撞击式滑套分段压裂新技术试验应用

张家志, 薄婷婷, 来 超, 张 菲， 王志恒，胡朋伟

(中国石油长庆油田分公司第四采气厂)

苏里格气田属于典型的“三低”气田，采用水平井开发可以解决扩大单井泄流面积，提高单井产量的目的。随着钻井技术提高，水平井水平段长度进一步增加，最长达到了2 011 m，采用常规的水力喷射[1]或裸眼封隔器分段压裂[2-4]最多能改造10段，因此探索长水平段的改造方式势在必行。

一、撞击式滑套压裂技术原理及特点

1.工艺原理

裸眼封隔器撞击式滑套分段压裂技术是在常规裸眼封隔器分段压裂技术的基础上，采取的一个升级措施，即在同一段储层上，放置2个及以上投球压裂滑套，通过一次投球打开所有滑套，对地层进行均匀改造的技术。

2.技术特点

(1)一个球一次打开多个滑套，减少裸眼封隔器使用个数，降低分段改造成本。

(2)每组中的滑套同时压裂，减少分段级数和压裂施工时间，实现均匀布液的目的。

(3)无需钻磨球座，能直接返排，提高了排液时效。

(4)更大程度暴露储层，增大泄流面积，优化分段压裂级数，提高采收率。

(5)独特技术允许一个球能打开两节滑套。

3.撞击式滑套工具

与常规相比，该技术的关键是在改造段内增加一个撞击式滑套。该滑套原理为：当压裂球被送至撞击式滑套时，销钉剪断，将滑套向下推送至撞击式滑套的喷射孔；坐封球通过撞击式滑套的球座，向下运行，当运行至普通压裂滑套球座时，在压力作用下剪断销钉，将压裂滑套打开，进行该段压裂施工。

图1 撞击式滑套结构图

该工具独特的旁通设计是当压裂施工结束后，开井放喷排液使得压裂球上返，把撞击滑套的旁通孔打开，将滑套的外部和滑套的压裂充填孔沟通(图1、图2所示)，实现全井段气体过流通道。因此不必钻除球座，也不会影响压裂后井的产能。

二、现场试验

在苏里格气田开展了2口撞击式滑套(单段双滑套)现场试验，施工过程顺利，双滑套打开迹象明显。下面以苏6-18-4H2井为例介绍水平井裸眼封隔器撞击式滑套分段压裂改造工艺技术。该井为苏里格苏6区块的1口上古井，完钻井深5 016 m，水平段长1 502 m，砂岩钻遇率96.7%，有效储层钻遇率73.4%，是一口地质显示较好的长水平段水平井井，宜采用撞击式滑套进行分段多簇式压裂。

1.施工工序

施工工序与常规裸眼封隔器分段压裂技术步骤一致，分为井筒准备、下完井工具、分段压裂、排液求产。

图2 撞击式滑套示意图

图3 苏6-18-4H2分段压裂改造管柱图

2.分段压裂施工参数优化

2.1 改造位置优化

根据该井气测、钻完井、电性数据分析，选择整个水平段物性相对较好、具有相对连续的气层段，有效提高改造深度，充分挖掘物性较好的增产潜力。优化设计为分压10段，其中第2、3、4、8、9、10段采用撞击式滑套，最终以10段16簇进行压裂改造。

分段压裂改造管柱如图3所示。

2.2 撞击式滑套开启显示

苏6-18-4H2井分10段16簇分段压裂，一次完成。撞击式滑套打开压力明显(如图4所示，以第九段为例)，从图4可以看出，第一个峰值为撞击式滑套销钉剪切反应，第二个峰值为常规压裂滑套销钉剪切反应。证明滑套按照设计要求打开，实现段内双段同时压裂。其余段的压力滑套打开压力曲线变化图5、图6、图7所示。

图4 苏6-18-4H2第九段滑套打开时压力曲线图

图5 苏6-18-4H2第二、三段滑套打开时压力曲线图

图6 苏6-18-4H2第四、八段滑套打开时压力曲线图

图7 苏6-18-4H2第九、十段滑套打开时压力曲线图

2.3 增产效果

苏6-18-4H2井分10段16簇分段压裂，累计加砂740 m3，实际入井液量7 935.3 m3，测试绝对无阻流量65.659 2×104m3/d，截至2016年5月累计产气量4 000×104m3。

苏6-18-4H1井分8段13簇分段压裂，累计加砂558 m3，实际入井液量6 303.4 m3，测试绝对无阻流量44.385×104m3/d，截至2016年5月累计产气量达到3 400×104m3。

两口井的累计产量优于平均水平，取得较好的实施效果。

三、结论与认识

(1)该工具双滑套打开压力明显，达到了试验目的。

(2)此工艺实现了长水平段水平井的分段多簇压裂，提高了储层改造的针对性，具有较高的经济效益。

(3)该工具为进口工具，成本较高，需加大攻关力度，使得该工具国产化，降低工具成本，为推广应用打好基础。