机械分层压裂工艺技术在长庆油田的研究和应用

机械分层压裂工艺技术在长庆油田的研究和应用

丁蕻

川庆钻探长庆井下S00661队陕西西安710000

摘要：长庆油田经过三十多年的建设，现已是生产千万吨原油的大型油田。传统压裂工艺采用多层合压或填砂压裂，多层合压，裂缝便在物性较好的油层中延伸，而低渗透油层难以被压开，影响压裂效果。填砂压裂，施工周期长，工序复杂，费用高。所以利用最小的投入产出比挖掘各油层潜能，应对低压低渗油层实施分层压裂改造工艺。通过对国内外资料进行调研，优选出机械卡封分层压裂工艺。

关键词：长庆油田；集输工艺；地面建设

1前言

随着勘探向深层、复杂地层的延伸，长庆油田油气勘探的新特点越来越多样化和复杂化。措施难度加大，压裂技术要求越来越高。随着地层压力的降低，油田各层之间的矛盾越来越制约着油层的纵向平衡。为了缓解夹层矛盾，提高最终采收率，有必要对低压低渗油藏进行改造，控制高压高渗透油藏的规模，以改善剖面的生产状况。

2概述

连续分层压裂技术经历了传统的选层、限流压裂、充砂、液胶塞压裂和封隔器压裂开发阶段。近年来，长庆油田采用垂直井连续压裂技术，达到了高效、封堵、井筒完整的目的。扩大了管柱3段机械密封连续压裂技术。实现一趟管柱连续分压8段的突破，初步试验连续油管分层压裂和套管滑套完井分层压裂工艺，分别取得连续分压8段和9段的突破。各种连续压裂工艺的特点见表1。

通过表1的分析，结合当前国内石油和长庆多层压裂技术发展程度的情况下，固定管柱机械封隔压裂技术作为一种连续的压裂过程的主体，考虑到技术的成熟度和作业的成本，应作为继承压裂过程的首选技术；连续油管压裂技术由于其灵活的结构，机械分层技术在国外使用广泛应用于多层技术、套管滑套完井分层压裂技术系列不限于前瞻性技术一直保持良好的完整性，这两种技术后，应考虑在国内连续压力技术的发展方向。

3不动管柱机械封隔分层压裂工艺

目前，国内压裂工具主要分为2～3级连续压裂。为了进一步提高过程的有效性和满足多层压裂的需要，在基本机械封隔器与k344压裂工具气田，从技术示范，开始研究管柱设计、结构优化等，实现512个“持续压力8突破外壳，缩短试气周期，施工效率大大提高。

3.1工艺原理及施工工序

机械压裂管柱主要由水力锚、K344封隔器滑，节流喷砂套、滑套座、安全接头、节流喷嘴。其主要原理是射孔套管是根据多段生产层设计，独立完成生产线的压裂，第一取决于节流阀的节流作用，打开第一压裂封隔器和井下砂层的通道，然后通过封隔器的封隔及井下喷砂滑套的开启来实现由下往上的逐层改造，最终实现不动管柱一次分压多层合层排液求产。具体施工程序见下文。根第一部分：如果压裂压裂砂堵或设备故障，应及时循环洗砂堵举球压裂后；第二节流喷砂机，二压裂渠道的建立：以设计排量压裂第一部分，第一段压裂顶替达到设计的投球顶替量时，从井口油管阀处投入钢球，待钢球到位后，油管加压使钢球上下压差至15MPa打开第二段节流喷砂器芯子，钢球和芯子一起继续下行到滑套座，阻断第一段，建立二次压裂的第二部分：压裂渠道；第二部分根据压裂设计。压裂时若出现砂堵或设备故障，应及时进行反循环冲洗。

3.2不动管柱机械封隔连续分压工艺应用特点

效率高、机械封隔器连续压8层突破自主研发的新型k344支撑封压裂混合管柱通过不断改进密封，取得了一趟管柱连续等级8的压力。该技术采用一次射孔、机械密封、连续压裂、快速完井等技术方案，压裂作业效率高。封隔器的五层及以上表明，压裂五层作业时间一般只有4~7H统计，压裂七层时间为10.5小时，大大缩短了测试周期，减少损伤。

管柱可靠，能够满足连续分压和后期作业的需求。统计压裂30口井158层五层以上的试验井，2口井2层滑套不常开，常开套可靠性达到98.7%；k344新封隔器多层压裂管柱的设计过程中测试后的措施，提高7口钻井，钻井作业后分层实施改造，除了1口井压裂砂堵密封解决，其他的顺利进行，满足作业后的措施。

4连续油管分层压裂工艺

用于连续分层压裂的连续油管可选择性地增加生产压裂，提高生产能力、储量和净现值，最大限度地减少对环境的影响。连续油管压裂注封器，按不同的方式，主要有连续油管注水、跨隔封隔器和油管射孔、环空注水、充砂封隔器和油管射孔、环空注水、单封隔器三种类型。其中，连续油管爆破、射孔、环空注堵、砂封连续分离技术已在长庆油田得到应用。

4.1工艺原理及施工工序

连续油管连续压裂、射孔、环缝压裂、封砂连续分离技术是一种射孔、压裂、封堵工艺。具体施工过程如下：连续油管喷砂工具放置进行第一层；穿孔直至断裂；断裂；灌砂；上提管柱二穿孔；洗管柱，清洁管柱残余支撑剂，实现多层压裂；清砂轴。

4.2连续油管分层压裂工艺特点

井下工具简单。由于采用水力喷砂、环形压裂、封砂封隔器，井下工具简单、理论上不受压裂压力系列的影响。目前，长庆气田单井最高分压为8层。

能满足深井和大型体积压裂施工要求。由于环空压裂的使用，相对于油管的压裂注水可以满足较大排量压裂的要求。连续油管射孔、环空注入，连续起爆阶段压裂防砂充填包装机、携砂液通过环形管射孔，大大减小了摩擦损失；同时，环形喷射是连续油管注入液体流经喷嘴时油门摩擦的产生，从而减少油管尺寸和喷嘴的质量要求最大化，可以满足深和大型压裂施工要求。

5结束语

分层压裂管柱可实现不动管柱对两个目的层自下而上进行分层压裂施工，对目的层针对性强，改造彻底；分层压裂缩短了探井多层压裂的施工周期，提高了经济效率，减轻了气层二次污染；在以后工作中，加强做好机械分层的选井选层工作，提高勘探开发效果。

参考文献：

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