水平裸眼井一次多层压裂技术的现状

现在，水平裸眼井技术得到越来越广泛的应用，然而，许多水平裸眼完井都会钻在低渗透砂岩地层上，许多井的生产速度比预计的要低得多，而且经济效益很差。压裂技术作为一项成熟的增产措施，可以有效地解决包括砂岩的垂相非均质、水平渗透率和垂相渗透率较低，以及近井地带污染等问题。而一次多层压裂可以沿井身压开多条裂缝，省时高效地开发油气藏。

威德福公司水平裸眼井一次多层压裂新技术，可以减少灰岩和泥岩产层中多层完井所需的时间和资金；广泛适用于海上和陆上的直井、大斜度井以及水平井；采用模块化设计，根据井况具体设计；各层可以独立作业；对于采用Single shot投球式常开压裂设计，可以实现压裂增产无需中心管，进一步节省时间，简化作业，节约时间和成本（3-1/2”压裂管串最多可以压裂15层，4-1/2”压裂管串最多可以压裂21层，5-1/2”压裂管串最多可以压裂22层），球座易磨铣，专利特有的缓冲装置可降低高泵速送球到位时对球座的冲击，球座设计能够保证密封，又不卡球，球能够返回地面；对于采用Monobore固井式压裂设计和Multi-shift压裂滑套设计，都可以通过液压开关工具实现选择性多次开关，Monobore固井式压裂滑套外覆复合材质保护铠皮，无固井碎屑，防止杂质。

威德福的一次多层压裂新技术ZoneSelectTM

威德福ZoneSelectTM 压裂技术是一种模块式设计，能根据具体要求以及具体应用环境给客户提供最合适的一次多层压裂方案，见图1。

针对裸眼地层，一套完整的压裂方案包含以下主要因素：裸眼段层间封隔方式；层间压裂滑套的类型以及压裂所投球的材料类型。

一、在ZoneSelectTM压裂设计中，裸眼段层间的封隔方式包括以下4种（如图2）。

二、层间压裂滑套的类型，包括以下4种（如图3）。

其中，SingleShot压裂滑套为一次性投球开启，不可关闭，无需连续油管作业，适合于同一压力体系的水平段应用。

Monobore 压裂滑套配合固井方式使用，压裂循环孔外部包裹了一层复合材质外套铠皮。这层外保护层不密封，但能防止地层或者固井杂质进入压裂滑套的流通口。而一旦压裂滑套打开，压力通过流通口后穿透复合式外套铠皮，使其分层降解纤维化，是威德福专利产品，降解前后如图4所示。而Monobore压裂滑套的开启和关闭都是通过液压开关工具配合连续油管作业完成，不受井斜甚至水平段的影响。

Multi-shift压裂滑套采用投球开启，后期可以通过液压开关工具配合连续油管进行选择性开启或关闭。

三、压裂球的材料类型

目前行业内采用的压裂球有酚醛树脂材料的(比重1.25)、工程复合材料的(比重1.8)、T6061铝材质的(比重2.7)以及铸铁树脂的(比重3.6)。威德福目前在全球推荐采用工程复合材料的压裂球，和指定供应商签订了排他性供销合同，为全球惟一的合法采购商。这种工程复合材质的球在保证顺利落到水平井段球座，并保证密封的前提下，可以最大化保证球的完整性，见图5。

综上所述，如果采用固井方式配合Monobore压裂滑套，由于滑套内槽面尺寸都相同，通过地面配管和压力动作井底液压开关工具的动作来定位，就可以不限层数的进行水平裸眼段压裂。相比较，如果采用投球式开启的压裂滑套(SingleShot或者Multi-shift)配合底部趾端压差滑套，由于受到压裂管串尺寸的限制，3-1/2”压裂管串最多可以压裂15层，4-1/2”压裂管串最多可以压裂21层，5-1/2”压裂管串最多可以压裂22层，压裂投球级差为0.15”。

以加拿大为例，截止2010年1月，威德福ZoneSelectTM水平裸眼一次多层压裂技术共安装132口井，总压裂层数达1057层，具体见表1。

其中，采用了多种顶部悬挂封隔器类型，以永久式UltraPak-U封隔器为主，使用专门液压坐封工具坐封，这样可以使得封隔器本体部件简化，尤其是在水平裸眼悬重较大的应用中，保证使用的可靠性。而层间裸眼封隔器则涵盖了液压坐封压缩胶筒式（ARES）、扩张式管外封隔器（ACP）以及遇水遇油膨胀封隔器。因不同的模块设计即不同的压裂设计，相应使用了不同的压裂滑套，具体投球式常开压裂滑套（Single Shot）和趾端压差滑套（Hyd. Toe Sleeve）使用最多。