论文部分内容阅读
【摘 要】文南油田位于东濮凹陷中央隆起带文留构造南部次级地堑内，主要含油气层位为古近系沙河街组，油藏受构造巖性双重控制，属异常高压低渗复杂断块油气藏。油气田构造总体走向为北东—南西向，文西断裂带、文东断裂带和徐楼断裂带控制了该区的基本构造格局，形成东西分带、南北分块，垒堑相间的构造格局，由西而东依次为文西地垒带、文南地堑带和文东斜坡带。油区内的次级断层纵横交错，形成众多封闭的小断块。文南油田主体油藏具有的井深、高温、高矿化度、高压、低渗透等特点，决定了油气田注水开发和提高采收率的难度大，对开采工程技术的要求高。
【关键词】高压低渗;分层压裂;工艺技术
一、分层压裂工艺技术研究的必要性
文南油田开发已经进入中后期开采阶段，一类层开采难度越来越难以实施，二三类层级差异相带挖潜即将成为油田开发的中心。从单井上分析，已经打开的油层较多、跨距大、物性差异差别也很大。随着地层压力的下降，油田层间差异大的矛盾越来越制约油藏纵向层间动用的平衡。油井高渗层动用程度大，出水多，低渗层动用程度小甚至未动用，层间矛盾十分突出。
由于以往常规压裂工艺及效果限制，同层位长井段只能进行合层压裂，由于采取合层压裂首先处理的是高渗透层、厚层，其它低渗薄差层则难以得到同时处理，造成的后果是某些低渗薄层难以压开或压开程度有限，导致压后增产幅度小，而高渗厚层却因进入大部分液量、砂量，实际缝长远远大于设计缝长，导致压后含水量增加。
二、取得的主要成果及创新点
分层压裂工艺是针对纵向多产层，提高纵向改造强度的一种压裂工艺。目前文南油田常用的分层压裂工艺技术是采用封隔器将射孔层段分离开来，按设计液量和砂量分别注入处理层段。该工艺一般可以分为 2～3层，其可靠性较高，能准确地控制注入各层段的注入量，适用于射孔层段间有一定距离的分层作业。用封隔器进行分层压裂针对性强、效果好，是目前国内外普遍应用的分层方法。
针对井况复杂的井在常规水力喷射压裂单层的基础上通过应用滑套喷砂器，开发出了文南油田复杂井水力喷射双层压裂工艺技术。
（一）机械分层多层压裂工艺技术
针对文南油田压裂改造转向二、三类油藏以及压裂施工规模较大的现状，依靠封隔器和井下辅助工具，可一趟管柱实现单封单层、单封双层、双封双层及双层三层压裂。极大的缩短了作业周期、节约了施工费用。
1、单封双层压裂工艺技术
单封上下层压裂管柱施工基本操作规程
A、井筒预处理和B、分压压裂管柱管柱下井作业基本操作规程同单封压裂下层相同。
C、压裂施工：
a）按压裂施工设计直接压裂第一层;
b）第一层压裂结束后，由井口向油管内投入一直径46mm钢球，球到位之后打压20MPa左右打开滑套，压裂第二层;
D、封隔器解封操作：
a）、从滑套喷砂器处用密度为1.03g/cm?的污水60m?以上大排量反循环洗井至返出液不含压裂砂;
b）、卸井口，上提封隔器管柱，大约超出管柱原悬重50-200KN，封隔器解封。在起管作用过程中打好备钳，防止井下油管或工具脱落。
c）、如果采取所有措施封隔器仍不能解封，由井口向油管内投入直径55mm钢球，打断丢手接头剪钉，使丢手接头丢手，起出以上的油管，以便后续处理。
E、注意事项
a）、压裂后在放压的过程中必须关紧套管闸门，不允许从套管放压，避免压裂砂落到水力锚处，使之不能正常回收;
b）、放压结束后洗井过程中必须反循环洗井，使井筒内的可能存在的
2、单封封下压上压裂工艺技术
（1）工艺优点
针对多层合采井，对压裂目的层以下层段，主要通过打灰塞或填砂措施实施封堵;对压裂目的层以上开采层段，通过卡封分层压裂，确保压裂目的层能按设计要求实现改造，堵水卡封护层工艺，目的是使压裂目的层跨度控制在15m以内，实现精细压裂。
