水平井鉆完井多段壓裂增產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)及規(guī)?；I(yè)應(yīng)用參與情況

主要完成人：劉乃震，劉玉章，蘭中孝，汪海閣，王 峰，王金云，張守良，丁云宏，余 雷，王文軍，王 輝，王志明，向瑜章，安文華，宋朝暉

主要完成單位：中國石油天然氣股份有限公司勘探開發(fā)研究院，中國石油集團長城鉆探工程有限公司，大慶油田有限責任公司，中國石油集團鉆井工程技術(shù)研究院，中國石油集團西部鉆探工程有限公司，中國石油天然氣股份有限公司吉林油田分公司，中國石油集團川慶鉆探工程有限公司，中國石油天然氣股份有限公司遼河油田分公司，中國石油新疆油田分公司，油氣鉆井技術(shù)國家工程實驗室

2012年度國家科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎。

水平井隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展和對油藏認識的提高，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各類油藏。隨著水平井實施規(guī)模的擴大，水平井部署與實施目標將會越來越復(fù)雜，對各項技術(shù)的依賴程度也會越來越高。水平井鉆井技術(shù)的成熟應(yīng)用，地質(zhì)優(yōu)化設(shè)計和井眼軌跡的跟蹤調(diào)整，完井設(shè)計的優(yōu)化、合理工作制度、穩(wěn)油控水措施以及多學(xué)科協(xié)同管理是應(yīng)用水平井技術(shù)轉(zhuǎn)換稠油開發(fā)方式成功的必要條件。

目前國外水平井完井主要采用裸眼完井，適合于碳酸巖鹽等堅硬不坍塌地層；割縫襯管完井、帶管外封隔器的割縫襯管完井適應(yīng)于水平段油層非均質(zhì)性嚴重或水平段穿越多個層系；射孔完井有利于避開夾層水、底水、氣頂，可實施水平段分段射孔、試油注采和選擇性增產(chǎn)措施，能將層段分隔開，對于高壓油氣水層、低壓易漏失層能較好的控制曾段之間的竄通。在熱采水平井采用提拉預(yù)應(yīng)力固井，水泥反至井口，但要求較高的固井質(zhì)量和較高的射孔操作技術(shù)；礫石充填完井由于其工藝的復(fù)雜性目前處于試驗開發(fā)階段。

國內(nèi)水平井完井及采油技術(shù)近幾年發(fā)展較快，但起步晚，完井方式單一，與各類油藏適應(yīng)性不強。大多采用固井射孔完井，但由于固井質(zhì)量難以保證，不利于特殊復(fù)雜油氣藏提高產(chǎn)能和采收率，特別是油田開發(fā)后期由于油層壓力下降，全井固井完井易造成油層污染，而且施工周期長、費用高。

水平井完井技術(shù)工藝結(jié)構(gòu)

套管外封隔器主要由橡膠筒、中心管、閥箍等組成?？芍苯优c套管串連接；橡膠筒是一種帶有軟金屬片疊加成的加強層與橡膠硫化一體的可承受高壓的的可膨脹密封元件；閥箍上裝有兩只斷開桿和三個并列串連在一起的控制閥，在施工中閥系可以準確的控制封隔器座封，不會提前座封或由于座封壓力過大而脹破膠筒；閥箍中還有過濾裝置，確保鉆井液中的各種顆粒物不會堵塞閥孔及進液通道。

水平井完井技術(shù)工作原理

（1）基本作用原理，根據(jù)帕斯卡流體力學(xué)原理：“在一個平衡的流體中，由于外部施加的壓力而引起分壓力在整個流體內(nèi)部各部分是均勻變化的”。套管外封隔器正是應(yīng)用這一原理。當封隔器內(nèi)膨脹到一定壓力后，其外部壓力（壓差）的增減都會引起內(nèi)部壓力的相應(yīng)變化，外部壓差增加封隔器對井壁的密封壓力也成比例增加，封隔器的膨脹壓力達到一定后就能隨著環(huán)空壓差的變化而變化，封隔器承受環(huán)空壓差能力與環(huán)形間隙大小是成反比關(guān)系。

