張清龍，賈繼生，張 靜

川慶鉆探工程有限公司長慶井下技術作業(yè)公司，陜西 咸陽 712000

0 引言

水力壓裂是改造油氣層的有效方法，是油氣水井的重要增產增注措施，在油出開發(fā)過程中得到了廣泛應用。隨著對鉆井成本的控制，各油田在地質情況允許的情況下，都偏重于打鉆進速度快、成本低的小尺寸井。對于小于5 in套管井的后期壓裂施工的工藝技術在國內研究甚少，還面臨著很多的技術難題，小井眼壓裂技術的研究與應用對提高油井采收率具有重要的意義。實踐說明，在井涌控制、獲取巖屑、取心、電測和鉆柱測試方面都取得了成功，其經濟效果令人鼓舞，全球鉆井費用降低幅度達30%～50%。

1 小井眼壓裂工藝面臨的難題

1.1 缺少配套的壓裂施工管柱

小井眼的套管直徑明顯變小，要求壓裂施工管柱的尺寸相應變小，這就限制了壓裂施工管柱的尺寸，對于4 in和41/2 in套管甚至更小的小井眼壓裂，目前使用的21/2 in外加厚油管壓裂管柱不能使用，因此有必要研制牛產更小尺寸的壓裂施工管柱。

1.2 缺少配套的小井眼封隔器

對小井眼的壓裂改造，日前常用的封隔器已不適合，必須研制適應小井眼的封隔器等工具，以滿足小井眼壓裂改造的要求。

2 小井眼壓裂工藝技術的應用

常規(guī)壓裂工藝技術研究均針對套管尺寸大于或等于5 in進行，為區(qū)別常規(guī)壓裂井井眼，這里提出小井眼概念。小井眼指套管尺寸小于或等于4 in的井眼，因此其壓裂工藝具有不同下常規(guī)水力壓裂的工藝特點。

2.1 小井眼井壓裂技術的工作原理

擴張式封隔器壓裂管柱由安全接頭、水力錨、K344-95封隔器、K344-95導壓噴砂封隔器、節(jié)流嘴等組成單壓下層管柱或選壓任意層管柱。壓裂時利用整體導壓噴砂器中的節(jié)流裝置或下面的節(jié)流嘴產生的壓力損失，使封隔器坐封并密封油套環(huán)形空間分隔油層。壓裂液經噴砂口進入地層，泄壓后封隔器自動解封。結合低密射孔完井及上提方式可進行多層壓裂。

壓縮式封隔器管柱由安全接頭、水力錨、Y344-95封隔器、導壓噴砂器、節(jié)流嘴等組成單壓下層管柱或選壓任意層管柱。其原理同上。

技術指標：1）擴張式封隔器管柱耐壓50MPa、耐溫90℃；2）壓縮式封隔器管柱耐壓60MPa、耐溫120℃。

技術特點及先進性：1）通過上提一趟管柱一次施工可壓裂2層～3層；2）管柱耐溫耐壓高，可反循環(huán)洗井沖砂。施工安全。

2.2 小井眼壓裂工藝的要求

壓裂管柱尺寸必須與不同的套管、封隔器相匹配：對于5 in、51/2in套管，目前的21/2 in外加厚油管可以使用。在5in、51/2in套管尺寸的井眼，它們之間的間隙分別是18.8mm和27.9mm，因此，5in、51/2 in套管可采用油管或油套、套管注入三種方式，分層壓裂可采用目前封隔器投球方式。

對于4in、41/2in套管，21/2in外加厚油管不能使用，必須研制新型的小直徑加厚油管和相應的封隔器。在尚盡具備條件的情況下，對于4 in和41/2in套管只宜采用油套混注的注入方式，分層壓裂只能采取大工作量的填砂方式。對于4in以下的套管，可以使用l in連續(xù)油管，采用油套混注的注入方式，分層壓裂也只能采取大工作量的填砂方式。對于小井眼的分層壓裂施工，對于不同的套管完井尺寸，采用不同的施工管柱或填砂方式，采取合壓或分壓的方式進行壓裂。

