水平井超深穿透射孔定向压裂技术探讨

  别业荣

（大庆油田有限责任公司第七采油厂，黑龙江 大庆 163000）

摘  要：针对目前水平井钻遇率低，纵向上丢层，控制不理想，而连续油管水力喷射压裂存在无法精确控制喷射方位的问题，因此提出通过优化布孔及射孔方位，配套采用超深穿透射孔弹，设计“压砂穿泥”和“压泥找砂”压裂方式，实现“一缝穿多层”的目的。现场试验3口井，平均实钻水平段长度731m，油层钻遇率87%，平均穿层压裂5段，较大提高了油层钻遇率，实现了水平段对上下储层的有效控制，同时压后平均日产液5 t/d，日产油5 t/d，是同区直井初期产量的3.5倍，效果明显，较好地提高葡萄花水平井薄互层储量的开发效果。

关键词：定向射孔；超深穿透；水平井；压裂

引言

随着外围低渗透区块的开发，储层逐渐变薄、变差，砂泥薄层交互现象严重，水平井钻遇率低，泥岩段比例大，常规压裂只对钻遇储层进行动用，纵向上丢层，控制不理想，连续油管水力喷射压裂因无法精确控制喷射方位，射孔对地层穿深也有一定的限制，针对隔层较大的层段，利用人工裂缝在纵向上“主动”沟通未钻遇的砂岩层存在一定的技术困难。

针对以上问题，提出根据水平段上下储层分布情况，优化布孔及射孔方位，设计“压砂穿泥”和“压泥找砂”压裂方式，实现“一缝穿多层”目的，达到整个水平段对上下储层的有效控制，提高葡萄花水平井薄互层储量的开发效果。

自2006年以来，采油七厂葡萄花层共投产92口开发水平井，全部采用压裂投产，在压裂过程中共发现18口水平井出现窜槽或套损。近年来随着钻完井质量的提升，连续油管水力喷射压裂的应用，水平井压裂成功率较高，压裂套损井数也得到了有效控制。但是针对隔层较大的井，由于水平喷射受到水力压力的影响，和喷射角度的限制，不能很好的对上下有砂岩的水平段实施穿层压裂，导致这部分井段在选择压裂井段时只能避开或者暂时不能压裂动用，造成单井控制储量降低。尤其是钻遇率较低的水平井，以往水力喷射一般压不开，导致纵向上丢层，储量损失大，通过超深穿透射孔定向压裂技术，能够解决这一问题，提高水平井动用程度。

1 水平井存在的问题

一是水平井油层钻遇率较低，我厂水平井主要在外围低渗透区块，区块油层发育差，主力油层砂岩厚度薄，水平段井眼轨迹易出油层。近年来随着钻井，随钻监测技术的进步，油层钻遇率有所提高，但是也存在水平段油层丢失，水平段不能全部利用。统计2021年12口水平井，设计水平段长度650.8m，实钻水平段长度629.7m，钻遇含油砂岩长度516.8m，平均油层钻遇率81.9％。

二是水平井压裂增产主要是新井投产压裂，基本采取水力喷射环空加砂工艺，施工成功率高，但是水力喷射射孔最大穿透800mm，由于喷枪不能定方位，孔眼不能定相位，喷射孔眼为随机布孔。

三是利用双封单卡压裂管柱，之前采用的射孔弹多为YD-95枪配合SDP40RDX-1射孔，最大穿深658mm，针对一些较大的隔层射孔穿深不够，压裂时压力高，不易压开^[1]。

2 技术优化思路

2.1 定向射孔的技术特点

定向射孔采用重力自定向技术，其技术关键是弹架旋转机构、配重块及定向角结构。弹架旋转机构可使弹架在射孔枪内灵活自由旋转；中间轴承组件使射孔枪始终处于居中状态；在配重块的作用下，弹架将始终保持在指定方位，实现定向射孔。枪内每发射孔弹都能按设定的角度射向油气层的主应力方向，从而提高的射孔效果。

水平井通过专用管串结构把定向射孔枪连接起来，射孔枪内采用内定装置，使射流按设计方位射孔，满足穿层工艺措施有方向性射孔的需求，可在同相位上分布多个孔眼，减少压裂液磨阻，有效降低压裂时的破裂压力，提高压裂成功率^[2]。

2.2 超深穿透射孔弹的技术优点

应用超深穿透射孔，装配SDP45HMX-1型射孔弹，根据混凝土靶检测：该射孔弹平均穿深达到了1805mm，孔眼直径12.2mm。与油田在用的DP44RDX-5型射孔弹相比（平均穿深856mm，孔眼直径9.5mm），混凝土靶穿深提高了110.86%。穿深性能较DP系列大幅提升，适用于低丰度、低渗透率、低孔隙度油藏，严重污染的致密油层，常规与增效完井射孔作业。

应用102SDP39R16-105射孔枪，该枪采用加厚材质，厚度为9mm，枪身坚固稳定，不易出现变形或破裂，枪内径增大，根据射孔方位角，采取内定向方式，满足SDP45HMX-1弹架顺利在射孔枪内转动定向。该射孔器也非常适合钻井与固井造成的损害带大、天然固结地层、天然裂缝、层状页岩、各向同性渗透率地层等^[3]。

2.3组合应用后可定向射孔后压裂的技术优势

为沟通目的层上下储层，提高裂缝控制储量，促使裂缝在纵向上延伸，根据水平段钻遇砂泥岩及上下储层分布情况，隔层厚度及泥质含量，采取定向+超深穿透射孔技术，合理设计布孔及布缝分段数，采取“压砂穿泥”和“压泥找砂”的压裂方式，缩短隔层遮挡有效厚度，提高水平段压裂改造的利用率，通过合理的分段位置及压裂方式优化，实现裂缝穿层控制目的。

（别业荣）水平井超深穿透射孔定向压裂技术探讨.pdf