水平井压裂工艺技术影响因素与应用现状分析

摘要：通过水平井压裂技术的应用，将原本无法开采的石油转化为可采。同时还提高了对油气田的有效控制，提高了单井产量，避开了更多不利作业的影响，为油气开发获得了宝贵的作业经验。虽然水力压裂技术在水平井产能预测、渐进压裂技术等方面取得了巨大进步，但总体来看，该技术的建设应用还不够完善，存在不符合生产需要的情况。因此，还需要不断进行完善和改进。

关键词：水平井；压裂工艺；技术现状；展望1当前水平井压裂技术应用总状况分析

经过技术人员对水平井压裂技术的研究，取得了许多自主研发的成果。经过大量的试验，目前已经成功开发了双密封单压、喷砂分压以及滑套分压等施工技术。多项技术的使用在不断的成熟和优化并大量的推广。如均匀酸洗技术，也在目前的技术试验中取得了成功。中石油研究机构经过试验和大量经验的总结，研制出了喷砂分压抛光三段式分压施工技术工具，并在现场施工中取得了非常好的效果。经过多年的分段压裂技术研究，国内多个油田都已获技术突破。水平井压裂技术的应用，提高了低渗透油田的产量。

2影响水平井压裂技术实施的的因素

2.1监督管理体系存在问题

在目前生产过程中，很多水平井工程存在比较严重的质量问题。首先是压裂技术的开发中存在问题。另外是企业在技术应用管控体系方面存在严重的问题。缺乏有效的质量控制体系，或不能有效的落实。最终导致了水平压裂工程施工质量不合格。尤其是大量的新技术、新材料，在水平井压裂技术中的应用，管理技术和分段压裂工艺没有更新，使工程出现比较严重的质量事故。导致出现水井工程裂缝以及路面塌陷等工程缺陷。在水平井压裂实施中，虽然很多企业在发展过程中，建立了相关管理制度，但在质量管理制度的执行中，仍存在不足，并不满足正常业务的发展需求。很难严格按照生产计划进行。

2.2压裂技术操作人员的素质较低

近年来，先进的压裂技术，在水平井压裂工程中得到大量应用。但新技术的应用对操作生产人的专业能力提出了更高的工作标准和要求。在许多压裂作业中，技术人员没有按照要求实施压裂技术，导致水平井分段压裂工程实施中出现很多质量问题。尤其是在特殊的施工工序，很多工序必须按照标准执行，但实际工序执行过程中，很多施工人员没有足够的质量意识。最终施工项目难以满足生产要求。

此外，许多管理人员并没有真正理解提升操作技术水平的重要性。缺少加强对施工人员进行分阶段压裂技术应用的专项培训。导致许多分段压裂项目难以实现预期目标。在企业发展中，不能单独只考虑利益问题。必须将员工的技术培训，逐步纳为企业发展的重要内容。只有加强对操作人员的技术培训工作，才能更好应用现场压裂工艺，提升现场压裂施工管理水平。

3水平压裂施工技术的具体应用

3.1水力喷射加砂分段压裂施工技术

该技术将钻孔和压裂操作集成到装置中，使用爆破工具直接穿过岩石穿孔，再用高压射流法增加通道压力，使环空压力增加，地层被压力压缩。该技术的原理是基于伯努利方程实现的。在喷气压力的作用下，流体产生强大的动能，并以高速撞击形成通道。当裂缝形成后，液体流动的速度变得更快。并将材料运送到裂缝中。通道就像射流泵，当受到连续作用时，流动物会不断融入地层，促进裂缝的扩展。上述过程是具有流体动力作用的液压外壳。当开始进行拉油管柱时，将喷嘴放到更换的部位。按顺序按下，即可打开需要改装的井段。

应用该技术的优点是：在箱体端接处无需使用工具，即可实现隔离。除了间歇时间短，还减少了对其他结构层的破坏。对于射流裂缝可实现定向，形成裂缝的效果能得到保证。应用该技术可减少井死数量，减少油藏破坏的程度。操作时程序简单可行，为企业带来更大的经济效益。

3.2机械式封堵渐进式压裂技术的应用

分层机械封堵式压裂技术，是利用封隔器的作用下，对井段进行分层压裂。在具体压裂中，技术人员要根据油层分布和位移需要，对裂缝目标层，进行间隔的封隔覆盖，之后进行逐步的压裂操作。中断范围可以是独立的，也可由多个中断范围组成。封隔层段的作用，是为了实现不同区域隔断，同时也是保证正常生产需要。在施工中，当目标层在水平井内被两个封隔器压缩时，称为双板裂层破裂。封隔器间压缩多个目标层时，要结合多种技术进行施工。如使用限流压裂技术和球塞法压裂技术。在水平井施工中，如空间数量多，且纵向空间比较大，限制了施工现场位移，则管柱应压裂制成分层段进行操作。并采用限流堵孔技术进行施工。

