水平井分段壓裂技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與進(jìn)展

1、水平井分段壓裂技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與進(jìn)展匯 報(bào) 提 綱一、水平井分段壓裂技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與進(jìn)展二、水平井分段壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)三、水平井分段壓裂工藝技術(shù)四、水平井分段壓裂工藝配套及現(xiàn)場(chǎng)施工水平鉆井比現(xiàn)代石油工業(yè)的歷史還要長(zhǎng)。早在200年前，英國(guó)在煤層中鉆了一口水平井，以求從其中找油，隨后于1780年和1840年間進(jìn)行生產(chǎn)。20世紀(jì)初，美國(guó)和德國(guó)開(kāi)始采用這種技術(shù)，1929年，美國(guó)在得克薩斯州鉆了第一口真正的水平井。該井僅于1000米深處從井筒橫向向外延伸了8米。由于工業(yè)上采用了水力壓裂作為油層增產(chǎn)的有效技術(shù)措施，使水平井鉆井停滯不前。例如，蘇聯(lián)和中國(guó)在50年代和60年代就已開(kāi)始鉆水平井，但直到1979年才又重新起

2、。國(guó)外水平井壓裂發(fā)展歷程1985 Ciger第一個(gè)論及水平井壓裂問(wèn)題，他指出：水平井是開(kāi)發(fā)非均值油藏的一種好方法。只要固井技術(shù)一旦達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用，水平井壓裂的設(shè)想就會(huì)實(shí)施。1987年，Cigerc 給出了水平井與直井當(dāng)量半徑，用以作為打水平井的經(jīng)濟(jì)界限。1992年，Brown指出壓裂效果最好的是北海 Danish油田，該油田一共打了 1O口水平井，每口水平井開(kāi)始?jí)毫?條裂縫，后來(lái)最多壓到1O條，實(shí)踐證明壓裂對(duì)水平井的增產(chǎn)是十分有效的。但同時(shí)指出，并非所有水平井的壓裂都是有效的。90年代初，分段壓裂技術(shù)主要采用液體膠塞隔離分段壓裂國(guó)外水平井壓裂發(fā)展歷程90年代中期，分段壓裂技術(shù)隨著非常規(guī)氣藏發(fā)展

3、，主要采用橋塞分段壓裂技術(shù), 1996年分段橋塞壓裂技術(shù)應(yīng)用于美國(guó)東北部的煤層氣完井作業(yè)中 。1998年，Surjaatmadjadia第一次提出了水力噴射分段壓裂思想和方法。隨后大規(guī)模推廣2005年，貝克研制成功投球滑套多級(jí)分段壓裂技術(shù)2009年投球滑套多級(jí)分段壓裂技術(shù)，美國(guó)Williston油田采用FracPoint技術(shù)一次完成24級(jí)裸眼封隔壓裂，2011年實(shí)施40段分段壓裂2011年Quickfrac等限流+封隔器分段壓裂技術(shù)國(guó)內(nèi)水平井壓裂發(fā)展歷程“八五”期間，大慶樹(shù)平1井和茂平1井限流分段壓裂；長(zhǎng)慶自90年代起采用液體膠塞隔離分段壓裂在7口井17層段成功應(yīng)用；2004年長(zhǎng)慶、吉林開(kāi)始采

4、用機(jī)械工具分段壓裂改造在5口井進(jìn)行了分段改造2005年，長(zhǎng)慶引進(jìn)國(guó)外水力噴射壓裂技術(shù)2008年起，大慶、西南油氣分公司、川局等引進(jìn)管內(nèi)、管外多級(jí)分段壓裂技術(shù)、中石化西南油氣分公司滑套式水力噴射分段壓裂技術(shù)2008-2009年西南油氣分公司研發(fā)成功套管不動(dòng)管柱滑套多級(jí)分段壓裂技術(shù)、長(zhǎng)慶雙封隔器、吉林單封隔器2010年川慶井下研發(fā)成功裸眼不動(dòng)管柱滑套多級(jí)分段壓裂技術(shù)2011年國(guó)內(nèi)水平井分段壓裂迅猛開(kāi)展。水平井壓裂有效性針對(duì)高滲透油氣藏及非常規(guī)油氣層 (含煤層 、石灰?guī)r層與頁(yè)巖層)，水平井技術(shù)的應(yīng)用成功率很高在致密砂巖氣藏，水平井壓裂的應(yīng)用成功率相對(duì)較低對(duì)一個(gè)油氣藏 ，水平井施工成本比直井高24倍，

