薄差油层压裂工艺技术

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[摘要]本文共论述了七种压裂技术，其中多层段侨塞压裂技术是―种独特的分层压裂管柱，它将分层压裂变成多次单压下层。因此该技术既有单压下层工艺满足大跨距、大砂量、高砂比、低替挤压裂要求的技术优势，又具有分层管柱一趟管柱压裂多层的简捷高效的特点。

[关键词]薄差层；水力压裂；可取桥塞；平衡保护

大庆油田进入高含水期开采后，需要进行压裂挖潜的薄差油层主要是指独立型表外储层，也包括部分有效厚度较薄(小于0.5m)的非主体薄层砂。从薄差层的生产能力看，虽然单井钻遇层数可达数十个，但自然产能很低，只有经过压裂改造后才能获得较高的产油能力。

本文介绍了限流法压裂、薄隔层平衡限流法压裂、桥塞压裂等等压裂技术，这些技术的应用，为大庆油田在高含水开发后期进行注采结构调整，实现持续高产稳产发挥了重要作用。本课题的研究，可以丰富和完善压裂工艺理论，推动压裂工艺技术的发展和应用，具有重要的理论意义和实际应用价值。

大庆油田是个非均质多油层的砂岩油田．自从80年代初油田进入高含水期开采以来，相继进行了一次加密、二次加密和三次加密井网开采。低和特低渗透率薄差油层也逐步成为了油田调整挖潜．实现持续稳产的重要物质基础。针对低渗透薄差层层多而薄、渗透率低、层间隔层小且与高含水层间互分布，纵向上分布跨距大。平面上含水连通等复杂情况．必须经过压裂改造后才能投入开发的特点。大庆油田一直致力于薄差层压裂挖潜技术的攻关，目前已形成了技术系列

一、限流法压裂完井技术

限流法压裂完井技术适用于未射孔新井的完井改造，射孔方案是压裂方案的重要组成部分。其技术原理是通过严格控制各压裂目的层的射孔炮眼数量或炮眼直径，采用尽可能大的注入排量进行施工，利用最先被压开层吸收压裂液时产生的炮眼摩阻，在大幅度提高井底压力的同时，迫使压裂液分流，相继压开破裂压力较高的其他目的层。最后加砂支撑各层裂缝，达到一次施工同时处理多个油层的目的。

二、薄隔层平衡限流法压裂技术

薄隔层平衡限流法压裂技术可应用于未射孔新井中与高含水层邻近的薄差油层进行压裂挖潜。压裂过程中保护薄隔层的原理是利用大庆油田压裂裂缝主要为水平延伸，交错裂缝一般被隔层限制在油层内部的特点，应用限流法压裂原理将压裂目的层与高含水层都射开，并置于同一压裂层段内同时进行压裂，使高含水层与压裂目的层处于同一压力系统中，它们之间的薄隔层上、下压力平衡．不承受足以破坏薄隔层与水泥环的高压差。从而达到保护薄隔层的目的。为了油井压裂后能正常投产，压裂完后还必须对高含水层进行封堵。实施该技术的基本条件是薄隔层处固井质量必须优良。

三、投球法多裂缝压裂技术

投球法多裂缝压裂技术适用于已按常规孔密射孔完井条件下不能用封隔器进行分卡的多个薄差油层的压裂改造。其技术原理是当第一个层被压开并加砂支撑裂缝后，应用压裂液将一种高强度的暂堵剂携带至压裂卡段内，在已压开油层的裂缝口处聚集，封堵该层吸液通道．迫使压裂液转向，从而压开破裂压力更高的层。如此反复，直至完成卡段内全部目的层压裂为止。

四、定位平衡压裂技术

定位平衡压裂技术是在常规射孔井中实施限流法压裂和薄隔层平衡限流法压裂改造低渗透油层的技术。该技术的关键就是井下工具一定位平衡压裂封隔器。其技术原理是利用定位压裂封隔器上的长胶筒和喷砂体或压力平衡器来控制压裂目的层的吸液炮眼数量和位置，达到裂缝定位和控制目的层吸液量的目的。压力平衡器相当于对准高含水层的一个喷砂体，它只能让液体通过，砂子通不过，可以使高含水层产生一条无支撑的裂缝。保证高含水层与压裂目的层处于同一压力系统中，使薄隔层上下压力平衡而得到保护。

五、高砂比宽短缝压裂技术

高砂比宽短缝压裂技术是应用可进行高砂比压裂施工的管柱进行限流法完井压裂或其他方式的压裂，它可以有效地提高砂浆中的砂浓度(砂比)，尤其是尾砂浓度。进行限流法压裂时，支撑裂缝半径可控制在10m左右，特别适用于大庆油田密井网(井距仅lOOm左右)油井的完井改造。该技术的关键是可以满足高砂比(50％-60％以上)施工要求的多压裂管柱，它主要由安全接头、水力锚、Y341-114可反洗井封隔器、K344-114导压喷砂封隔器等组成通过管柱上提完成多个层段的压裂。

六、桥塞压裂工艺研究

桥塞压裂工艺是一项独特的压裂技术．将分层压裂变为多次单压下层。该技术满足大跨距、大排量、低砂比、多层段压裂要求，具有综合技术优势。可取式桥塞是该技术的研究关键，桥塞卡瓦是桥塞研制的难点。采用有限元对桥塞卡瓦进行优化设计，现场应用取得了很好的效果。

该工艺没有卡距限制，可进行任意跨距的压裂，满足多层段、高砂比压裂的要求。此外，由于携砂液不刺套管，减小了压裂施工对套管的损坏。该工艺一次施工可完成2-3个层段的压裂，每个层段至少包括5个小层。

七、水力压裂技术

优化压裂设计在水力压裂技术中占有主要位置。这项设计要求首先用油藏动态模拟预测不同的裂缝长度和导流能力可能达到的油气产量，然后用所测得的数据建立裂缝长度和经济效益之间的关系．确定达到不同的裂缝长度和导流能力所需要的费用，最大限度地提高经济效益。在影响压裂施工成败的各种因素中。重要的是压裂液及其性能。目前国内外已经研究开发出了剪切敏感性好、携砂能力强、适用于高温的压裂液，考虑到其成本和安全性能，目前矿场上90％以上的水力压裂都使用水基压裂液。泡沫压裂液占10％左右。而油基压裂液的使用量很少。

八、结论

薄层压裂技术的应用，提高了薄层压裂的施工成功率，压后增产效果明显，经济效益显著，进一步推广应用前景广阔。水力压裂技术的发展是随油田开发的需要而发展的。随着油田含水的上升，压裂目的层由中、低渗透层转为低和特低渗透的薄、差层，以及“三低”油层，水力压裂技术也相应地由一井多段发展到一段多层．由适应1000m井深发展到3000m井深。由单一技术发展到多项技术，由常规井眼发展到特殊井眼，基本上已形成了系列化，满足了油田各开发阶段对不同油层进行压裂完井和改造的需要。

随着水力压裂施工的要求越来越高，压裂液和支撑剂的性能也需越来越高，因此必须加强高性能压裂液和支撑剂的研究与开发。