采用一套封隔器配套辅助工具进行机械分层，既保护了上部的油层和套管，又使得压裂目的层明确，针对性强，压裂效果好;顶替量比较小，降低了施工风险;与反洗井阀配套使用，一旦施工中出现异常，可以反洗井，不会造成大修事故;与滑套喷砂器配合使用，可以实现两套层系一趟管柱一起压裂，缩短了作业周期，节约了作业和压裂费用;
目前采用的压裂封隔器最高耐压可以达到80Mpa，封隔器胶筒抗温度达到150℃，能够满足文南油田高压油井压裂的需要，也是目前文南油田采用最多的压裂方式。
3、双封双层压裂工艺技术
针对长井段开采的老井，可以利用一趟管柱对下部的两套层系同时进行压裂施工。代替了原来的长井段分层笼统压裂，压裂目的层跨度小，一方面节约了大量的作业压裂费用;同时压裂目的层集中，改造效果好;
井下管柱的优点滑套喷砂器过流面积大，施工不受排量和砂量的限制。封隔器采用旋转加压座封，上提解封，同时上下封隔器有带有水力锚和伸缩补偿器，解决了换层过程中管柱的蠕动，可适用于大跨距的分层压裂。最上部安装有安全丢手接头，一旦发生大修事故，则可以投球打掉丢手，使上部的油管能够顺利起出，减少了大修的难度和费用。
4、双封三层压裂工艺技术
（1）封隔器管柱坐封方式为依次上提、右旋、下放管柱，使下级Y221封隔器坐封。上级封隔器依靠压裂施工第一层时的正压差来坐封。采用机械和液压混合坐封方式的两级卡封压裂三层的管柱更容易验证下级封隔器坐封密封性能。
（2）不动管柱，一次连续施工分压三层。基本施工工序为直接压裂第一层，投钢球后压裂第二层（投球Φ40mm憋压将水力锚喷砂器滑套总成的滑套打开），投钢球后压裂第三层（投球Φ46mm憋压将水力锚喷砂器滑套总成的滑套打开）。
（3）封隔器管柱解封方式为直接上提管柱。
（4）压裂施工后可以不动卡封压裂管柱，直接作为完井生产管柱合层采气、采油。
（5）反洗井循环阀连接于顶封上端，抗含固相颗粒高速流体磨损，可以重复开启及关闭，解封上提卡封压裂管柱之前通过反洗井阀反循环洗井，能够清洗出油套环空内沉降的固相杂质，平衡油套压差，降低解封阻力，从而提高了卡封压裂管柱的解封成功率。
（6）在两级封隔器之间串接有管柱伸缩补偿器、在压裂时可缓解由压差产生的干扰、在管柱接封时可实现由上到下逐级接封、降低卡封压裂管柱解封阻力、进而降低作业机提升负荷。
（7）压裂管柱适用最大井斜为35°。
（二）水力喷射多层压裂工艺技术的研究应用
随着文南油田的不断开发，因投入开发时间长，开发层系较多，井下技术状况比较复杂，许多井因井况原因、压裂层隔层小、固井质量差、4吋套内无法卡封等原因，导致常规水力压裂工艺技术无法实施。这一方面导致地质措施目的不能满足，同时许多剩余油不能够有效的利用。另一方面即使应用常规压裂措施后，因井况复杂，导致压裂目的层不能得到有效改造，措施效果差。同时针对水平井压裂，存在着许多瓶颈，特别是因井斜大射孔费用高。因此，解决井况复杂井压裂和水平井压裂是目前文南油田亟待解决的生产开发难题。
三、结论及下步认识
精细分层压裂工艺技术的研究实现了分层压裂工具管柱技术的配套和完善，满足文南油田二三类层开发工作的需要，在最深井深3850 m井深、5 1/2″、4″、跨距 20 m以内形成了一趟管柱实现多段压裂的工艺技术。分层压裂具有较好的推广应用前景，经过现场施工井证实，封隔器分层压裂管柱技术基本上可以满足文南油田压裂工艺需要，达到提高压裂效果、节约成本、缩短作业时间、降低油层污染，实现油田经济高效开发的目的，分层压裂技术有较好的推广应用前景。
参考文献：
[1]赵蒙，陈广辉，李兵.关于采油工程分层注水的工艺应用分析[J].化工管理，2017，0（17）：30-30.