5、而其理論產(chǎn)量是后者的35倍 ，油氣價(jià)格上升時(shí) ，水平井的經(jīng)濟(jì)效果更明顯。然而礦藏資料表明，一部分水平井的單井產(chǎn)量只是其鄰近直井單井產(chǎn)量的110-130，而其單井成本則是后者的200以上。針對(duì)特定的礦藏資料還表明，沒(méi)有一種通用的方法以解決所有問(wèn)題。水平井壓裂技術(shù)必須針對(duì)特定的地質(zhì)、工程條件，通過(guò)優(yōu)化和風(fēng)險(xiǎn)控制，取得經(jīng)濟(jì)效益。LS1H井XS1H井水平K0.132md0.04md垂向K-56.010md-54.8810mdh469658需要進(jìn)行水平井壓裂的類型水平井試井解釋結(jié)果需要進(jìn)行壓裂的水平井的類型：有限垂向流地層天然裂縫油藏低滲透率和孔隙度地層低應(yīng)力差地層一定厚度，大面積穩(wěn)定分布名稱分壓段數(shù)（

6、段）工具耐壓差（MPa）工具耐溫（）國(guó)外中石油中石化國(guó)外中石油中石化國(guó)外中石油中石化裸眼封隔器+滑套分段壓裂技術(shù)4013/7050/204120/泵送可鉆式橋塞分段壓裂技術(shù)不限15/86/232/套管射孔管內(nèi)封隔器分段壓裂技術(shù)/13/50/120封隔器雙封單壓分段壓裂技術(shù)/15/70100水力噴砂壓裂技術(shù)184-104-5505050120120120國(guó)內(nèi)水平井分段壓裂技術(shù)總體應(yīng)用現(xiàn)狀，m 水平段長(zhǎng)3462.800-水平井水平段長(zhǎng)度國(guó)內(nèi)水平井水平段最長(zhǎng)為 為3462.07米，整體上水平段長(zhǎng)度集中在800-1200米72903000800070006000500040003462.0722512

7、01015442000100001006挪成33/9C2高平1CB32廣安002H1蘇201818H威201H1水平井分段壓裂工藝不動(dòng)管柱多級(jí)滑套封隔器分段壓裂工藝13段，新沙21-11H，砂量210.1m3，液量1973.85m3水力噴射分段壓裂工藝10段可鉆橋塞分段壓裂工藝15段，蘇東13-65H2，砂量310m3，液量3800m3TAP套管滑套完井分層壓裂工藝蘇里格米37井：9段分壓，砂量126.4m3，液量1672m3雙封單壓分段壓裂技術(shù)15段裸眼封隔器多級(jí)滑套分段壓裂工藝12段， 蘇53-82-48H，砂量474m3，液量4400m3貓鼬多級(jí)分段壓裂工藝8段順序主體分段壓裂技術(shù)備注較

8、成熟技術(shù)封隔器+滑套裸眼分段壓裂技術(shù)引進(jìn)套管射孔管內(nèi)封隔器分段壓裂技術(shù)自主封隔器雙封單壓分段壓裂技術(shù)自主水力噴砂分段壓裂技術(shù)自主主要攻關(guān)技術(shù)裸眼封隔器+滑套封分段壓裂技術(shù)攻關(guān)研究泵送可鉆式橋塞分段壓裂技術(shù)攻關(guān)研究中國(guó)石化“十二.五”總體目標(biāo)中國(guó)石化水平井分段壓裂技術(shù)發(fā)展情況水平段2000m，分段數(shù)20段，加砂量1000m3油田改造井?dāng)?shù)改造方式勝利6加砂壓裂西南4加砂壓裂華北12加砂壓裂中原10加砂壓裂江漢32口酸化河南4加砂壓裂江蘇54口酸壓西北68酸壓合計(jì)112中國(guó)石化水平井分段壓裂應(yīng)用情況西南分公司歷年水平井改造效果截止2010年10月，水平井加砂壓裂僅40口井左右。截至2011年7月，僅

9、華北油氣分公司完成24口井，西南油氣分公司完成18口井。勝利油田樊154平1井完成了裸眼封隔器12段分段壓裂。2012年，預(yù)計(jì)中國(guó)石化水平井分段壓裂完井總數(shù)將突破500口。匯 報(bào) 提 綱一、水平井分段壓裂技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與進(jìn)展二、水平井分段壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)三、水平井分段壓裂工藝技術(shù)四、水平井分段壓裂工藝配套及現(xiàn)場(chǎng)施工水平井壓裂機(jī)理與直井壓裂相比，水平井壓裂更為復(fù)雜，主要表現(xiàn)在以下方面：裂縫與井筒的夾角關(guān)系、裂縫條數(shù)和位置等因素都直接影響水平井的增產(chǎn)效果，產(chǎn)量預(yù)測(cè)難度大；多條裂縫同時(shí)延伸，裂縫間的干擾強(qiáng)烈、近井摩阻高、壓裂模擬難度大；一 口水平井壓裂相當(dāng)于多口直井壓裂 ，施工規(guī)模大 ，所需設(shè)備多，成本高

