滿文華

[摘 要]針對(duì)薄互層低滲透油藏儲(chǔ)層薄、跨度大的特點(diǎn)，通過開展復(fù)合分層壓裂工藝技術(shù)研究與應(yīng)用，綜合了機(jī)械分層與投球分層、限流分層的優(yōu)點(diǎn)，滿足了大跨度井的分層壓裂改造；針對(duì)機(jī)械分層壓裂解封難存在的不足，通過改進(jìn)封隔器坐封方式和擋砂工藝，有效防止砂卡管柱，解封載荷減小，小修解封率100%。

[關(guān)鍵詞]薄互層 復(fù)合分層壓裂 分層工具改進(jìn)

中圖分類號(hào)：TM725 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）20-0049-01

1 前言

濱649塊位于濱南油田濱一區(qū)西北部，構(gòu)造位置位于東營凹陷西北邊緣，濱南—利津二級(jí)斷裂帶西段，北依濱縣凸起，東南臨利津凹陷。主要含油層系沙三下、沙四上，屬中低滲透構(gòu)造巖性油藏，含油面積3.2Km2，平均有效厚度23.6m，地質(zhì)儲(chǔ)量490×104t，采收率13%。沙三段平均孔隙度18.2%，滲透率41.6×10-3μm2，沙四段平均孔隙度16.6%，滲透率30.1×10-3μm2。沙三段地面原油密度為0.869g/cm3，地面原油粘度為27.1mPa.s，沙四段地面原油密度為0.867g/cm3，地面原油粘度為29.8mPa.s。地層水為CaCl2型，其中Cl-含量為90046mg/l。地層溫度125℃，溫度梯度3.1℃/100m，沙三段原始地層壓力28.5MPa，壓力系數(shù)為1.04，沙四段原始地層壓力30MPa，壓力系數(shù)為1.02，屬于常溫常壓系統(tǒng)的構(gòu)造巖性油藏。該區(qū)主要改造難點(diǎn)如下：井段跨度大，各個(gè)儲(chǔ)層均衡改造難度大：濱649塊投產(chǎn)井段跨度大，油層跨度90.8-213m，且濱649塊多薄層，籠統(tǒng)壓裂難以確保各個(gè)小層均衡改造。

2 復(fù)合分層壓裂工藝技術(shù)

2.1 分層技術(shù)現(xiàn)狀

目前分層壓裂主要有三種工藝技術(shù)，投球分層、限流分層和機(jī)械分層：

1、投球分層壓裂

該技術(shù)在地層破裂壓力存在一定差異（2-3MPa以上）的多層油氣藏增產(chǎn)改造中得到了較為廣泛的應(yīng)用，特別適用于層間隔層小、不能用封隔器分卡的多個(gè)油氣層進(jìn)行分層壓裂，主要適應(yīng)條件是：一是兩個(gè)儲(chǔ)層應(yīng)力差異超過2MPa，二是套管固井質(zhì)量好，隔層厚度大、分得開，三是低應(yīng)力儲(chǔ)層在上，高應(yīng)力儲(chǔ)層在下，四是分層數(shù)受限，一般分兩層壓裂。

2、限流分層壓裂

限流分層壓裂是采取低密度射孔、大排量施工，依靠壓裂液通過射孔孔眼時(shí)產(chǎn)生磨阻，大幅度提高井底壓力，迫使壓裂液自動(dòng)轉(zhuǎn)向，從而相繼壓開破裂壓力相近的各個(gè)目的層（儲(chǔ)層與儲(chǔ)層應(yīng)力差?。?-3MPa以下）），主要適應(yīng)條件是：一是儲(chǔ)層之間應(yīng)力差異小于2MPa，二是套管固井質(zhì)量好，三是受排量限制一般不超過三層。

3、機(jī)械分層壓裂

機(jī)械分層壓裂是通過封隔器、投球滑套等井下工具分隔手段能實(shí)現(xiàn)一次作業(yè)多個(gè)油層分別壓裂改造，是實(shí)現(xiàn)致密砂巖油藏直井產(chǎn)能釋放的關(guān)鍵技術(shù)，主要優(yōu)勢：一是改造針對(duì)行強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)大跨度或多層油藏的一次均衡改造；二是有效控制縫高，提高縫長；三是減少支撐劑無效鋪置；四是多層一塊投產(chǎn)減少多次作業(yè)、壓裂費(fèi)用和投產(chǎn)周期；五是提高油藏壓后產(chǎn)量和穩(wěn)產(chǎn)效果；六是受機(jī)械分層井壓后起管柱難，易造成大修，一般分兩層壓裂。

2.2 復(fù)合分層壓裂工藝技術(shù)

濱649塊投產(chǎn)井段跨度大，油層跨度90.8-213m，兩到三層的分層壓裂難以滿足儲(chǔ)層四到五段的分層改造的需求，而單純依靠機(jī)械分層，則因?yàn)榫鹿ぞ叨?，壓后解封難，造成大修等問題，對(duì)比我們開展壓裂工藝的組合創(chuàng)新，形成機(jī)械分層+投球分層壓裂工藝組合和機(jī)械分層+限流分層壓裂工藝組合，滿足了儲(chǔ)層多層多段均衡改造的需求。

