浅析套管滑套压裂技术的现场应用

浅析套管滑套压裂技术的现场应用

张涛

中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司陕西西安710016

摘要：相比于常规压裂工艺，套管滑套压裂技术能满足大排量、大通径、多段改造的要求，更大的施工排量，更强的造缝能力，更好的压裂效果，从而获得更高的产量；同时，它还可以缩短压裂施工周期，多段改造优势更明显，压裂级数不受限制，易于返排；当前国内各大油田都在该工艺上取得一定的成果，增产效果明显，为非常规油气藏的开发增产提供了有效的技术手段。本文对目前国内套管滑套压裂技术的现场应用进行了分析。

关键词：套管滑套；压裂技术；非常规油气藏；大排量

在油气藏的储藏改造中，传统技术有裸眼分段压裂、水力喷射压裂、射孔压裂等，这些技术在结构原理、施工工艺上都有一定的缺陷。套管固井滑套分段压裂技术是近年来新开发的一种储层改造技术，该技术结合油气藏产层情况，连接滑套与套管并一趟下入井内，进行常规固井，再经由下入开关工具、投入憋压球或者飞镖，逐级打开各层滑套，实现逐层改造。套管滑套压裂技术施工压裂级数不受限制、管柱内全通径、无需钻除作业、后期液体返排及后续工具下入便利、施工可靠性高，即使遇到产层出水，可以通过下入连续管开关工具将滑套关闭从而封堵底水。目前该技术已经广泛应用于低渗油气藏、薄油藏、页岩气以及煤层气等非常规油气藏的增产改造，应用前景十分广阔。

1固井滑套作业流程

套管滑套压裂技术完井及压裂作业主要包括五部分，以投球打开的固井滑套为例，具体流程为：第一步，结合不同产层具体情况，将各固井滑套的位置确定；第二步，依照确定的深度将滑套和套管管柱一趟下入井内进行常规固井；第三步，在第一层实施电缆射孔，接着开始压裂作业；第四步，第一层压裂完成之后，投入一定尺寸的球或飞镖坐入第一个固井滑套（第二层），打开滑套将前一个已经完成施工的层位封隔，然后实施第二层压裂；最后，重复以上过程，实现多级压裂施工。

2现场应用

2.1基本情况

XX-20井和XX-21井为部署在苏里格气田乌审旗区块的两口定向井，两口井的基本情况如下：

XX-20井，完钻井深3396.0m，完钻层位马家沟组，该井最大井斜20.38°，井底位移542.7m，完井方式为Ф114.3mm套管+滑套固井完井。根据测井综合解释、气测结果，确定对上古生界山西组山2（3287.6-3292.3m）井段、山1（3229.6-3232.3m）井段和盒8（3182.5-3190.0m）井段分3层进行试气改造，合层求产。

XX-21井，完钻井深3319.0m，完钻层位本溪组，该井最大井斜2.13°，井底位移21.36m，完井方式为Ф114.3mm套管+滑套固井完井。根据测井综合解释、气测结果，确定对上古生界山2（3220.0-3224.8m）井段、山1（3156.6-3161.1m）井段和盒8（3121.3-3128.0m）井段分3层进行改造，合层求产。

针对该完井方式采用套管滑套分层压裂工艺。

2.2施工流程

先采用电缆射孔第一层（最下一层），然后再采用光套管进行环空加砂压裂。随后再逐级打开套管滑套进行分段压裂施工。

2.3施工曲线及过程分析

（1）XX-20井和XX-21井第一层均为山2层，且都采用电缆传输方式进行射孔，两口井山2层施工曲线如下图所示。

图1XX-20井山2层压裂施工曲线图

图2XX-21井山2层压裂施工曲线图

两口井山2层均为常规电缆射孔后的压裂改造施工，从曲线图可以看出，相同的层位，相同的施工排量，相同的施工液体体系（RP120体系），施工压力也相差较大。

表1施工参数对比表

（2）XX-20井和XX-21井第二层均为山1层，都为套管滑套段，两口井山1层施工曲线如下图所示。

图3XX-20井山1层压裂施工曲线图

图4XX-21井山1层压裂施工曲线图

从图中可以看到，打滑套的迹象都很明显，而XX-21井的施工压裂依然偏高。

表2施工参数对比表

图5XX-20井盒8层压裂施工曲线图

（3）XX-20井和XX-21井第三层均为盒8层，都为套管滑套段，两口井盒8层施工曲线如下图所示。

图6XX-21井盒8层压裂施工曲线图

从图中可以看到，XX-20井的打滑套迹象很明显，而XX-21井打滑套迹象不明显，施工压力依然偏高。

表3施工参数对比表

综合分析来看：XX-20井压裂施工过程中压力比较平稳，都比较低，打滑套迹象明显。而XX-21井各个层位施工压力均过高，且施工过程中压力波动大，盒8层打滑套迹象不明显。不过综合来看，套管滑套四层均全部顺利施工，且相较常规大排量施工作业，压力并不算高。

由于两口井未进行求产，因此参考长庆油田的试验井相关数据，可以看出该技术总体满足了气田后期开发的技术瓶颈，目前在长庆气田已大规模应用。

3相关结论和建议

（1）套管滑套分层压裂工艺相较于机械封隔器分层压裂工艺，能够满足大排量混合压裂设计需求，而且完井井筒结构简单，后期作业难度降低，是多层系致密气体积压裂、提高单井产量的技术发展方向；

（2）使用固井滑套进行压裂前需要综合考虑地质情况、地应力和固井质量等情况判断其适用性；同时，还要精确各压裂工具位置，优化压裂设计，为后期顺利作业奠定基础；

（3）在使用固井滑套进行压裂作业前，要根据可能出现的问题进行应急预案的准备。同时，对于存在的问题要及时分析，全方面考虑，地质、层位、工具、固井等逐一分析，找出原因，提高施工成功率，保障后续的规模化推广应用；

（4）目前国内还未将套管滑套技术应用到页岩气的开采上，通过套管滑套在水平井的应用分析不难发现其多段压裂效果和施工时间较多级可溶式桥塞封隔压裂技术有明显的优势，因此可以向着页岩气方向进一步深入研究；

（5）智能化已经深入当今社会，而通过地面智能化的应用来控制套管滑套的开和关，可以有效避免产层出现异常进而导致全井报废，同时还可有效控制地层产能，提高产能，节约了后期修井维护成本，延长油气井使用寿命。

参考文献：

［1］李梅，刘志斌.连续油管喷砂射孔环空分段压裂技术在苏里格气田的应用［J］.石油机械，2015，43（2）：40-43.

［2］董云龙，唐世忠.水平井套管固井滑套分段压裂完井存在问题及对策［J］.石油钻采工艺，2013，35（1）：28-30.