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水平井分段压裂现场实践前言水平井压裂改造的井段一般为数百米到几千米，从压裂施工的安全性能和最终经济效益考虑，需要优选压裂改造目的层段，采用分段改造措施，即水平井分段压裂技术。水平井分段压裂技术是一项先进的完井技术，是低压、低渗透油气藏开发的重要增产措施之一，也是页岩气快速发展的关键技术。2011年9月份，江汉油田水平井分段压裂施工于建页HF-1井正式启动，该井代表着当时中石化水平段最长、压裂段数最多、入井液量最大、规模最大的页岩气井水平分段压裂施工规模。截止2012年10月，江汉油田先后多次在江汉油区、坪北、八面河、建南气矿等多个区块进行了泵送桥塞射孔压裂联作压裂施工与裸眼封隔器分段压裂施工，并取得了一定效果。现场实践证明，以泵送桥塞射孔压裂联作压裂施工与裸眼封隔器分段压裂施工为主的分段压裂技术为江汉油田油增气升提供了可靠的技术保障。水平井技术的优越性水平井分段压裂工艺技术水平井分段压裂工艺配套及现场施工认识及建议1水平井技术的优越性1.1扩大泄油面积产层暴露多导流能力强与天然裂缝接触的几率高渗流特征以线性流为主，降低水锥垂直井泄油面积：Av=πre2水平井泄油面积：Ah=πre2+LWre1水平井压裂完井特点1.2提高采收率当油井井为直井时，由于储层渗透率低，即使通过增产改造作业，单井的控制半径仍较小，油气井的最终采收率相应较低，而水平井利用长水平段形成的线性泄油方式能大大提高油气井最终采收率，目前已成为提高低渗油气藏采收率的一个重要手段。2水平井分段压裂工艺技术2.1泵送桥塞射孔压裂联作工艺技术工艺原理第一段射孔（用油管将射孔枪下到预定深度，点火射孔）取出射孔枪，进行第一段压裂作业用电缆将桥塞及射孔枪下至预定位置（水平段开泵泵送桥塞）点火坐封桥塞上提射孔枪至预设位置，射孔起出射孔枪和桥塞接头压裂作业用同样方式，根据下入段数要求，依次下入桥塞，射孔，压裂分段压裂完后，采用油管钻除桥塞2水平井分段压裂工艺技术2水平井分段压裂工艺技术技术特点（1）只适合套管固井完井。（2）封隔器可靠性高，压裂层位精确。（3）分压级数不受限制，理论上可实现无限极分段压裂。（4）下钻风险小，施工砂堵容易处理。（5）分段压裂施工周期相对较长，施工动用设备多，费用高。2水平井分段压裂工艺技术配套工具（1）电缆防喷装置（2）射孔枪（3）桥塞座封配套工具（4）水力泵入式复合桥塞2水平井分段压裂工艺技术施工情况及效果—建页HF-1施工供液准备：采用三级供液设施，保障施工用液供应顺畅。施工设备准备：施工前，2000型压裂设备及相应的辅助设备到位。压裂液配制：现场配制浓缩压裂液，再连续混配。的方式采用配置浓缩压裂液，再连续混配的方式施工准备2水平井分段压裂工艺技术现场施工流程9月12日晚，钻杆传输完成第一级射孔；9月13日进行压裂车试压及施工前小型压裂测试；9月14日上午完成第一级压裂施工；下电缆桥塞及射孔枪：泵送桥塞及射孔枪、坐封桥塞、桥塞丢手、拖动三簇射孔、起射孔枪、投球并泵送封堵桥塞、压裂施工第二级。9月15日-17日，重复工序完成余下五级压裂施工。2水平井分段压裂工艺技术压裂施工曲线建页HF-1（7级）压裂施工曲线（2011-9-14）0102030405060708001002003004005006007008009001000110012001300时间（分钟）压力/砂比（Mpa/%）024681012排量（m3/min）压力排量砂比施工排量10-10.5m3/min，压力入井总液量：12037.6m3，总砂量：394.5m3（603.6t）2水平井分段压裂工艺技术压后效果9月17日，压后放喷11小时点火可燃，焰高1m↗2m；钻塞过程放喷，焰高4m↗8m；钻塞后，10月19日，点火可燃焰高7-8m↘5-6m。