（2）膨脹原理，頂替膠塞通過封隔器中心管及閥接頭時將斷開桿打斷，（如果無膠塞通過應(yīng)事先將斷開桿卸掉），當頂替膠塞碰壓或運行到阻流板時，在套管內(nèi)形成密封并蹩壓時，井內(nèi)流經(jīng)閥箍的進液孔、濾網(wǎng)，進入鎖緊閥，當壓力達到設(shè)定值時鎖緊閥上的銷釘被剪斷，鎖緊閥打開，同時單流閥也打開，井內(nèi)流體經(jīng)限壓閥進入中心管與膠筒間的膨脹腔內(nèi)，在壓力作用下封隔器膨脹變形與井壁緊密接觸形成密封。當膨脹腔內(nèi)的壓力達到一定時，限壓閥銷釘剪斷，限壓閥便會關(guān)閉，將進液孔堵死，此時套管內(nèi)壓力的大小對封隔器膨脹腔內(nèi)的壓力無任何影響，實現(xiàn)安全密封；當井口放壓為零后，鎖緊閥自動鎖緊，實現(xiàn)永久性關(guān)閉，以后的井下的各種壓力作業(yè)不會影響封隔器的工作狀態(tài)。

水平井完井技術(shù)工藝原理

此項完井技術(shù)可用于造斜段須要卡封水層或氣層的情況。在完井管柱中將管外封隔器與割縫襯管完井技術(shù)結(jié)合在一起，根據(jù)油藏膠結(jié)程度在水平段下入割縫襯管，上部接兩級管外封隔器，一級卡封在目的層與上部水層或氣層之間的夾層處，另一級封隔器卡封在上層套管內(nèi)。這種完井方式可以按層段進行作業(yè)和生產(chǎn)控制。

水平井完井技術(shù)技術(shù)特點

（1）適用范圍廣，可用于各種條件的油氣井，如深井、超深井、定向井、水平井及開窗側(cè)鉆井，施工操作簡便，不改變原施工工藝程序；

（2）專門設(shè)計的高強度、高韌性膠筒子在工作時可隨井徑和井下壓差變化而變化，確保環(huán)空形成可靠密封橋堵；

（3）先進的控制閥系統(tǒng)能可靠地保護和準確地控制封隔器的安全座封與工作；

（4）具有良好的耐高溫性能，耐高溫可達 150℃-170℃；

（5）選用高鋼級高壁厚中心管及先進的硫化工藝、確保井下長壽命適用；

（6）根據(jù)不同井徑，設(shè)計生產(chǎn)了不同規(guī)格不同膠筒直徑的工具，以滿足各種復(fù)雜井的需要。

《水平井體積壓裂改造技術(shù)系列叢書：水平井體積壓裂改造技術(shù)（總冊）》簡要介紹了水平井增產(chǎn)改造技術(shù)需求、發(fā)展歷程和技術(shù)展望，重點介紹了水平井分段壓裂優(yōu)化設(shè)計方法和雙封單卡、套管內(nèi)封隔器滑套、水力噴砂、裸眼封隔器滑套、水力泵人式快鉆橋塞、化學(xué)暫堵膠塞、可降解纖維轉(zhuǎn)向等水平井分段壓裂技術(shù)以及水平井均勻酸化酸壓技術(shù)；同時，還介紹了水平井水力壓裂裂縫監(jiān)測技術(shù)、修井技術(shù)以及水平井分段壓裂改造技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用實例。

《水平井體積壓裂改造技術(shù)系列叢書：水平井體積壓裂改造技術(shù)（總冊）》適合從事油氣田開發(fā)特別是低滲透油氣田開發(fā)的技術(shù)人員、科研人員，管理人員以及高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

《川渝地區(qū)頁巖氣水平井鉆完井技術(shù)》立足于我國西南川渝地區(qū)頁巖氣開發(fā)所面臨的地面地理位置和環(huán)境，以及地下實際工況和技術(shù)，以頁巖氣開發(fā)的全過程為線索，重點介紹了川渝地區(qū)頁巖氣開發(fā)的一整套較為成熟的技術(shù)。

《川渝地區(qū)頁巖氣水平井鉆完井技術(shù)》分為4章，其內(nèi)容包括頁巖氣鉆前工程技術(shù)、頁巖氣鉆井工程技術(shù)、頁巖氣工廠化施工和頁巖氣儲層改造技術(shù)等。

《川渝地區(qū)頁巖氣水平井鉆完井技術(shù)》可供從事頁巖氣開發(fā)的工程技術(shù)人員、管理人員以及高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。