10、。不能簡(jiǎn)單的利用直井的壓裂理論來(lái)指導(dǎo)水平井壓裂。由于沒(méi)有一套成熟的理論來(lái)指導(dǎo)水平井的水力壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工，使得水平井水力壓裂的成功率不高而且風(fēng)險(xiǎn)也比較大 。因此，對(duì)水平井壓裂機(jī)理的認(rèn)識(shí)成為水平井壓裂面臨的主要問(wèn)題之一。水平井壓裂可能的裂縫形態(tài)在不同的地應(yīng)力狀態(tài)和井筒方位下，水平井壓裂形成的裂縫形態(tài)也不同。水平井壓裂的裂縫橫向裂縫縱向裂縫轉(zhuǎn)向裂縫扭曲裂縫推薦的水平井布井方向：沿著最小主應(yīng)力方向！所以在對(duì)水平井進(jìn)行人工壓裂設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先確定地層的最小主應(yīng)力方向，確定應(yīng)力大小與方向的有以下 3種方法：用微型壓裂法可以直接測(cè)定最小主應(yīng)力的大小和方向；用長(zhǎng)源距聲波測(cè)井來(lái)估算應(yīng)力的大小；用變松弛法來(lái)估

11、計(jì)最小主應(yīng)力的大小和方向。單井布井方向-橫切裂縫井臺(tái)布井方案-同步和交叉壓裂油氣藏整體井網(wǎng)-整體壓裂井臺(tái)、油氣藏整體井網(wǎng)的確定比單井更重要水平井起裂機(jī)理國(guó)內(nèi)外的水平井壓裂的現(xiàn)場(chǎng)施工中往往出現(xiàn)水平井壓裂時(shí)破裂壓力比直井壓裂時(shí)的破裂壓力高得多，裂縫壓不開(kāi)，導(dǎo)致壓裂失敗，這些現(xiàn)象表明水平井的裂縫起裂機(jī)理與垂直井、普通定向井有顯著差別，水平井壓裂裂縫的起裂與水平井井筒周圍的應(yīng)力分布密切相關(guān)，地應(yīng)力、完井方式對(duì)裂縫的起裂和裂縫的形態(tài)都有很大的影響。研究水平井裂縫起裂機(jī)理和裂縫起裂壓力，對(duì)水平井水力壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要的意義。水平井壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)裂縫組合及參數(shù)優(yōu)化產(chǎn)能預(yù)測(cè)裂縫數(shù)量?jī)?yōu)選及縫長(zhǎng)優(yōu)化射孔優(yōu)化設(shè)計(jì)壓

12、裂優(yōu)化設(shè)計(jì)裂縫條數(shù)裂縫數(shù)量的優(yōu)選依據(jù)產(chǎn)能預(yù)測(cè)和間距比確定。裂縫半長(zhǎng)與裂縫之間的距離之比為間距比。油藏模擬與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在多數(shù)的條件下，由于裂縫間壓力降的干擾，水平井壓裂后生產(chǎn)過(guò)程分為投產(chǎn)初期、中期與后期3個(gè)階段，也稱為無(wú)干擾期、干擾期和擬穩(wěn)壓期。當(dāng)間距比超過(guò)0.6以后，產(chǎn)量增加逐漸變小。裂縫長(zhǎng)度裂縫長(zhǎng)度直接影響壓裂施工難易程度，也影響開(kāi)發(fā)效果。裂縫太短，改造效果不好；裂縫太長(zhǎng)，需要設(shè)備的能力高，同時(shí)影響鄰井效果，若與水井連通，還將較快見(jiàn)水。水平井裂縫長(zhǎng)度主要根據(jù)產(chǎn)能預(yù)測(cè)結(jié)果確定。射孔優(yōu)化確定了裂縫條數(shù)之后，根據(jù)地質(zhì)條件和工藝要求選 擇適當(dāng)?shù)纳淇孜恢谩⑸淇讛?shù)量和孔徑，射孔參數(shù)要受設(shè)備能力的