2水平井分段压裂工艺技术2.2裸眼封隔器分段压裂工艺技术工艺原理用钻杆送分段压裂完井管柱到预定位置，投入低密度球，待球落到座封球座上后，打压16-18MPa，剪断座封球座上的销钉，使座封球座自锁并实现自封，管柱内继续打压，剪断裸眼封隔器和悬挂封隔器剪钉，使悬挂封隔器和裸眼封隔器开始座封，逐级提高压力至20MPa，裸眼封隔器和悬挂封隔器涨封完毕，继续提高压力到25MPa丢开悬挂器丢手，起出钻杆，下分段压裂施工管柱。完成分段压裂回接后从井口打压打开压差滑套，压裂第一段，然后根据设计需要依次投入相应尺寸的低密度球，待低密度球到达球座后打开喷砂滑套，依次进行相应层段的压裂施工。2水平井分段压裂工艺技术技术特点（1）可适合套管井或裸眼井。（2）多级压裂连续施工，措施周期短，降低压裂液滞留地层内时间。（3）压裂管串与完井管串为同一管串，一同下入，减少了施工成本。（4）不进行固井及射孔作业，极大的提高了完井作业时间，避免了水平井固井质量差的问题。2水平井分段压裂工艺技术配套工具（1）投球装置（2）封隔悬挂器（3）裸眼封隔器（4）投球滑套（5）压差滑套（6）井下隔离阀（7）低密度球（8）捕球器封隔悬挂器裸眼封隔器投球滑套压差滑套井下隔离阀2水平井分段压裂工艺技术施工情况及效果—建密HF-1施工供液准备：采用压裂罐供液设施，保障施工用液供应顺畅。施工设备准备：施工前，2000型压裂设备及相应的辅助设备到位。压裂液配制：现场配制压裂液。的方式采用配置浓缩压裂液，再连续混配的方式施工准备2水平井分段压裂工艺技术现场施工流程2月20日上午，泵车憋压打开定压压裂滑套，对第Ⅰ段进行压裂；完成设计加砂量后，用基液顶替10m3，同时投下一级球，改用基液低排量（1m3/min）顶替送球，待球到位后，油管内加压剪断滑套销钉，打开下级滑套。依次投球憋压打开定各级投球压裂滑套，对其余的Ⅱ—Ⅵ段逐级压裂，直至完成整个压裂施工历时400h。2水平井分段压裂工艺技术压裂施工曲线施工排量4.0-6.0m3/min，压力入井总液量：1634.7m3，总砂量：130m3（208t）2水平井分段压裂工艺技术压后效果建密HF-1井6段大规模压裂施工后，于2012年2月20日开始采用油管控制压力和排量防喷排液，截止2012年2月28日油管控制放喷，油压5.7～6.2MPa，累计排液量1138.6m3（返排率69.6%），出口点火可燃，焰高7～8m，初步测试获4～7万m3高产工业气流。目前油管控制针阀生产，油压4.5MPa，日产气19286m3/d，日产液103.31m3，截止2012年3月31日，已累计生产天然气74.2577万m3，产水651.9m3。建密HF-1井压后产量超过方案设计水平，无论初产还是稳产都达到周围压裂井的2～4倍。2水平井分段压裂工艺技术3.13.63.113.163.213.263.314.54.103水平井分段压裂工艺配套及现场施工液罐压裂车组砂罐井口装置井筒准备地面管线施工配套3水平井分段压裂工艺配套及现场施工浓缩液罐砂罐混砂车清水罐2000型仪表车施工现场3水平井分段压裂工艺配套及现场施工投低密度球—建密HF-1井安装压裂工具——建页HF-2井罐车运压裂液—潜页HF-1井“人造池”保证连续供水及压后返排—建页HF-2井1水平井技术是提高低渗储层产量和采收率的重要技术手段，通过提高了水平井增产改造的适应性和效果，扩大了水平井技术在江汉油田的应用2泵送桥塞射孔压裂联作压裂技术与裸眼封隔器分段压裂技术各有优缺点，其中：前者工具下入风险较低，出现砂堵好处理，但施工周期较长，施工成本高；后者施工连续，中途不用停泵，施工成本相对较低，但工具下入风险较高，出现砂堵不好处理。通过利用两套工艺互补特性，目前结合施工井的具体情况，已经成功开展了多口井的现场推广应用，取得了较好的应用效果。裸眼封隔器完井和套管压裂在降低压裂管柱摩阻和近井筒磨阻具有绝对的技术优势，可有效利用现有设备，为大规模压裂施工充分造缝和合理支撑剂铺置带来巨大潜力。34认识及建议谢谢