时耀亭 ，周 琳，王 伟，赵云生，李玉勤，候素英

（1.中国石油大港油田公司第一采油厂，天津大港 300280；2.中国石油西部钻探工程有限公司 ）

水平井水力喷砂射孔不动管柱分段压裂技术采用动态封隔方法，利用射流产生“伯努利”效应，在井筒内造成局部低压区，在地层内部产生高于井筒内的压力使裂缝生成并向地层内部延伸，通过投球打滑套，实现多段压裂，其管柱主要由液压安全丢手、喷射器、单流阀、筛管、堵头等组成；适用井型为套管固井（新井）、套管射孔、割缝（冲缝）筛管完井（新老井均可）［1－4］。

1 中10－73H井压裂技术

1.1 实施井基本情况

中10－73H井是港中油田北三断块的一口完钻于2010年2月的新井。北三断块处于滨海断层上升盘的边部，上覆地层为平原组、明化镇组、馆陶组、东营组，沙河街组，总的含油层系为沙河街的滨Ⅰ、滨Ⅲ、滨IV油组，目的层为沙一下的滨Ⅲ5油层。该目的层为西高东低的单斜构造，完钻井深3325 m，油层埋深2725～2785 m。目的层为砂岩储层，储层孔隙度15.9% ，渗透率43.9×10－3μm2，油藏类型为构造岩性油藏，油气比为242。该井区1974年9月投入开发，截止目前该井区只有1口注水井，日注81 m3。滨Ⅲ5油层累计采油7.6×104t，2012年2月15日对该井的30650～3311.7 m井段进行了压裂施工，压裂管柱见图1。

1.2 设计原则

（1）针对该井较长水平段，厚油层等特点，同时降低作业风险，采用不动管柱水力喷射分段压裂工艺；为了提高水平井施工排量及单个喷枪的过砂规模，喷枪采用8×φ6.0mm喷嘴组合，上下两层，每层4个喷嘴，90°相位，总体相位角45°。

图1 中10－73H井压裂管柱示意图

（2）根据地质设计优选的分段压裂井段，结合水力喷射分段压裂工艺定点压裂的特点，确定中10－73 H井定点喷射压裂点自下而上分别为：第1段3286.0m±0.5 m，第2段3210.0m±0.5 m，第3段3126.0m±0.5 m，第4段3060.0m±0.5 m（注：喷射压裂点必须避开套管接箍），见表1。

（3）采用控制最高砂浓度的低砂比技术，最高砂液比40%；施工平均砂液比20%～23%，通过砂比的控制降低施工风险。同时采用30－50目陶粒，降低缝宽对加砂难度的影响。

（4）提高压裂冻胶液的粘度增加冻胶液的携砂性能，减小压裂液携带支撑剂在运移过程中的支撑剂沉降速度，减小压裂液在地层中的滤失。

表1 中10－73H压裂井段和喷射压裂点

（5）压后返排采用逐级放大油嘴方式控制排液，预防支撑剂回流和出砂，确保施工安全、成功。

（6）施工中根据情况，合理调整施工程序，确保施工成功。

1.3 支撑剂及射孔砂准备

支撑剂及射孔砂准备见表2。

表2 支撑剂及射孔砂参数 m3

1.4 压裂材料性能要求

（1）压裂液性能要求：① 具有抗剪切性能好、延迟交联、摩阻低、携砂性好、破胶彻底、返排性能好、对地层伤害小等优点，充分考虑与地层及井内流体的配伍性；② 抗高剪切能力：在油层温度条件下，170 s－1剪切80 min，粘度大于150 mPa·s

（2）支撑剂要求：30－50目中密度陶粒69 MPa下，破碎率小于5%；射孔用天然石英砂28 MPa下，破碎率小于14%。

1.5 压裂参数设计

为保证施工的顺利完成，施工中确保总排量在4.4～4.6 m3／min，其中油管排量3.4 m3／min，套管排量1.0～1.2 m3／min。根据已知的裂缝延伸压力梯度，计算每一层需要控制的套管压力，原则是控制地面套管压力低于该层计算出的裂缝延伸压力3～4 MPa。如果没有准确的地应力资料，则根据压开最下部地层时的起裂压力，推算裂缝延伸压力梯度，由此控制压裂上部地层时的套管压力。施工地面压力参数预测见表3。

2 施工情况及效果

2.1 现场分段实施压裂情况

（1）第一层压裂主要数据：排量1.35～3.385 m3／min，压力24.5～71.48 MPa，砂比5%～36%，加石英砂2.1 m3，加支撑剂陶粒砂21.4 m3，阶段用液271.68 m3（图2）。

表3 施工地面压力参数预测

图2 中10－73H井一层压裂施工曲线

（2）第二层压裂主要数据：排量1.35～3.385 m3／min，压力46.17～61.07 MPa，砂比7.0%～40%，加石英砂2.2 m3，加支撑剂陶粒砂31.7 m3，阶段用液291.4 m3（图3）。

图3 中10－73H井第二层压裂施工曲线

（3）第三层压裂主要数据：排量1.35～3.385 m3／min，压力32.3～63.2 MPa，砂比6.7%～39.6%，加石英砂2.0m3，加支撑剂陶粒砂34.98 m3，阶段用液353.94 m3。

（4）第四层压裂主要数据：排量1.34～3.94 m3／min，压力35.0～62.3 MPa，砂比7.2%～37.2%，加石英砂2.0m3，加支撑剂陶粒砂20.0m3，阶段用液228.93 m3。

该水平井多井压裂共加砂116.38 m3，用液1146 m3，最高压力71.48 MPa。

2.2 中10－73H井压裂后的生产情况

中10－73H压裂后累计排液115 m3后，自喷生产，4 mm 油嘴日产液28 m3、日产油7.76 t、含水72.3%，油压、套压6.0MPa；最高日产量达36 t。目前下深抽电泵，日产液64.6 m3，日产油24.2 t，含水62.5%，生产情况平稳。水平井分段压裂技术使一口长停井恢复了生产，已累计挖潜增油8271 t，取得了很好的增产效果。

3 认识与建议

（1）水平井多井段分层压裂是大港油田近年来压裂技术的重大突破，中10－73H井是大港油田分层段最多的管柱一次性压裂井，同时，也取得了突破性的增产效果。该水平井多井段压裂成功为今后高压低渗透储层压裂改造，提高这类井的产能与改善开发效果积累了技术经验。

（2）今后实施水平井多段压裂时，应论证每一口水平压多井段分层压裂地质方案，加大对不同储层压裂参数的优化设计，并在配套压裂管柱工具方面强化防卡功能的提高和防止压裂砂的返吐，以减少压裂后管柱卡造成的大修，从而提高水平井多井段分层压裂实施措施的整体效益。

［1］王鸿勋.水力压裂原理［M］.北京：石油工业出版社，1987：180－205.

［2］万仁薄，罗英俊.采油技术手册［压裂技术］［M］.北京：石油工业出版社，1991：130－139.

［3］王贤君，张明慧，肖丹凤.超低浓度压裂液技术在海拉尔油田的应用［J］.石油与天然气地质，2012，26（6）：111－113.