13、限制，炮眼摩阻必須保證壓開(kāi)每一條裂縫。施工排量和孔數(shù)、孔徑與地層應(yīng)力條件相互關(guān)聯(lián)。壓裂液和支撐劑優(yōu)化水平井壓裂是否成功主要取決于壓裂液和支撐劑的質(zhì)量和特性。雖然在水平井中所用的壓裂液和支撐劑與通常直井所用的差別不大，但由于水平井距離傳輸較遠(yuǎn)，控制好支撐劑的沉降速度就特別重要；為避免支撐劑在井筒和裂縫入口區(qū)的沉降脫出，應(yīng)采用高支撐劑攜帶能力的高活性交聯(lián)劑壓裂液系列。如果沒(méi)有條件采用較佳的壓裂液時(shí)，則需加大壓裂液排量，提高支撐劑的輸送能力。此外，必須確定好壓裂液的破膠時(shí)間，使懸浮的支撐劑恰好保持到裂縫閉合。裂縫組合及參數(shù)優(yōu)化產(chǎn)能預(yù)測(cè)模型假設(shè)條件上下封閉無(wú)限大均質(zhì)地層，等溫非穩(wěn)定滲流；油藏和裂縫內(nèi)流

14、體為單相流，且滿足達(dá)西定律；壓裂裂縫完全穿透產(chǎn)層，多條裂縫平行分布；流體先沿裂縫壁面均勻的流入裂縫，再由裂縫流入水平井筒；水平井分段壓裂示意圖不考慮由基質(zhì)直接流入水平井筒的滲流過(guò)程壓降計(jì)算模型將任意一條裂縫的單翼n等份，每份可以看成是一個(gè)點(diǎn)匯。利用無(wú)限大均勻地層點(diǎn)匯定流量的壓降公式，可以求出該點(diǎn)匯對(duì)地層中任意一點(diǎn)（x，y）產(chǎn)生的壓降：)(x x0)2 +(y y0)24tQB4khEi(pr p(x, y,t) =砂體孔隙度（%）-32滲透率（10m）含水飽和度（%）樣品數(shù)最大值最小值平均值樣品數(shù)最大值最小值平均值樣品數(shù)最大值最小值平均值Js2135714.71.669.113410.8440

15、.0110.1609797.912.2952.692Js21841515.71713.873871010.771830.470470.03300330.1840184257171.441717.664545.3737Js2353515.431.089.185080.920.0180.1357582.5611.1646.06Js2440217.71.879.853800.980.0220.2595610013.541.67四層147815.711.089.7114320.980.01102946.45壓裂水平井產(chǎn)能影響因素氣藏物性特征，以新場(chǎng)沙溪廟組氣藏為例原始地層壓力

16、為39.150.5MPa，平均43.2MPa，地壓系數(shù)為1.712.05，平均1.92，為典型的異常高壓氣藏特征。氣層的原始地層溫度為53.974，平均為66.8；地溫梯度為1.822.39/100m，平均地溫梯度為2.15/100m，屬正常地溫梯度。新場(chǎng)上沙溪廟組氣藏巖心物性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表水平段長(zhǎng)度，m600氣體偏差因子，無(wú)因次0.95儲(chǔ)層厚度，mm13天然氣粘度，mPa.smPas0.0170017-32地層滲透率，10m0.125氣層溫度，64孔隙度，無(wú)因次0.12地層壓力，MPa36.5氣井半徑，m0.1070107井底流壓，MPaMP32模擬生產(chǎn)時(shí)間(d)360裂縫參數(shù)敏感性分析裂縫條數(shù)

17、2，3，4，5，6裂縫半長(zhǎng)，m60，80，100，120，140,160,180,2002導(dǎo)流能力，mcm10，20，30，40，50壓裂水平井產(chǎn)能影響因素氣藏物性特征以XS21-3H水平井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為例，通過(guò)對(duì)壓裂水平井產(chǎn)量的模擬，確定了XS21-3H井的裂縫條數(shù)、裂縫長(zhǎng)度、裂縫導(dǎo)流能力、裂縫間距及其組合最優(yōu)值。新場(chǎng)氣田上沙氣藏水平井產(chǎn)能計(jì)算參數(shù)表壓裂水平井產(chǎn)能影響因素裂縫條數(shù)對(duì)水平井單井產(chǎn)能的影響右圖為不同裂縫條數(shù)在生產(chǎn)360天對(duì)累計(jì)產(chǎn)量的影響。隨著裂縫條數(shù)增加，壓裂水平井的累計(jì)產(chǎn)量總體上逐漸增加，但增幅卻在不斷減小。這是因?yàn)殡S著裂縫條數(shù)的增加，裂縫間的距離變得更近，相互間的干擾加重，每條