[2]传伟.连续油管精细分层压裂技术在三次加密新井的应用[J].化学工程与装备，2019，0（8）：175-176
【关键词】高压低渗;分层压裂;工艺技术
一、分层压裂工艺技术研究的必要性
文南油田开发已经进入中后期开采阶段，一类层开采难度越来越难以实施，二三类层级差异相带挖潜即将成为油田开发的中心。从单井上分析，已经打开的油层较多、跨距大、物性差异差别也很大。随着地层压力的下降，油田层间差异大的矛盾越来越制约油藏纵向层间动用的平衡。油井高渗层动用程度大，出水多，低渗层动用程度小甚至未动用，层间矛盾十分突出。
由于以往常规压裂工艺及效果限制，同层位长井段只能进行合层压裂，由于采取合层压裂首先处理的是高渗透层、厚层，其它低渗薄差层则难以得到同时处理，造成的后果是某些低渗薄层难以压开或压开程度有限，导致压后增产幅度小，而高渗厚层却因进入大部分液量、砂量，实际缝长远远大于设计缝长，导致压后含水量增加。
二、取得的主要成果及创新点
分层压裂工艺是针对纵向多产层，提高纵向改造强度的一种压裂工艺。目前文南油田常用的分层压裂工艺技术是采用封隔器将射孔层段分离开来，按设计液量和砂量分别注入处理层段。该工艺一般可以分为 2～3层，其可靠性较高，能准确地控制注入各层段的注入量，适用于射孔层段间有一定距离的分层作业。用封隔器进行分层压裂针对性强、效果好，是目前国内外普遍应用的分层方法。
针对井况复杂的井在常规水力喷射压裂单层的基础上通过应用滑套喷砂器，开发出了文南油田复杂井水力喷射双层压裂工艺技术。
（一）机械分层多层压裂工艺技术
针对文南油田压裂改造转向二、三类油藏以及压裂施工规模较大的现状，依靠封隔器和井下辅助工具，可一趟管柱实现单封单层、单封双层、双封双层及双层三层压裂。极大的缩短了作业周期、节约了施工费用。
1、单封双层压裂工艺技术
单封上下层压裂管柱施工基本操作规程
A、井筒预处理和B、分压压裂管柱管柱下井作业基本操作规程同单封压裂下层相同。
C、压裂施工：
a）按压裂施工设计直接压裂第一层;
b）第一层压裂结束后，由井口向油管内投入一直径46mm钢球，球到位之后打压20MPa左右打开滑套，压裂第二层;
D、封隔器解封操作：
a）、从滑套喷砂器处用密度为1.03g/cm?的污水60m?以上大排量反循环洗井至返出液不含压裂砂;
b）、卸井口，上提封隔器管柱，大约超出管柱原悬重50-200KN，封隔器解封。在起管作用过程中打好备钳，防止井下油管或工具脱落。
c）、如果采取所有措施封隔器仍不能解封，由井口向油管内投入直径55mm钢球，打断丢手接头剪钉，使丢手接头丢手，起出以上的油管，以便后续处理。
E、注意事项
a）、压裂后在放压的过程中必须关紧套管闸门，不允许从套管放压，避免压裂砂落到水力锚处，使之不能正常回收;
b）、放压结束后洗井过程中必须反循环洗井，使井筒内的可能存在的
2、单封封下压上压裂工艺技术
（1）工艺优点
针对多层合采井，对压裂目的层以下层段，主要通过打灰塞或填砂措施实施封堵;对压裂目的层以上开采层段，通过卡封分层压裂，确保压裂目的层能按设计要求实现改造，堵水卡封护层工艺，目的是使压裂目的层跨度控制在15m以内，实现精细压裂。
采用一套封隔器配套辅助工具进行机械分层，既保护了上部的油层和套管，又使得压裂目的层明确，针对性强，压裂效果好;顶替量比较小，降低了施工风险;与反洗井阀配套使用，一旦施工中出现异常，可以反洗井，不会造成大修事故;与滑套喷砂器配合使用，可以实现两套层系一趟管柱一起压裂，缩短了作业周期，节约了作业和压裂费用;