3.3限流渐裂施工技术

首先是施工井段较长，规模大。井段固液相交换。对于质量流，流体在长距离内具有摩擦力。与垂直井不同，在计算射流摩擦时不能考虑射流压力。在确定结构位移时，要考虑水平井耐磨性，它是主要的限制因素。其次是含砂流体引起的射流孔侵蚀，对裂缝形态有很大影响。而对于立井，流体分布的影响不大，而对水平井，流体分布有一定影响。通常含砂液体与根部孔接触，该位置孔会受到的影响比较大。另外水平井和垂直井，区别在于压裂液中，是否存在径向流动的区域，而使井筒裂缝复杂化阻力显著增加。形成更高浓度的砂浆流动风险。其施工工艺有操作简单，周期短的特点。操作中许多裂缝可被一次性压实，对保持油膜稳定有极大的帮助。但其施工也存在一定缺点，包括会对孔背压力产生影响以及对于单条裂缝不能进行有效的控制。由于受建筑能力等因素限制，当水平井长度比较大、裂缝多时，因此对改造的阻力造成较大影响。

3.4化学隔离压裂

化学隔离压裂技术主要用于套管井，解决套管变形导致正常施工困难等常见问题。由于工艺繁琐，操作周期很长，这项技术没有得到发展。但是随着各种技术方法的发展，出现了新型的技术措施，采用自动破液胶塞破断水平井。该技术将压力管柱插入井眼到达地层末端，进行水力喷射钻井和压裂，然后自动注入裂化液。胶塞完成后，管柱上升到第二层，采用钻孔和折断方法。此方法继续循环，直到构建被压缩。该技术的特点是在使用橡胶塞时抵抗压力差的影响，具有抗温度影响，可调节凝胶形成时间，实现自动破胶。不会有太多残留，不会对基体造成破坏，在达成破胶的基础上，达到预期的目标和良好的效果。

3.5裂缝间巧优化

裂缝之间的距离考虑最好的生产程度和提取，如果裂缝距离太小，则在膨胀中，裂缝会相互干扰，导致预期的裂缝失效，影响油井爆破的效果。裂缝间距过大，裂缝地层不能有效提取，影响储量的提取程度，导致储量流失。在两倍裂缝间距处取排油量，可以避免裂缝干扰。为模拟开发效果，需要采用裂缝建模，得到不同裂缝总产油量曲线。当距离裂缝间距为60m，裂缝有障碍物，总产油量低，此时的产油量相对稳定，总产油量由于距离过大导致储量损失增加。此外，井段布局优化裂缝注水、破裂等增产措施是必要手段。随着压裂技术的不断提高和规模的扩大，水平井改造增加，导致裂缝连接范围扩大，与油井相连的裂缝造成严重的泛滥。为了避免此类情况，在优化水平井裂缝间距时，应关注该区块结构特点，选择裂缝间距和注水井间距。形成水平井方位裂缝，增大改造范围。在破裂中，由于裂缝位置和规模，人工断层沿最大应力方向延伸，与相邻水线相连，加快排水速度。如果裂缝需要避开注入井，需要将距离设置在100~120。渗储层储层地质结合注入井创建储层数值模型，使用软件模拟，水平井采用阶梯式破裂，在相同的裂缝下，裂缝中部越长，产量越好。当一半的裂缝长度超过180m时，单井产量的增长会减慢。由于破层和加砂片的技术因井而异，对于断层的导流也各不相同。因此，分析水平井产能随裂缝在不同导流下的变化。

4结语

水平井的开发技术研究，取得了众多新成果。合理的激励措施，是实现长期收益发展的重要途径。因此，相关技术管理人员，要加强对压裂工艺技术的分析：要根据压裂后形态和油气渗流机理，建立生产中的应用模型。为预测计算的优化，提供了科学依据。同时常用的设计软件，不能满足水平井裂缝的应用和要求。尽管多数软件都能进行设计，但对生产预测的分析明显不足，并对生产中的干涉和位置产生影响，因此，为了适应生产需求，必须开发专用的预测软件，满足水平压裂的工作要求。另外，对于水平井分段压裂技术的应用，其施工的重点是工艺和封堵工具的选择上。因此，必须要做到高效实用持续进行大量的研究工作。以适应未来生产工作的需求。