孫傳輝 胡建軍 周忠全

摘要：斯倫貝謝纖維暫堵轉(zhuǎn)向的實(shí)施是在壓裂改造過(guò)程中先加入部分小粒徑的支撐劑，然后轉(zhuǎn)換為大粒徑的支撐劑，第一級(jí)加砂結(jié)束后泵入纖維暫堵劑，大粒徑顆?？梢詫⑵渌牧蠑r截在裂縫入口處，同時(shí)小粒徑顆粒有效降低了滲透率并實(shí)現(xiàn)暫時(shí)封堵隔離。纖維則對(duì)壓裂液中的固體材料起到了有效支撐，并且可以增加橋堵效果。當(dāng)裂縫被暫時(shí)封堵住后，由于凈壓力的上升，裂縫會(huì)在其他位置開(kāi)啟。通過(guò)不斷重復(fù)壓裂-封堵轉(zhuǎn)向-壓裂的步驟，可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層的有效覆蓋。

關(guān)鍵詞：裂縫;壓裂;完井

一、前言

纖維暫堵轉(zhuǎn)向壓裂技術(shù)是在壓裂施工過(guò)程中實(shí)時(shí)地向地層中加入適量纖維暫堵劑，而流體流動(dòng)遵循向阻力最小方向流動(dòng)的原則，纖維先進(jìn)入地層天然裂縫或先期人工裂縫，在縫端暫堵，形成高于裂縫破裂壓力的壓力差值，使后續(xù)工作液不能向天然裂縫或先期人工裂縫流動(dòng)，這必燃會(huì)在一定程度上升高井底壓力，在一定的水平兩向應(yīng)力差條件下，產(chǎn)生二次破裂進(jìn)而改變裂縫起裂方位以產(chǎn)生新裂縫。

斯倫貝謝纖維暫堵轉(zhuǎn)向技術(shù)是采用化學(xué)封隔與機(jī)械封隔相結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)分級(jí)壓裂。采用復(fù)合封隔方式可以在保證封隔效果的基礎(chǔ)上，提高效率。同時(shí)可以解決機(jī)械封隔與射孔段不能距離過(guò)近的問(wèn)題，保證優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的加密改造效果。

二、壓裂改造前準(zhǔn)備

斯倫貝謝機(jī)械封隔主要是采用Infinity可溶球座工藝。球座與封隔球全部可溶，從而實(shí)現(xiàn)全通徑壓裂完井?？扇芮蜃緮?shù)據(jù)如下表所示：

因此，為了實(shí)現(xiàn)球座錨定，在下套管時(shí)需要預(yù)置球座接收環(huán)，而球座接收環(huán)內(nèi)徑為94mm，比球座外徑略小，球座下放經(jīng)過(guò)接收環(huán)時(shí)，點(diǎn)火坐封，球座錨片通過(guò)伸縮錨定在接收環(huán)上，然后投球，使可溶球坐落在球座上而達(dá)到有效封堵的目的。球座激活前后狀態(tài)如圖1、圖2所示。

三、纖維暫堵轉(zhuǎn)向壓裂技術(shù)

（一）暫堵轉(zhuǎn)向技術(shù)介紹

斯倫貝謝纖維暫堵轉(zhuǎn)向壓裂工藝與常規(guī)水力泵送橋塞壓裂工藝流程基本相同。第一段采用連續(xù)油管傳輸射孔后環(huán)空試擠，剩余層段采用套管可溶球座射孔聯(lián)作工藝。即用電纜連接射孔槍和套管可溶球座工具串，在井口密封狀態(tài)下，將工具串下入井內(nèi)，工具串達(dá)到目的層段，上提點(diǎn)火坐封橋塞;上提電纜分別完成多簇射孔。射孔結(jié)束后起出電纜，投球?qū)Φ谝患?jí)進(jìn)行壓裂改造，改造結(jié)束后加入暫堵劑，對(duì)已改造底層進(jìn)行暫時(shí)封堵，繼續(xù)泵注，井底壓力升高，直至形成新的裂縫后繼續(xù)改造第二級(jí)，依次類推，逐級(jí)往上至完成所有級(jí)壓裂改造。

斯倫貝謝寬帶暫堵轉(zhuǎn)向技術(shù)旨在在近井筒區(qū)域?qū)崿F(xiàn)裂縫轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層的有效覆蓋。在工程上采用可降解纖維（J579或J622）和不同尺寸的可降解顆粒（J636或J677）的組合使用。