目前采用的压裂封隔器最高耐压可以达到80Mpa，封隔器胶筒抗温度达到150℃，能够满足文南油田高压油井压裂的需要，也是目前文南油田采用最多的压裂方式。
3、双封双层压裂工艺技术
针对长井段开采的老井，可以利用一趟管柱对下部的两套层系同时进行压裂施工。代替了原来的长井段分层笼统压裂，压裂目的层跨度小，一方面节约了大量的作业压裂费用;同时压裂目的层集中，改造效果好;
井下管柱的优点滑套喷砂器过流面积大，施工不受排量和砂量的限制。封隔器采用旋转加压座封，上提解封，同时上下封隔器有带有水力锚和伸缩补偿器，解决了换层过程中管柱的蠕动，可适用于大跨距的分层压裂。最上部安装有安全丢手接头，一旦发生大修事故，则可以投球打掉丢手，使上部的油管能够顺利起出，减少了大修的难度和费用。
4、双封三层压裂工艺技术
（1）封隔器管柱坐封方式为依次上提、右旋、下放管柱，使下级Y221封隔器坐封。上级封隔器依靠压裂施工第一层时的正压差来坐封。采用机械和液压混合坐封方式的两级卡封压裂三层的管柱更容易验证下级封隔器坐封密封性能。
（2）不动管柱，一次连续施工分压三层。基本施工工序为直接压裂第一层，投钢球后压裂第二层（投球Φ40mm憋压将水力锚喷砂器滑套总成的滑套打开），投钢球后压裂第三层（投球Φ46mm憋压将水力锚喷砂器滑套总成的滑套打开）。
（3）封隔器管柱解封方式为直接上提管柱。
（4）压裂施工后可以不动卡封压裂管柱，直接作为完井生产管柱合层采气、采油。
（5）反洗井循环阀连接于顶封上端，抗含固相颗粒高速流体磨损，可以重复开启及关闭，解封上提卡封压裂管柱之前通过反洗井阀反循环洗井，能够清洗出油套环空内沉降的固相杂质，平衡油套压差，降低解封阻力，从而提高了卡封压裂管柱的解封成功率。
（6）在两级封隔器之间串接有管柱伸缩补偿器、在压裂时可缓解由压差产生的干扰、在管柱接封时可实现由上到下逐级接封、降低卡封压裂管柱解封阻力、进而降低作业机提升负荷。
（7）压裂管柱适用最大井斜为35°。
（二）水力喷射多层压裂工艺技术的研究应用
随着文南油田的不断开发，因投入开发时间长，开发层系较多，井下技术状况比较复杂，许多井因井况原因、压裂层隔层小、固井质量差、4吋套内无法卡封等原因，导致常规水力压裂工艺技术无法实施。这一方面导致地质措施目的不能满足，同时许多剩余油不能够有效的利用。另一方面即使应用常规压裂措施后，因井况复杂，导致压裂目的层不能得到有效改造，措施效果差。同时针对水平井压裂，存在着许多瓶颈，特别是因井斜大射孔费用高。因此，解决井况复杂井压裂和水平井压裂是目前文南油田亟待解决的生产开发难题。
三、结论及下步认识
精细分层压裂工艺技术的研究实现了分层压裂工具管柱技术的配套和完善，满足文南油田二三类层开发工作的需要，在最深井深3850 m井深、5 1/2″、4″、跨距 20 m以内形成了一趟管柱实现多段压裂的工艺技术。分层压裂具有较好的推广应用前景，经过现场施工井证实，封隔器分层压裂管柱技术基本上可以满足文南油田压裂工艺需要，达到提高压裂效果、节约成本、缩短作业时间、降低油层污染，实现油田经济高效开发的目的，分层压裂技术有较好的推广应用前景。
参考文献：
[1]赵蒙，陈广辉，李兵.关于采油工程分层注水的工艺应用分析[J].化工管理，2017，0（17）：30-30.
[2]传伟.连续油管精细分层压裂技术在三次加密新井的应用[J].化学工程与装备，2019，0（8）：175-176