不动管柱水力喷射压裂技术在川西气田水平井的(2)

油气藏评价与开发第2卷

2工艺原理

水力喷射分段压裂技术主要是采用“动态”封隔方法来代替常规的机械封隔方法，使压裂液沿着井眼流入特定的裂缝中，该技术结合了四大关键技术：水力喷射、水力压裂、喷射泵注、双通道流体注入。

流体通过喷射工具，油管中的高压能量被转换成动能，产生高速流体，在井下需要制造裂缝的位置冲击穿透套管、岩石，形成一定的射孔通道，完成水力射孔。高速流体的冲击作用在水力射孔孔道顶端产生微裂缝，降低了地层起裂压力。射流继续作用在喷射通道中形成孔眼内压力增高（即“增压”），向环空中泵入流体增加环空压力，喷射流体增压和环空压力的叠加超过破裂压力瞬间将射孔眼顶端处地层压破。环空流体在高速射流的带动下进入射孔通道和裂缝中，使裂缝得以充分扩展，能够得到较大的裂缝。同时受孔内增压影响，井底环空压力低于地层裂缝的延伸压力、也低于地层其它位置的破裂压力，从而在水力喷射压裂过程中，已经压开的裂缝不会重新开启，也不会压开其它的裂缝，因此不需要机械隔离，流体只会进入当前的裂缝，这样就达到了水力喷射“动态”封隔、定点压裂的目的[2-3]。

3工艺研究

水力喷射压裂过程包括两个阶段，即喷砂射孔阶段和喷射压裂阶段，喷砂射孔阶段为油管注入、环空开启排液，高挤造缝阶段为油、套双通道同时泵注[4]。常规的水力喷射分段压裂工艺是采用移动管柱方式，只采用一套喷枪组合（图1），在对某一层段完成水力喷射压裂施工后要对下一层段进行压裂时，需

图1常规水力喷射压裂管柱结构

Fig.1

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要移动喷射管柱使喷枪正对需要压裂的层段。此种工艺往往需要配套使用不压井装置，并且由于喷咀寿命限制往往需要频繁起出管柱更换喷枪。

常规水力喷射分段压裂与常规射孔机械分层压裂和填砂打胶塞分层压裂相比较，在水平井分层压裂施工时优势明显。但该工艺存在需带压装置、需动管柱、工期长、需取工具、压井伤害、连续油管排量低等众多缺点，不适合川西地层特征，具体表现在：业；但川西气井一般具有高压特征，1）川西储层低孔低渗、易伤害，受目前国内不压要求不压井作

井装置施工压力限制（15MPa），若采用常规水力喷

射压裂，则需要拖动管柱进行分段压裂施工，每压裂完一段之后对下一段进行压裂时都需要进行压井，由此对已压裂层段必然造成压井伤害。

力喷射分段压裂的施工周期已大大缩短，2）虽然与填砂打胶塞分段压裂相比较，但受喷咀

常规水寿命限制，一套喷枪往往不能完成所有层段的压裂施工，因而往往需要频繁起管柱更换喷咀，并且每压完一层都需要移动管柱至下一层段，所以施工周期仍然较长。

针对常规水力喷射分段压裂工艺的局限，将封隔器多层压裂的投球滑套技术引入到了水力喷射压裂工艺中，在国内外现有的常规水力喷射分段压裂技术基础上创造性地开发出了不动管柱滑套水力喷射分段压裂技术。该工艺结合了水力喷射技术和滑套多层压裂的优点，不动管柱连续分段改造、不带封隔器、管柱容易起出，克服了常规水力喷射需带压装置、需动管柱、工期长、需取工具、压井伤害、连续油管排量低等众多缺点。

3.1不动管柱滑套水力喷射分段压裂管柱结构

在井下工具性能优化、结构改进的基础上，通过优选各个工具间的尺寸匹配关系，形成并完善了水力喷射不动管柱滑套分段压裂施工管柱，如图2所示。

3.2不动管柱滑套水力喷射分段压裂工艺流程

不动管柱滑套水力喷射分段压裂工艺采用多套喷枪组合并配套滑套开关，在对某一层段完成水力喷射压裂施工后要对下一层段进行压裂时不需要移动喷射管柱，而是通过投球等方式打开需要压裂层段的滑套即可对该层段进行压裂施工。其工艺流程