1、機(jī)械分層+投球分層壓裂工藝組合

針對(duì)井段長、分段多、并且存在較大應(yīng)力差異的井，創(chuàng)新性的實(shí)施機(jī)械分層+投球分層壓裂工藝組合，填補(bǔ)了局內(nèi)工藝空白，目前最大實(shí)施了分三層壓裂，主要對(duì)工藝進(jìn)行了如下改進(jìn)：一是增大工具內(nèi)徑：將封隔器、滑套等工具的內(nèi)徑由38mm增加至45mm，至少保證每次2個(gè)小球（外徑22mm）的通過；二是底部喇叭口：將底部噴砂器改為喇叭口，方便小球通過；三是改進(jìn)投球器，一次只出一個(gè)球；四是室內(nèi)試驗(yàn)50次，成功率100%。應(yīng)用條件：整個(gè)井段具備機(jī)械分層條件，并且下面的兩個(gè)層具備投球分層條件。

該工藝技術(shù)在濱649X61井井成功運(yùn)用，壓裂井段3014.1-3180.5m，跨度166.4m，其中的34-39#層（儲(chǔ)層應(yīng)力47-48MPa）與27-30#層（儲(chǔ)層應(yīng)力44-45MPa）采用投球分層，20-25#層采用機(jī)械分層，10.5日現(xiàn)場施工，經(jīng)裂縫監(jiān)測印證，兩段形成單獨(dú)的裂縫。

2、機(jī)械分層+限流分層壓裂工藝組合

針對(duì)井段長、分段多、應(yīng)力差異較小的井，創(chuàng)新性的實(shí)施機(jī)械分層+限流分層工藝組合，刷新了局內(nèi)紀(jì)錄，目前最大實(shí)施了分五層壓裂，并對(duì)工具進(jìn)行了兩項(xiàng)改進(jìn)，減小節(jié)流壓差，提高施工排量； 一是增大工具內(nèi)徑：將封隔器、噴砂滑套等工具的內(nèi)徑由38mm增加至45mm；二是增大噴砂口面積：將底部噴砂器改為喇叭口，將上部噴砂口面積擴(kuò)大至與最小工具內(nèi)徑一致；應(yīng)用條件：整個(gè)井段具備機(jī)械分層條件，并且組合在一起的層段具備限流分層條件。

濱649X44井井段2925.6-3113.0m，跨度187.4m，采用機(jī)械分兩層+限流組合壓裂工藝：①上層段15-18號(hào)層，跨度64.2m，應(yīng)力差異小，優(yōu)化射孔井段、孔密，形成2條裂縫；②下層段21-29號(hào)層，跨度較大90.9m，應(yīng)力差異小，優(yōu)化射孔井段、孔密，形成3條裂縫；全井共形成5條裂縫。經(jīng)過裂縫監(jiān)測印證，兩段形成5條單獨(dú)的裂縫，除29號(hào)層裂縫擴(kuò)展較小外，其余均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3、分層壓裂工具改進(jìn)

目前機(jī)械分層壓裂管柱中，主要存在兩點(diǎn)不足：一是下級(jí)封隔器不能打平衡，在現(xiàn)場施工過程中壓裂下層時(shí)，不能對(duì)下級(jí)封隔器打平衡，保護(hù)封隔器和隔層；二是容易出現(xiàn)砂卡，難以解決下級(jí)封隔器上沉砂，解封負(fù)荷大，超過小修設(shè)備解封能力，造成大修等復(fù)雜情況，或只能留存井底造成井下事故的問題。為了克服上述問題，特進(jìn)行了如下三方面工具改進(jìn)：一是對(duì)上級(jí)封隔器改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)投球打滑套坐封，在壓裂下層時(shí)，工具不坐封，和噴射滑套一起在投球后，一起坐封，實(shí)現(xiàn)在壓下層時(shí)對(duì)下級(jí)封隔器打平衡，減小了下級(jí)封隔器在壓裂過程中上下壓差，防止出現(xiàn)變形等問題，保護(hù)封隔器，減小后期解封載荷；二是增加二級(jí)擋砂工藝，噴砂后下面增加擋砂皮碗，封隔器膠筒上面增加擋砂膠筒，避免砂落下級(jí)封隔器上，解封時(shí)影響管柱上行，解不開；三是自毀式膠筒，當(dāng)砂沉在自毀式膠筒上時(shí)，解封過程中，膠筒自動(dòng)損毀，不影響管柱上行，從本質(zhì)上消除了砂卡下級(jí)封隔器造成井下事故問題。從現(xiàn)場6口井的試驗(yàn)情況看，工藝成功率100%，并取得了較好的應(yīng)用效果，為直井、大斜度井的分層壓裂提供了技術(shù)支撐。

3 實(shí)施效果

2014年實(shí)施新油井壓裂26口，其中機(jī)械復(fù)合分層16口，從形成裂縫看，其中1口井形成4條裂縫、1口井井形成5條裂縫，其余井形成3條裂縫，從投產(chǎn)效果看，機(jī)械復(fù)合分層壓裂井單井日油較籠統(tǒng)壓裂井提高3.7t/d，效果顯著。

4 認(rèn)識(shí)及結(jié)論

（1）復(fù)合分層壓裂工藝技術(shù)，綜合了機(jī)械分層與投球分層、限流分層的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了大跨度井的分層壓裂改造，效果良好。

（2）改進(jìn)了機(jī)械分層壓裂工具組合，有效防止砂卡管柱，解封載荷減小，小修解封率100%。