中海油服油田生产事业部完井中心 天津 300000
摘要：现阶段，延长油田开发中有很大部分都是属于低渗透油气藏，其渗透率低，渗透阻力大，所以，为了提高经济效益，实现油田稳产增产，水平井裂压工艺被广泛应用于各大油田。虽然水平井裂压工艺已经被普遍应用，但在水平井分段裂压施工过程中还存在一定的技术局限性以及设备滞后性，导致目前我国水平井分段裂压技术发展缓慢。基于此，阐述了现阶段我国水平井分段裂压技术现状，以及面临的问题、不足，并对今后水平井裂压工艺的发展趋势进行了分析。
关键词：水平井；分段压裂工艺；现状；展望
一、水平井的优势及压裂原理
1.水平井的优势
在油气开采中，由于水平井所接触油气储层长度比较大，能够很好地增加储层的泄油面积，提高油气产量。另外在油气开采中，如果储层有天然裂缝，通过水平井可以把天然裂缝贯穿起来，从而更好地提升油气开采效果，更好地对油气资源进行开采。
对于原油黏度比较高的产层，通过水平井方式开发，能够明显降低地层流体流动阻力，从而提高采油效率。另外对于一些薄油层，通过直井不能很好地进行开采，可以通过水平井方式对薄油层资源进行很好的开发，从而更好地对储层进行合理利用。
2.水平井压裂原理
在油气开采中，水平井压裂所生产的裂缝和水平井筒轴线方向有关系。在水平井压裂中，如果井筒和最大应力方向相同，就会形成和最小应力方向垂直的纵向裂缝。如果井筒和最大主应力方向垂直，就会形成最大主应力方向延伸的横向裂缝。在油气开采中，在进行水平井压裂之前，油气通常是以径向流的流动趋势聚集在井壁周围，相对来说渗流阻力比较大。通过水平井压裂后，流向会平行于裂缝的缝面，相对来说阻力会有所降低，能够更好地对油气资源进行开采。
二、目前国内外水平井压裂工艺技术现状
1.机械封堵逐层压裂的分段压裂技术
机械封堵逐层压裂的分段压裂技术主要是利用封隔器，在封隔器的作用下对水平井段进行分层分段压裂。在压裂具体施工中会根据油层纵向分布的特点以及施工排量的需要，用封隔器把压裂目的层封隔成不同的层段，然后依次逐层进行分段压裂。水平井压裂层段可以是独立的，也可以是多个压裂段共同组成，封隔层段就是为了可以实现不同层段的单独裂压，同时又可以保证生产需要时实现多层段的压裂。在实际施工中当水平井某一层段出现目的层被两个封隔器夹在中间，这种现象被称为双封隔器单卡分层压裂。
当多个目的层被夹在两个封隔器中间的时候，往往就要求配套限流法压裂技术、堵球法等多种压裂技术相结合进行压裂施工。在实际水平井压裂施工中如果层段数量较多，且个层段纵向间距比较大，使压裂施工现场排量受限，那么就需要通过对封隔器分层段压裂管柱进行限流、封堵炮眼法手段进行逐层压裂施工。
2.化学隔离分段压裂
这项具体技术大部分在套管井情况下使用，可从本质上处理套管产生变形后导致的封隔器难以正常施工等常见问题。因工序较为繁琐，且作业周期很长，所以这项技术并未得到普及与发展。然而，在不同技术方法都得到快速进步与发展时，出现了一个新型的技术措施，也就是自破胶液体胶塞水平井分段压裂。这项技术是指先在射孔中下入压力管柱，直至到达最端部地层，然后采用水力喷射的方法开始射孔压裂，之后注入自破胶液体；完成胶塞后，对压力管柱进行上提，使其到达第二层，采用一致的方法来射孔压裂；采用该方法持续循环，到整个地层都被压开为止。
