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水平裸眼井一次多層壓裂技術的現狀

現在，水平裸眼井技術得到越來越廣泛的應用，然而，許多水平裸眼完井都會鉆在低滲透砂巖地層上，許多井的生產速度比預計的要低得多，而且經濟效益很差。壓裂技術作為一項成熟的增產措施，可以有效地解決包括砂巖的垂相非均質、水平滲透率和垂相滲透率較低，以及近井地帶污染等問題。而一次多層壓裂可以沿井身壓開多條裂縫，省時高效地開發油氣藏。

威德福公司水平裸眼井一次多層壓裂新技術，可以減少灰巖和泥巖產層中多層完井所需的時間和資金；廣泛適用于海上和陸上的直井、大斜度井以及水平井；采用模塊化設計，根據井況具體設計；各層可以獨立作業；對于采用Single shot投球式常開壓裂設計，可以實現壓裂增產無需中心管，進一步節省時間，簡化作業，節約時間和成本（3-1/2”壓裂管串最多可以壓裂15層，4-1/2”壓裂管串最多可以壓裂21層，5-1/2”壓裂管串最多可以壓裂22層），球座易磨銑，專利特有的緩沖裝置可降低高泵速送球到位時對球座的沖擊，球座設計能夠保證密封，又不卡球，球能夠返回地面；對于采用Monobore固井式壓裂設計和Multi-shift壓裂滑套設計，都可以通過液壓開關工具實現選擇性多次開關，Monobore固井式壓裂滑套外覆復合材質保護鎧皮，無固井碎屑，防止雜質。

威德福的一次多層壓裂新技術ZoneSelectTM

威德福ZoneSelectTM 壓裂技術是一種模塊式設計，能根據具體要求以及具體應用環境給客戶提供最合適的一次多層壓裂方案，見圖1。

針對裸眼地層，一套完整的壓裂方案包含以下主要因素：裸眼段層間封隔方式；層間壓裂滑套的類型以及壓裂所投球的材料類型。

一、在ZoneSelectTM壓裂設計中，裸眼段層間的封隔方式包括以下4種（如圖2）。

二、層間壓裂滑套的類型，包括以下4種（如圖3）。

其中，SingleShot壓裂滑套為一次性投球開啟，不可關閉，無需連續油管作業，適合于同一壓力體系的水平段應用。

Monobore 壓裂滑套配合固井方式使用，壓裂循環孔外部包裹了一層復合材質外套鎧皮。這層外保護層不密封，但能防止地層或者固井雜質進入壓裂滑套的流通口。而一旦壓裂滑套打開，壓力通過流通口后穿透復合式外套鎧皮，使其分層降解纖維化，是威德福專利產品，降解前后如圖4所示。而Monobore壓裂滑套的開啟和關閉都是通過液壓開關工具配合連續油管作業完成，不受井斜甚至水平段的影響。

Multi-shift壓裂滑套采用投球開啟，后期可以通過液壓開關工具配合連續油管進行選擇性開啟或關閉。

三、壓裂球的材料類型

目前行業內采用的壓裂球有酚醛樹脂材料的(比重1.25)、工程復合材料的(比重1.8)、T6061鋁材質的(比重2.7)以及鑄鐵樹脂的(比重3.6)。威德福目前在全球推薦采用工程復合材料的壓裂球，和指定供應商簽訂了排他性供銷合同，為全球惟一的合法采購商。這種工程復合材質的球在保證順利落到水平井段球座，并保證密封的前提下，可以最大化保證球的完整性，見圖5。

綜上所述，如果采用固井方式配合Monobore壓裂滑套，由于滑套內槽面尺寸都相同，通過地面配管和壓力動作井底液壓開關工具的動作來定位，就可以不限層數的進行水平裸眼段壓裂。相比較，如果采用投球式開啟的壓裂滑套(SingleShot或者Multi-shift)配合底部趾端壓差滑套，由于受到壓裂管串尺寸的限制，3-1/2”壓裂管串最多可以壓裂15層，4-1/2”壓裂管串最多可以壓裂21層，5-1/2”壓裂管串最多可以壓裂22層，壓裂投球級差為0.15”。

以加拿大為例，截止2010年1月，威德福ZoneSelectTM水平裸眼一次多層壓裂技術共安裝132口井，總壓裂層數達1057層，具體見表1。

其中，采用了多種頂部懸掛封隔器類型，以永久式UltraPak-U封隔器為主，使用專門液壓坐封工具坐封，這樣可以使得封隔器本體部件簡化，尤其是在水平裸眼懸重較大的應用中，保證使用的可靠性。而層間裸眼封隔器則涵蓋了液壓坐封壓縮膠筒式（ARES）、擴張式管外封隔器（ACP）以及遇水遇油膨脹封隔器。因不同的模塊設計即不同的壓裂設計，相應使用了不同的壓裂滑套，具體投球式常開壓裂滑套（Single Shot）和趾端壓差滑套（Hyd. Toe Sleeve）使用最多。