18、裂縫的產(chǎn)量減小，使得壓裂水平井的累計(jì)產(chǎn)量增幅減少。660m的水平段，6-9條裂縫裂縫條數(shù)對(duì)累計(jì)產(chǎn)量的影響（360天）（縫間距80-120m）改造可實(shí)現(xiàn)有效增產(chǎn)壓裂水平井產(chǎn)能影響因素裂縫長(zhǎng)度對(duì)水平井單井產(chǎn)能的影響右圖為不同裂縫半長(zhǎng)在生產(chǎn)360天對(duì)累計(jì)產(chǎn)量的影響。隨著裂縫長(zhǎng)度(Lf)的增加，壓裂水平井的累計(jì)產(chǎn)量逐漸增加，隨著裂縫長(zhǎng)度的進(jìn)一步增加，產(chǎn)量的增幅變小。根據(jù)川西新場(chǎng)氣田上沙氣藏特征，在水平井長(zhǎng)度為660m的情況下，最佳裂縫半長(zhǎng)為80-120m。裂縫長(zhǎng)度對(duì)累計(jì)產(chǎn)量的影響（360天）量,m3 累計(jì)產(chǎn)量壓裂水平井產(chǎn)能影響因素裂縫導(dǎo)流能力對(duì)水平井單井產(chǎn)能的影響6615000661000066050

19、0066000006595000右圖為不同裂縫導(dǎo)流能力半長(zhǎng)在生產(chǎn)360天對(duì)累計(jì)產(chǎn)量的影響。隨著裂縫導(dǎo)流能力的增加，壓裂水平井的累計(jì)產(chǎn)量逐漸增加，隨著裂縫導(dǎo)流能力的進(jìn)一步增加，產(chǎn)量的增幅變小。65900000102030405060最 佳 裂 縫 導(dǎo) 流 能 力 為 30-40m2cm。裂縫導(dǎo)流能力,m2cm裂縫導(dǎo)流能力對(duì)累計(jì)產(chǎn)量的影響 （360天）情形1情形2情形312d23d34d12d23d34d12d23d34d200m200m200m250m100m150m150m300m150m壓裂水平井產(chǎn)能影響因素裂縫位置組合方式對(duì)水平井單井產(chǎn)能的影響相同縫長(zhǎng)情況下，取等間距、兩端大中間小、兩端小

20、中間大3種情況對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行模擬 。不同的裂縫間距組合對(duì)水平井的累計(jì)產(chǎn)量有較大影響。693000069700006960000累計(jì)產(chǎn) 6950000量,m3 6940000外部的裂縫間距小內(nèi)部的縫間距大時(shí)產(chǎn)量最高（情形方案1方案3方案2裂縫位置組合3），均勻分布裂縫產(chǎn)量居中（情形1）。情形1情形2情形3Lf1Lf2Lf3Lf4Lf1Lf2Lf3Lf4Lf1Lf2Lf3Lf4120m120m120120m100m140m140100m140100m100m140mm3壓裂水平井產(chǎn)能影響因素裂縫長(zhǎng)度組合方式對(duì)水平井單井產(chǎn)能的影響相同縫間距情況下，模擬了等裂縫長(zhǎng)度分布，中間裂縫長(zhǎng)、兩端裂縫段，中間裂縫短

21、、兩端裂縫長(zhǎng)情況進(jìn)行了產(chǎn)量模擬。不同的裂縫長(zhǎng)度組合對(duì)壓裂水平井的累計(jì)產(chǎn)量有較大影響。外部的裂縫長(zhǎng)度大內(nèi)部的裂縫長(zhǎng)度小時(shí)產(chǎn)量最高（情形3），反之產(chǎn)量最低（情形2）。7380000累 7360000計(jì)產(chǎn) 7340000量,73200007300000可以通過(guò)增加外部裂縫的長(zhǎng)度來(lái)提高壓裂水平井的產(chǎn)量。7280000方案1方案2方案3裂縫長(zhǎng)度組合水平段長(zhǎng)度，m600氣體偏差因子，無(wú)因次0.95儲(chǔ)層厚度，m13天然氣粘度，mPa.s0.017-332滲透率，10m0.1250125氣層溫度，64孔隙度，無(wú)因次0.12地層壓力，MPa36.5氣井半徑，m0.107井底流壓，MPa32模擬生產(chǎn)時(shí)間(d)36

