低渗透油藏水平井分段压裂技术研究与应用分析

摘要：在目前的油田开发中，水平井作为薄储层、低渗透、稠油储层、小储量边际油气层等开采的主要运用方式，能够通过增大油气层的漏油区域来改善其渗透机理和渗流方式，提高油田的单井产能。通过大量的实践应用可以发现，水平井是一种新型的开采方法，对克服油田开采中遇到的各种问题起着重要的作用。近年来，随着国内油田开采规模不断扩大，开采效率不断提高，水平井的应用也越来越多。在大规模的水平井应用中，要提高低渗透油藏的综合开采效果，就需要对相应的工艺技术进行改进，完善工艺配套设施。

关键词：低渗透；水平井；分段压裂；技术研究；应用分析

1.水平井压裂技术分析

1.1 限流分段压裂技术

该技术在实践应用中，通过对无射孔的新井筒进行严密的管理，并对其注水量和管径进行严格控制，注水排量在一定时期内注满。随着内部压力的增大，被打开的炮眼会受到限流，而没有被打开的炮眼会继续向外流动，从而达到了压裂液分流的目的。在该技术实践应用中，它对施工井的规模有很高的要求，并将其分成两种形式：水平井限流和竖井压裂。两者的最大区别在于，压裂液的流动方向是不一样的，这就增加了水平井裂缝产生的难度，而当采用高密度的泥浆来达到增压目的，所带来的危险也会更大。但是这种技术不需专用的工具，而且整个施工过程非常简便，施工工人可以在同一时间内完成多个裂缝的冲开，提高了对油层的保护能力。

1.2 化学隔离分段压裂技术

该技术在钻井中的应用，大多应用于套管井。采用化学隔离分段压裂技术，可以有效地克服单井开挖时套管变形及地层中杂质较多等问题，无需采用机械封隔器即可完成作业。但在实际应用中，该技术因投入高、施工操作繁琐等原因，目前国内还未大规模推广，主要在长庆油田中广泛采用。近年来，由于对化学隔离分段压裂技术的创新应用，我国研制出一种新型的自破胶液体胶塞技术，适合于水平井分段压裂作业。这种新型隔离分段压裂技术的运用，首先要把射孔压裂管柱置于水平井的最底下，再利用液压喷嘴进行射孔压裂作业，并在此基础上注入一定数量的可溶胶液体栓子。在灌注完毕后，工人们要将射孔压裂的管桩向上抬起，然后利用水力喷射射孔打眼来完成压裂作业。按以上方法反复循环作业，以使地层破裂。不少油田使用该技术发现，其胶塞抗拉强度高，并能根据现场情况进行弹性调节，从而达到在压下的自动破胶，而且，可以对整个作业周期进行有效的调控，并且最后的操作结果不会产生任何残渣，从而使水平井达到了分段压裂的目的。

1.3 双封隔器上提多段压裂技术

该技术在实际应用中能一次对多个断面进行射流，从而大大提高了地层段的质量。在实际的压裂作业中，采用导压喷砂封隔器进行节流压力差动式压力破裂，先在最底部的地层进行压裂，再进行施工，采用一次管柱压裂工艺，完成对所有层段的压裂。经实践证明，这种工艺操作效果明显，易于控制，而且可以使井内的井筒达到科学的分离与压裂。不过，在施工过程中，由于要推进管桩，所以整体的周期相对要长一些。在下入管桩的过程中，很可能会发生断裂，从而增加了施工费用。

1.4 水利喷射加砂分段压裂技术

该技术在实践上，通过射孔、压裂、隔离等方式来达到集中化应用。工程团队必须要有专门的喷射工具来进行作业，利用射流在喷射通道上产生一定气压，这样就可以利用空气循环的液体来提高内部环空压力，从而达到冲破岩层的目的。在冲击基础上，建立一条永久的流动通道，既可以保持岩层的稳定，又可以防止环空压力向下。该技术总体上运行相对简单，对机器设备的利用率相对偏低，分段压裂的作用明显。水利喷射将压能转化为流速，经过高压的油管，用环形空气向外注入液体，使得井下的压力正好低于裂缝延伸的压力，喷口附近的流速是最大的，压力是最小的。由于井口压强恰好在压缩压力之下，环空泵注液被引入射流区，并随着喷口中的流体被抽吸到储层中，从而促使裂缝继续向外扩展，因为井底处的压强正好处于裂缝扩展的压力之下，当下一阶段的压裂段压裂后，开层段不再延伸，可以实现自动封隔。采用拖动管柱，将喷管置于下一层待改造的层段中，按顺序进行调整。在裸眼和筛管完井的情况下，水力喷射压裂技术可以在井下进行，具有较高的安全性，能够用一趟管柱在井内快速、准确地压裂多条裂缝，并能与常规的管道相连接入井中，目前，在国内的油田开发中已得到了普遍的使用。