这项技术关键特性为使用胶塞时会承受一定压差的影响，表现出出色的抵抗温度作用的能力，可对成胶时间进行调整，而且可能实现自动破胶，限制破胶具体时间，也不会出现太多的残渣，基本不会造成伤害，在实现压裂目标基础上达到预期封堵目标与良好的分段压裂效果。
3.水力喷射加砂分段压裂
该技术将隔离、射孔和压裂充分结合到仪器，利用专门的喷射工具从套管以及岩石内穿过，得到孔眼，然后采用射流的方法使通道压力升高，再于环空内通过流体的泵入使环空压力得以增大，通过压力的叠加使地层被完全压开。这项技术的基本原理将伯努利方程为依据，在喷射工具作用下使流体产生动能，以较高的速度通过冲击形成通道；在裂缝产生以后，速度较高的流动物质将被输送到裂隙与孔道内，孔道如同射流泵，受到射流持续作用，流动物质将持续不断的被输入地层，促使裂缝发生延伸，起到防止超压的作用。以上过程实际上是一个将水动力学作用作为核心的水力封隔，无需采用其它方式。将管柱开始拖动以后，把喷嘴放到下个要实施改造的部位，能将所有需进行改造的井段依次压开[5]。该技术的优势包括：（1）无需采用机具就能进行自动隔离，无论是裸眼还是套管完井，都能采用这项技术措施；（2）一次管柱就能完成对多个层段的压裂，除了周期很短，而且还能减小对其它层造成的伤害及影响；（3）可以使喷射压裂实现定向，保证造缝的准确性；（4）通过喷射压裂能减小地层的破裂压力，将破裂压力相对较高的地层顺利压开，保证压裂施工质量；（5）通过对该工艺方法的应用能有效减少压井的次数，并减小对储层造成的伤害，程序简单可行，可带来更大的经济效益；（6）有着很高的安全性，用一趟管柱即可在水平井内进行准确且快速的压缝，另外采用水力喷射工具能和常规油管连接后入井，亦可和直径较大的连续油管联合使用，提高施工的便捷性。
三、水平井压裂工艺发展趋势
二十世纪八十年代国外就在油气层改造方面引入了连续油管，同时出现了许多新型配套技术。本质上讲，连续油管压裂不仅安全经济，而且高效，适用于气层井等逐层压裂以及水平井的分段压裂，具有管柱下入速度较快、操作简单和能大幅缩短作业周期等优势。就当前局势看，国外已经实施了很多次基于该技术的喷射压裂，尤其是采用注入的方法来压裂环空，其进步十分明显，然而，在我国，还未能开展有规模的试验，在环空注入压裂方面依然停留于起步的阶段，还需要不断的研究和试验，并提供配套的工具及基础设施。伴随井下工具与不同配套技术不断发展，这项技术必定成为可在不同压裂方式中使用的特殊且新颖的压裂技术。考虑到水平井压裂往往需要很长的周期，所有压裂液可能对地层造成的伤害应达到尽可能的减小，最好做到无任何伤害。现在我国压裂液体系都在向最小化的地层伤害方向发展，同时致力于提高抗温和抗验性能，尽管清洁压裂液不会造成太大伤害，但成本高昂，无法适应油层的实际温度，即不能在120℃以上的高温条件下使用。为了满足减小伤害这一要求，对压裂液而言，应不断加强张力技术、滤饼技术、助排技术等的研究，以此研发出成本较低且抗温性能良好的新型压裂液。近几年，国外对支撑剂及其回流控制技术进行的研究不断深入，使支撑剂自身适应能力与性能指标均得到了很大的提升。正开展密度更低的支撑剂、纤维和热塑膜覆盖等新技术的研发。
结束语：总之，面对今后更多的非常规油气资源开发，仅依靠现有技术是远远不够的，今后还需要对现有水平井压裂分段技术进行创新研究，实现油气开采的高效、低成本的可持续发展。
参考文献：
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