22、0裂縫參數(shù)敏感性分析裂縫2，3，4，裂縫半60，80，100，120，條數(shù)5，6長(zhǎng)，m140,160,180,2002導(dǎo)流能力，mcm10，20，30，40，50裂縫參數(shù)優(yōu)化技術(shù)壓裂水平井裂縫優(yōu)化結(jié)果利用數(shù)學(xué)解析的方法，得出適合于新場(chǎng)沙溪廟組氣藏的水平井壓裂裂縫設(shè)計(jì)參數(shù)：最優(yōu)裂縫條數(shù)為6-9條裂縫半長(zhǎng)80-120m，采用不等縫長(zhǎng)方式裂縫間距在允許的范圍內(nèi)盡可能地增大新場(chǎng)氣田上沙氣藏水平井產(chǎn)能計(jì)算參數(shù)表三條裂縫組合：不等縫長(zhǎng)、等間距模型四條裂縫組合：不等縫長(zhǎng)、不等間距模型配合分段壓裂的水平井射孔參數(shù)優(yōu)化影響壓裂施工效果的射孔完井因素分析孔密是影響產(chǎn)能發(fā)揮的第一因素射孔方位過(guò)大，彎曲摩阻高射孔參數(shù)

23、對(duì)壓裂井施工壓力的影響分析孔密越大破裂壓力越低；孔徑越大，破裂壓力也將越小射孔孔眼方位與最大主應(yīng)力夾角不能超過(guò)30射孔孔徑對(duì)壓裂液性能的影響提高壓裂液性能的角度出發(fā)，有必要采取大孔徑射孔孔徑應(yīng)足夠大，以避免支撐劑在通過(guò)孔眼時(shí)橋堵配合分段壓裂的水平井射孔參數(shù)優(yōu)化射孔參數(shù)對(duì)裂縫起裂的影響分析對(duì)于0度、90度、180度相位布孔，裂縫都可能在微裂環(huán)中同一位置起裂采用60相位的孔密必須是180相位孔密的三倍水平井分段壓裂的射孔參數(shù)設(shè)計(jì)原則孔眼深度 ：穿過(guò)污染帶孔眼直徑 ：射孔孔眼半徑應(yīng)大于12mm射孔孔眼密度 ：增大孔眼密度。射孔相位 ：薦采用180定向射孔匯 報(bào) 提 綱一、水平井分段壓裂技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與

24、進(jìn)展二、水平井分段壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)三、水平井分段壓裂工藝技術(shù)四、水平井分段壓裂工藝配套及現(xiàn)場(chǎng)施工分段壓裂工藝 主流分段壓裂工藝橋塞隔離分壓技術(shù)滑套分段壓裂水力噴射分段壓裂連續(xù)油管分段壓裂 其他分段壓裂工藝轉(zhuǎn)向壓裂工藝雙封隔器單卡分段壓裂環(huán)空封隔器分段壓裂組合式完井多級(jí)多段分段壓裂技術(shù)分支井分段壓裂同步壓裂技術(shù)井工廠橋塞隔離分壓技術(shù)應(yīng)用簡(jiǎn)單單段壓裂后進(jìn)行封隔若放置恰當(dāng)封隔可靠橋塞種類繁多可回收的 油管、連續(xù)油管可鉆的，易沖洗的 合成材料 (易用油管鉆掉) 砂塞、液體膠塞通過(guò)活瓣閥控制液體流動(dòng) 允許下一層段通過(guò)該閥返排壓裂液和液體流出，壓裂上層段時(shí)實(shí)現(xiàn)封隔 所有層段壓裂后用連續(xù)油管打掉活瓣或鉆穿塞子在

25、水平井中需用連續(xù)油管或油管下橋塞打掉式橋塞和射孔槍在清水壓裂中應(yīng)用普遍 (減少了連續(xù)油管或作業(yè)機(jī))液體膠塞（砂塞）隔離分段壓裂技術(shù)液體膠塞（砂塞）分段壓裂技術(shù)原理：水平井膠塞隔離分段壓裂工藝是自井筒末端開(kāi)始，逐段封堵逐段壓裂，在前一級(jí)壓裂完成之后，對(duì)求產(chǎn)結(jié)束的井段進(jìn)行填砂，替入超粘完井液，這種完井液一旦就位就會(huì)膠凝成一種橡膠式的膠塞。膠塞在試油壓裂過(guò)程中只起臨時(shí)封堵作用，膠塞可定時(shí)軟化易于清除。一、液體膠塞（砂塞）隔離分段壓裂技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：液體膠塞和填砂分隔分段壓裂方法施工安全性高。缺點(diǎn)：作業(yè)周期長(zhǎng)、沖膠塞施工易造成傷害使用范圍：不太適用于低滲致密氣藏砂塞在水平井中填砂更困難，且更不可靠液體膠塞（