2.3 小井眼壓裂方式的選擇

常規(guī)壓裂工藝中的壓裂方式已比較完備，小井眼壓裂工藝也可以從中找到適合自己的壓裂方式，對這些壓裂方式加以改進、優(yōu)化盾使能達到小井眼壓裂的要求。

1）合層壓裂。小井眼油層在2500m左右，油層膠結致密，滲透率差，需要的破裂壓力很高，全井固井質量難以達到壓裂施工需要的強度。套管壓裂、油套環(huán)空壓裂、油套合層壓裂均不適用，只有采用油管壓裂，且必須在油層以上卡封隔器；

2）單層選壓。應采取填砂+封隔器方式進行。填砂：封隔選壓層以下的層位；封隔器：封隔選壓層以上的層位；保護上部套管，避免因下部套管強度不夠導致壓裂失敗。小井眼壓裂環(huán)空間隙小。在噴砂嘴下部加封隔器易發(fā)生砂卡，在噴砂嘴下部不能使用封隔器；

3）分層壓裂(多層)。小井眼壓裂中，封隔器解封、起管柱是小井眼壓裂的一大難點，多層同時壓裂小封隔器使用數量多，任何一個失效或遇卡將使整個壓裂失??；小井眼內打撈、磨銑困難，事故嚴重可能導致整個井報廢。需進行多層的分層壓裂，可以來用填砂+封隔器的方式進行。先壓最下向的層位然后用砂埋上，再壓上面的層位。如果先壓上面的層位，再壓下面的層位，則上面壓井的層位反吐易卡封隔器。

2.4 油田現場應用

小井眼油水井由于套管直徑小，加砂壓裂容易發(fā)生砂堵現象。2008年，吐哈油田開展小井眼壓裂改造技術試驗，破解了這一難題。施工成功率保持100%，壓后單井平均日增產原油超過19t。在儲層改造方面，以區(qū)塊為單元進行壓裂地質研究，從改造角度劃分了油藏儲層類型，進行了地應力及裂縫形態(tài)研究，開發(fā)了適合低油層條件的低溫低傷害壓裂液體系，建立了以“三小一低”為主要內容的油藏低成本壓裂改造模式，確定了以高能氣體壓裂（HEGF）+小型加砂壓裂復合改造工藝作為抑制人工裂縫縱向生長和控制高水飽油藏壓后含水的有效途徑，用浪潮壓裂流來降低壓裂作業(yè)過程中的油層傷害。在采油工藝方面，主要針對淺油層采用的41/2”套管完井方式，進行了小井眼定向采油方式的優(yōu)選，對確定的有桿泵抽油方式進行了采油工藝研究，抽油機、桿、泵的合理選擇，完善了優(yōu)化設計軟件，開發(fā)研制、改進完善了小井眼常規(guī)配套采油工具及專用打撈工具和隔采工具14種，引進修井工具15種58套，對螺桿泵、無油管采油工藝技術等新型采油工藝進行了引進試驗，為自由化地面流程，降低建設費用，開展了污水處理回注技術、抽油機井計量技術及注水井穩(wěn)流量配水器的研究工作。

除了小井眼壓裂改造技術，吐哈油田還開展了水力深穿透加砂壓裂、井下微地震裂縫監(jiān)測、篩管井壓裂等壓裂新技術試驗，均取得不同程度進展，豐富和完善了吐哈油田壓裂工藝技術體系，為油田增產奠定了技術基礎。

小井眼壓裂技術在吐哈油田增產穩(wěn)產中作用發(fā)揮越來越大。據統計，2008年吐哈油田壓裂作業(yè)有效率超過70%，平均單井日增產原油超過7t，累計增產原油超過11萬t。氣井壓裂同樣見到明顯增產效果，平均單井日增產天然氣2.7萬m3。

3 結論

總之，小井眼壓裂工藝技術應用極為廣泛，具有較高的經濟價值和社會效益，值得深入探討。

[1]徐冬梅.西南油氣田清水混合壓裂工藝喜獲成功[J].石油鉆采工藝，2010(3).

[2]王紅霞.冷家稠油井壓裂工藝及效果分析[J].油氣井測試，2004(2).