2.水平井压裂技术未来应用趋势分析

不动管柱多重液压喷射分段压裂技术，是基于液压喷射技术在管柱压裂应用中而进行的一种改良工艺，它可以实现在喷射基础上进行多段作业。该技术与以前采用的技术相比，不仅适合于裸眼、筛管完井作业，而且还能用于水泥完井作业。整体的管柱施工和操作比较简单，施工人员承担的危险相对低，是今后发展的重要技术之一。

定点多层封隔器分段技术是一种用于完井作业的改进技术，在实践应用中，它的作用是增加一次成功概率和可操作的范围。施工单位可以按区段进行有选择的分段分隔和改造。通过大量的工程实践，证实了这种技术的应用是可行的，而且采用的套管封隔装置也具有良好的抗压性能。这种技术的应用，是由两个部件构成：一是充气密封装置，二是滑动套管。而多层压裂则是在前一步工序结束后进行下一步工序。这种技术的总体运行构造比较简便、可靠。目前，在我国的经济发展过程中，对裸眼封隔工具进行了改进和完善，并获得了显著的应用成效。它在低渗透储层中的使用，可以有效控制其成本费用。总体来说，对之后的应用推广有着极大的推广价值。

加强水平井压裂监测技术在今后的发展中的应用显得尤为必要。监测技术的不断改进，不仅体现了油田开发工作的创新性，更实现了对油田生产效率的有效管理。在实际的压裂监测技术中，采用监测技术可以根据现场地质调查结果，对压裂工艺和开发方案进行跟踪监测，从而及时地找出压裂工艺操作中的问题。并针对这些问题，提出相应的改善措施，使其不良影响降低到最低。目前，利用监测技术进行井下微地裂缝监测可以对裂缝进行有效的监测和控制，并在反演地层裂缝的基础上，对储层的参数、裂缝长度、高度进行预测，从而为今后的相关工作提供了有价值的参考。在未来的发展中，随着各类高精度设备的应用，监测技术的应用将会产生巨大的创新效果。

在油气开采方面，采用水平井压裂技术，可以提高油田的采收率和利用效率。由于经济的发展，人们对石油的需求越来越大，因此，为了更好的利用油气资源，必须对水平井技术进行持续的改造。在水平井压裂工艺的优选中，对分段压裂技术进行改进。连续油管压裂技术是一项具有较好安全性和可大幅度提升石油天然气开发效率的新工艺。这项技术操作流程非常的简便，可以最大程度降低对油井的损伤，增加石油开采的产量。此外，在水平井压裂技术中，采用高性能的压裂剂可以有效减少压裂过程对油层的损害。在未来，随着压裂技术的不断发展，将会朝着低污染的方向发展，降低对储层的损害，促进油气资源开采的可持续发展。

在压裂技术的发展与不断完善中，技术的管理与控制已逐渐成为制约其发展的重要原因。在技术施工控制时，由于技术和施工管理没有得到有效的控制，从而使水平井分段压裂发生了质量问题或者存在着潜在的危险。也正是如此，在技术上要做到精益求精，要从施工装备和选用施工材料等方面加以改善。在施工机械设备方面，应根据设备的适合保存的温度和湿度进行管理，并在施工期间根据要求进行维修和养护。选用低污染、低摩阻、携砂能力的压裂液及适合地层的压裂砂，以防止由于材料不合格而导致压裂施工质量问题。

3.结束语

随着我国现代化进程的加快，对于石油资源的需求越来越高。在石油开采过程中，水平井压裂技术是其中主要的开采技术之一，这种技术在具体应用中有多种表现形式，包括限流分段压裂技术、化学隔离分段压裂技术、双封隔器上提多段压裂技术、水力喷射加砂压裂技术等，不同技术适用范围和应用效果不同，需要合理的调控。在未来的发展中，需要进一步加大技术的创新应用，完善监测技术，加强设备管理等，做好整体的规划工作，更好的推动石油开采工作的有序开展，为石油企业创造更多的经济利益。