26、砂塞）分段壓裂的應(yīng)用效果長(zhǎng)慶油田自90年代開(kāi)始，在水平井井筒支撐劑沉降規(guī)律及填砂、沖砂試驗(yàn)研究和液體隔離膠塞等室內(nèi)試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，依據(jù)井網(wǎng)、地質(zhì)特點(diǎn)，優(yōu)化裂縫分布、射孔參數(shù)、壓裂施工參數(shù)，完成了7口井19層段的水平井液體膠塞分段壓裂改造試驗(yàn)，均取得了較好的改造效果。二、封隔器+橋塞機(jī)械隔離分壓技術(shù)水平井機(jī)械工具分段壓裂的施工工序?yàn)椋和ㄏ淳聵蛉令A(yù)定位置坐封釋放橋塞井筒試壓射孔壓裂試油求產(chǎn)打撈橋塞。壓裂第二段時(shí)重復(fù)以上工序，依次完成全井壓裂。封隔器+橋塞機(jī)械隔離分壓技術(shù)機(jī)械橋塞工作原理坐封：從油管內(nèi)泵入的液體，經(jīng)橋塞中心管上的進(jìn)液孔推動(dòng)單向閥下行，進(jìn)入到內(nèi)膠筒使之外張，使外膠筒密封套管，同時(shí)

27、骨架芯子疊片錨定套管；坐封后油管卸壓，單向閥在彈簧的推動(dòng)下復(fù)位，將內(nèi)膠筒中的注入液封閉，從而使橋塞始終處于密封、錨定狀態(tài)。解封：上提管柱，帶動(dòng)橋塞中心管上移，剪斷解封剪釘，密封活塞對(duì)準(zhǔn)中心管上溢流槽，膠筒內(nèi)液體卸壓，使骨架芯子疊片、膠筒收縮。封隔器+橋塞機(jī)械隔離分壓技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：具備雙封分壓的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：壓后需下入工具打撈橋塞、存在砂埋或砂卡的風(fēng)險(xiǎn)。使用范圍：不太適用于高壓氣藏機(jī)械工具分段壓裂效果分析機(jī)械橋塞隔離分段壓裂技術(shù)在長(zhǎng)慶進(jìn)行了2口井6層段的試驗(yàn)。塞平5井分壓了2段，雙平1井分壓了4段。三、泵送電攬橋塞能夠?qū)崿F(xiàn)水平井分段射孔壓裂聯(lián)作穩(wěn)定可靠，適于大型壓裂分段壓裂的段數(shù)不受限制適合不同井徑要

28、求，耐壓值達(dá)到70MPa，耐溫值最高達(dá)到350（177）整體沒(méi)有金屬成分，易鉆，鉆塞時(shí)間短，鉆掉時(shí)可以用常規(guī)牙輪鉆頭、PDC鉆頭或者磨鞋，可以配合使用連續(xù)油管或者常規(guī)油管特殊的設(shè)計(jì)，在水平段允許以最高45m/min的速度下放，在垂直段則最高是122m/min，適應(yīng)于快速下放。配套井口及儀器裝置大通徑井口大通徑電纜密封井口裝置配套配套鉆具作業(yè)步驟Mill-Out Strengths橋塞磨銑后的碎片F(xiàn)TCFP分層壓裂常規(guī)分層壓裂隔離工具分段壓裂橋塞橋塞或者封隔器工具下入鋼絲或者電纜電纜或者油管可以與射孔聯(lián)做是否壓裂管柱無(wú)作業(yè)管柱、環(huán)空作業(yè)油管或者環(huán)空是否需要返排不需要返排需要返排是否需要壓井不需要

