水力喷射压裂技术
白步平
[摘 要]对于低压、低渗透率、低孔隙度的“三低”油气藏开发、老井开发和煤层气、页岩气等非常规油气资源的开发，可以通过水力压裂才能达到工业性油气流开发生产。水力喷砂射孔压裂提出了一种新的压裂工艺：通过油管把水力喷射井下装置下到指定层位，地面流体加压，通过井下装置喷嘴形成高压高速射流，在地层中形成一定直径和深度的孔眼；关闭油套环空，保持环空压力略低于地层破裂压力，继续喷射，根据伯努利方程，在孔眼顶部的驻点压力将高于地层破裂压力，此时地层中的裂缝将仅在水力喷射形成的孔眼里破裂、扩展，但水平段端部由于环空压裂液压力低于地层起裂压力而不再开裂。对于不宜实施普通射孔和压裂的井，可以选择水力喷射射孔辅助水力压裂的增产措施。特别是对于裸眼水平井来说，水力喷射压裂可以制造各种复杂的裂缝组合，大大地提高了油井的产能。
中图分类号：TE357.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）06-0001-01
1 主要目标
1.1.研究目标
适应油管排量2.0-2.6m3/min，套管排量0.8-1.2m3/min，喷嘴射速小于220m/s时满足现场油压限压55.0MPa、套管限压35MPa的工况下正常施工。
1.2.技术路线
目前水力喷射压裂工具主要用于压裂施工，喷射器主要用于射孔、压裂一体式应用，封隔器主要用于隔离目的层。
2 现场应用须知
2.1 下钻前由作业队对入井每一根油管长度进行丈量和核实。
2.2 钻具与油管配接完成后，丈量每一个工具件的长度并记录。
2.3 待入井工具长度确定后，依据施工设计中的喷点位置，计算钻具的准确位置，两者之间的误差不超过±1米。
2.4 管柱入井前按设计进行复核，并作好记录，经技术人员确认后方可入井。
2.5 入井油管和工具丝扣必须清洁，连接前丝扣均匀涂抹密封脂；管柱入井时油管丝扣不准上偏。
2.6 直井段控制下入速度不得超过60根/小时，水平段下入速度不得超过30根/小时。
2.7 下管柱过程中若发现管柱遇阻或其他异常情况，应认真分析并及时采取应对措施，与井身结构及井眼轨迹对照，判断遇阻点位置后，可活动钻具缓慢下钻，钻压不应超过8t，必须在现场技术负责人指导下采取应急措施，严禁采取强行下钻等违规措施。
2.8 下钻过程中，应观察油套出液情况，有井涌、溢流等征兆时，应在第一时间停止下钻作业，需要反循环压井（洗井）时，排量应控制在1m3/min以内（防止喷嘴提前脱落）。
2.9 管柱下到预定位置后，复核管柱数据，调整水力喷射压裂工具位置，实际喷点位置与设计位置误差不应超过±1米，且喷点位置应避开套管接箍。然后卸防喷器，装相应型号的压裂井口，装好压力表，过程要求迅速，并观察井口，确定井口受控。
3 应用步骤
3.1 水力喷砂分段压裂施工
钻具结构为：堵头+筛管+单向阀+扩张式封隔器+扶正器+27/8特殊接箍带倒角N80油管0.5米+喷射器总成+27/8特殊接箍带倒角N80油管1米+外加厚安全接头+27/8N80UPTBG倒角油管（考虑油补距、管掛）至井口。
3.2 油管施工排量
油管排量2.0-2.6m3/min，套管排量0.8-1.2m3/min，喷嘴射速210-230m/s，确保射孔质量。
3.3 试油施工工序
3.3.1 通井
通井规外径115/112mm，长度1200mm，通至人工井底。
3.3.2 洗井
洗井液55.0m3，洗井排量500L/min，返出洗井液机械杂质含量不大0.2%，并再次实探人工井底。
3.3.3 试压
清水试压45MPa，30分钟压力下降小于0.5MPa。
3.3.4 油管传输测三样评价固井质量，同时进行油管校深。
3.3.5 按工程设计进行水力喷砂射孔压裂作业
3.3.6 放喷及排液
4 技术及经济指标
4.1 技术及经济指标的检测指标
适应油管排量2.0-2.6m3/min，套管排量0.8-1.2m3/min，喷嘴射速190-220m/s时满足现场油压限压55.0MPa、套管限压35MPa的工况下确保射孔质量。
4.2 预期实现的目标值
适应油管排量2.0-2.6m3/min，套管排量0.8-1.2m3/min，喷嘴射速小于220m/s时满足现场油压限压55.0MPa、套管限压35MPa的工况下正常施工，确保射孔质量的前提下，能保证施工过砂量100m3。
4.3 评价的方法及相关要求
严格按照水力喷射压裂工具现场操作规程及油田的现场工程设计和压裂施工要求、注意事项、应急处理条例进行。
5 总结
现场施工时存在的问题及不足，以及改进的建议：
5.1 压裂过程中碰到多次射孔不开的情况；
是否能提前预判，通过前期测井等工艺获取更完善的地层压裂资料，结合邻井压裂施工参数，进而确定施工井最佳压裂施工参数，保证施工效果最佳；
5.2 压裂工具管柱施工过程中封隔器成为制约其是否具备再次施工能力的关键部件。是否通过改进和加强压裂工具管柱的锚定功能，进一步提高工具施工效率。
