藏高效动用的需求，经过几年来的迅速发展，国外逐步形成了水力喷射分段压裂以及裸眼分段压裂完井技术等。国内也已开始试验研究，但尚处起步阶段。国内长庆、大庆、胜利等各油田已在引进消化国外先进技术的同时，初步形成了满足自身需要的水平井分段压裂技术。

1国外水平井分段压裂完井技术现状

1.1水力喷砂射孔压裂联作工艺技术

（1）以哈利伯顿公司为主的连续油管喷砂射孔拖动管柱完成多层（段）压裂工艺技术。该技术比较成熟，利用连续油管喷砂射孔，水动力密封原理，套管环空压裂的方式把带定向系统的喷射器下入水平井油层井段，拖动连续油管一次管柱完成多层（段）射孔和压裂施工。

该技术在北美、墨西哥湾已经成功实施上百口井，取得了明显的效果。在长庆油田、新疆油田、西南油气田等油田也成功应用几十口井。

1.2水平井裸眼封隔器多级分段压裂完井工艺技术

水平井裸眼分段压裂完井技术具有分段多、施工周期短、成本较低等优势。已经在国外非常规油气藏大规模展开应用， 近几年年均应用规模达2000口以上。最大压裂段数达到24段，每段实施分簇压裂，压裂级数最高达到90级，单段最大加砂量为200m3，单段最大液量为1500m3。

（1）Schlumberger公司水平井裸眼分段压裂技术

Schlumberger公司的StageFRACTM增产系统主要针对砂岩或碳酸盐岩油藏的裸眼压裂井而设计的。该系统通过利用RockSealTM II裸眼封隔器对水平井段进行分段，将Schlumberger公司研制的高性能的压裂液挤入地层，产生高导流能力的裂缝，以达到提高油井产能的目的。该系统一趟管柱最多可完成25级压裂，适应温度最高达200℃，封隔器最高承受压差为70MPa，可节省钻机及其他特殊设备的占用时间，施工时间也可从原来的几周减少到几天，目前已在美国和加拿大应用几百口。

2国内水平井分段压裂完井技术现状

国内中石油、中石化、中海油等石油公司在低渗透油藏开发领域都已经迈出实质性步伐，在水平井多级分段压裂完井技术上，目前以引进国外技术为主，同时开展了自主研究，正迅速追赶国际先进水平。

2.1水平井套管固井多级分段压裂工艺技术现状及发展趋势

2.1.1管内封隔器分段压裂工艺技术

国内在水平井套管内分段压裂方面做了大量试验研究工作。西南石油分公司、大庆、胜利等油田都相继开展了管内封隔器分段压裂技术研究与试验，工艺主要有拖动管柱和不动管柱两种。

中石化西南分公司研究形成了HY341封隔器水平井分段压裂技术，具有不动管柱投球打开滑套、分段隔离针对性好的优点。目前在51/2in套管中已突破五段分段压裂；胜利油田采用水平井管内封隔器分段压裂技术2010年在水平5-1井成功试验。

大庆油田研制的双封单卡拖动式分段压裂管柱耐温100℃，耐压80MPa，基本满足大庆油田葡萄花、扶余储层压裂需求，应用超过150口井。

2.1.2水平井泵送桥塞射孔分段压裂联作技术

江汉油田与河南油田分别引进了贝壳公司的水平井泵送桥塞射孔分段压裂联作技术，在建页HF-1井与泌YHF1井实施成功。

同时，江汉油田工程院与中石化工程院分别进行了水平井泵送桥塞射孔分段压裂联作技术的自主研发，目前取得了阶段性的进展，管柱耐压70MPa，耐温150℃，并攻关了桥塞坐封工具，水力泵送工艺等配套工具工艺。目前还没有运用到现场。

2.2水力喷砂射孔压裂联作工艺技术现状及发展趋势

目前国内很多单位院校也开展了这方面的研究并在现场进行了成功试验。以北京石油大学为主的水力喷砂射孔压裂联作技术应用较为典型，目前石油大学已经形成了两套水力喷砂射孔压裂联作工艺管柱：其一为拖动管柱一次完成多层（段）压裂工艺技术；其二为通过投球实现不动管柱分层压裂工艺技术。

2.2.1拖动式分段水力喷砂射孔压裂联作工艺技术

工艺原理是在管柱到位后，开始第一段喷砂射孔、压裂；第一段压裂结束后上提管柱到第二段，重复喷砂射孔、压裂工艺直至最后一段施工结束上提起出施工管柱。

2.2.2不动管柱分段水力喷砂射孔压裂联作工艺技术

工艺原理是在管柱到位后，开始喷砂射孔、压裂第一段；第一段完成后投球打开上部喷砂器滑套，开始喷砂射孔、压裂第二段，以此类推直至最后一段施工结束提出管柱。

2.3机械封隔分段压裂技术

机械封隔技术用于套管井，主要有机械桥塞与封隔器结合或双封隔器单卡分压或环空封隔器分段压裂等技术，基本分为以下3种。

（1）机械桥塞+封隔器分段压裂。射开第一段，油管压裂，机械桥塞座封封堵；再射开第二段，油管压裂，机械桥塞座封封堵；按照该方法依次压开所需改造的井段，打捞桥塞，合层排液求产。

（2）环空封隔器分段压裂。首先把封隔器下到设计位置，从油管内加一定压力坐封环空压裂封隔器，从油套环空完成压裂施工，解封时从油管加压至一定压力剪断解封销钉，同时打开洗井通道，洗井正常后起出压裂管柱，重复作业过程，实现分射分压。

（3）双封隔器单卡分压。可以一次性射开所有待改造层段，压裂时利用导压喷砂封隔器的节流压差压裂管柱，采用上提的方式，一趟管柱完成各层的压裂。

現场试验结果表明，环空封隔器分段压裂技术已成功地应用于浅层油藏，相对成熟，在深井应用中还需改进与完善。双封隔器单卡分段压裂技术容易砂卡封隔器，造成井下事故，正进一步攻关。

3结论

国外逐步形成了水力喷射分段压裂以及裸眼分段压裂完井技术。特别是从裸眼封隔器分段压裂技术取得突破后，迅速发展，近几年均应用规模达2000口以上。国内也已开始试验研究，但尚处起步阶段。国内长庆、大庆、胜利等各油田初步形成了满足自身需要的水平井分段压裂技术，取得了一系列突破。

参考文献

[1] 姜志昌.试论水平井多级分段压裂完井技术的应用[J].石化技术，2015（05）.

[2] 吕芳蕾.胜利油田水平井分段压裂技术的应用现状及发展趋势[J].石化技术，2015（05）.