斯倫貝謝寬帶暫堵轉(zhuǎn)向材料由有機(jī)聚合物制成，降解后無(wú)毒無(wú)害無(wú)殘留。降解時(shí)間與顆粒的粒徑無(wú)關(guān)、而是取決于井底溫度。實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)壓裂施工結(jié)束后隨著井底溫度的回復(fù)，纖維和顆粒得到降解，實(shí)現(xiàn)零殘留。

（二）液體配方

目前斯倫貝謝在長(zhǎng)慶區(qū)域普遍使用YF130HTD壓裂液體系。YF130HTD是利用改性胍膠和硼交聯(lián)的水基壓裂液體系，主要成份為精煉胍膠、硼酸鹽膠聯(lián)劑、防膨劑、助排劑、PH調(diào)節(jié)劑、破膠劑等。

破膠劑作為壓裂液的重要組分之一，直接決定了液體返排與儲(chǔ)層傷害控制的能力。由于一般的非膠囊破膠劑，其用量受壓裂液粘度降低的大大限制，使用的濃度很低。膠囊破膠劑可以有效解決上述問(wèn)題。斯倫貝謝公司通過(guò)大量的室內(nèi)研究，研制了適用于不同溫度范圍、不同壓裂液體系的膠囊破膠劑，以確保其在泵注過(guò)程中的泄漏最小化，從而提高破膠劑的加量。

（三）鹽水

鹽水在施工中主要作為可溶球座降解的助劑在投球過(guò)程中加入，通常采用氯化鉀溶液，球座在井底經(jīng)過(guò)高溫和鹽水的浸泡，可加速橋塞的溶解。

四、暫堵轉(zhuǎn)向技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

（一）優(yōu)點(diǎn)

1、高效無(wú)殘留，縮短作業(yè)周期

BroadBand Sequence材料由有機(jī)聚合物制成，降解后無(wú)毒無(wú)害無(wú)殘留。降解時(shí)間與顆粒的粒徑無(wú)關(guān)、而是取決于井底溫度。實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)壓裂施工結(jié)束后隨著井底溫度的回復(fù)，纖維和顆粒得到降解，實(shí)現(xiàn)零殘留。

相比傳統(tǒng)方式，該技術(shù)所需的封堵材料更少。施工上完全可以采用傳統(tǒng)壓裂設(shè)備，轉(zhuǎn)向時(shí)不需要降低排量。施工后由于封堵轉(zhuǎn)向材料自動(dòng)降解，不需要后續(xù)的修井作業(yè)，可有效的縮短施工周期。

2、形成多裂縫，提高單井產(chǎn)量

使用纖維壓裂液攜砂，提高支撐劑在裂縫長(zhǎng)度和高度上的有效鋪置，在保證有效長(zhǎng)縫的同時(shí)，使整套巖體都有貢獻(xiàn)。其他情況相同情況下，模擬顯示射孔對(duì)應(yīng)深度有效縫長(zhǎng)可提高15%-20%，提高單井產(chǎn)量。同一區(qū)域暫堵轉(zhuǎn)向施工井在產(chǎn)量上較常規(guī)井有很大的提高。

3、適用性廣泛，井筒要求低

該技術(shù)相比較傳統(tǒng)的水力泵送橋塞工藝，對(duì)井筒的清潔程度要求比較低，只要球座接收環(huán)完好，球座就可以有效坐封。

（二）缺點(diǎn)

1、球座溶解時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，要3-4天才能完全溶解，地層溫度低、返排液礦化度低的井溶解時(shí)間更長(zhǎng)，不利于返排液的及時(shí)返排。

從下表可以看出，由于所有球座無(wú)法及時(shí)的完全溶解，多級(jí)球座在排液過(guò)程中逐步溶解，因此經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)排液時(shí)井筒長(zhǎng)期持續(xù)出液的情況，返排液無(wú)法及時(shí)有效的排出，既延長(zhǎng)了排液周期，返排液長(zhǎng)期無(wú)法排出，在地層中容易形成水鎖反應(yīng)，導(dǎo)致排出程度普遍降低，從而影響該井的產(chǎn)量。

2、分級(jí)壓裂時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)是按照從下往上的順序進(jìn)行施工，但是每段的1、2兩級(jí)的壓裂順序無(wú)法進(jìn)行選擇，存在上部先破壓、改造或者兩級(jí)同時(shí)破壓的情況。若果兩級(jí)同時(shí)破壓改造后，加入暫堵劑存在將兩級(jí)裂縫全部堵塞，轉(zhuǎn)向后施工壓力偏高的情況。

參考資料：

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[3]李建召;楊兆中;李玉濤;李小剛;鄭江紅;蘇洲;;暫堵轉(zhuǎn)向壓裂裂縫擴(kuò)展軌跡研究[J];石油化工應(yīng)用;2015年08期