29、壓井部分不需要壓井分段數(shù)目是否有上限無(wú)一般不超4層完井時(shí)間短長(zhǎng)壓裂液要求要求性能高性能一般施工風(fēng)險(xiǎn)不會(huì)出現(xiàn)卡管柱存在工具卡的風(fēng)險(xiǎn)與常規(guī)分層壓裂對(duì)比配套技術(shù)要求井筒要求 采用分段壓裂橋塞進(jìn)行多層壓裂無(wú)需下入作業(yè)管柱，多采用套管壓裂。 套管的耐壓等級(jí)應(yīng)滿足現(xiàn)場(chǎng)壓裂施工的最高壓力要求。施工前應(yīng)對(duì)井筒進(jìn)行全井段試壓， 全井筒的固井質(zhì)量應(yīng)基本合格，防止井筒在壓裂施工中出現(xiàn)變形。 由于采用的是套管平推壓裂，由于小內(nèi)徑的井筒可以明顯提高壓裂液使用效率，建議在小井眼施工井上進(jìn)行應(yīng)用。 多井次交叉作業(yè)提高作業(yè)效率分段壓裂橋塞應(yīng)用概況 第一個(gè)分段壓裂橋塞成功應(yīng)用是在1996年美國(guó)東北部的煤層氣完井作業(yè)中。 隨著耐

30、壓更高的工具研發(fā)，在洛基地區(qū)分段壓裂橋塞可以被應(yīng)用。 在1998年10月，Wind河盆地的10000-13000英尺的Mesaverde和Meeteetse層一口井的完井作業(yè)成為FTCFP在洛基地區(qū)的第一個(gè)成功應(yīng)用。 通過(guò)采用哈里伯頓公司的分段壓裂橋塞， Uintah Basin在一天中最多實(shí)現(xiàn)了6層的壓裂作業(yè)。 在Wind河盆地的Pavillion和Muddy Ridge 油田，則只采用哈里伯頓公司分段壓裂橋塞作為完井措施 到2002年，在洛基地區(qū)累計(jì)應(yīng)用哈里伯頓公司分段壓裂橋塞超過(guò)3200個(gè)。 目前任然是世界上應(yīng)用最多的水平井分段壓裂方法?；追侄螇毫鸭夹g(shù)操作方便、靈活需要開(kāi)啟滑套溝通地層

31、種類繁多密封 封隔器 固井套管 封隔器+固井套管滑套 投球開(kāi)啟、飛鏢開(kāi)啟、壓差開(kāi)啟、電子開(kāi)啟、工具開(kāi)啟 打開(kāi)鎖死、可開(kāi)關(guān)、投球開(kāi)，工具關(guān)球座 可鉆、不可鉆、聯(lián)動(dòng)、可打掉分級(jí)數(shù) 不限、限制完井方式 套管、裸眼滑套分段壓裂技術(shù) 實(shí)現(xiàn)多層段單獨(dú)壓裂通過(guò)投球等方式實(shí)現(xiàn)層段封隔 通過(guò)有計(jì)劃的投球封隔上一層段，進(jìn)入下一層段用連續(xù)油管打開(kāi)關(guān)閉 多數(shù)工具要求不固井 不需要作業(yè)機(jī)，多段連續(xù)作業(yè) 局限性由于不固井，導(dǎo)致后續(xù)的裂縫（儲(chǔ)層）覆蓋率和作業(yè)不確定采用投球作業(yè)時(shí)，作業(yè)次數(shù)受限制沒(méi)有驗(yàn)證封隔器封隔有效性的方法沒(méi)有確保球打開(kāi)和封隔目的層的方法過(guò)頂替滑套分段壓裂技術(shù)密封方式高壓擴(kuò)張式封隔器套管密封液壓坐封封隔器管

32、內(nèi)封隔器遇烴（水）膨脹封隔器 組合封隔器XS2H井遇油膨脹式封隔器分段壓裂現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)XS2H井采用遇油膨脹式封隔器分段壓裂工藝進(jìn)行分段壓裂，但由于封隔器未能座封，導(dǎo)致最后只完成120m3壓裂。欠平衡完井僅5千方氣，壓后獲無(wú)阻流量14104m3/d，高于鄰井單層壓裂9.43104m3/d平均水平。Proppant Conc (kg/m?Slurry Flow Rate (m?min)Surf Press Ann (MPa)01500120090060030020.0050.0016.0040.0012.0030.008.0020.004.0010.00新沙2H井遇油膨脹式封隔器壓裂管柱結(jié)構(gòu)新沙2H

33、井環(huán)空注入壓裂施工曲線Time (min)160.0196.0232.0268.0304.0340.00.000.00Size4-1/2x6.255-1/2x8.50Openholepsize6.000in.-6.25in.155155.5757mm-158.7515875mm8.50in.216mmmm.Tubingsizeandweight4-1/211.6lb/ft5-1/223lb/ftDifferentialPressureratingg10,000psi690bar10,000psi690barSettingactuationpressure4000psi276bar4000psi

34、276barMaximumtemperaturerating300300F148.8C320320F160CTensilerating220,000lbs99790.3Kg515,000lbs233,600KgBodymaterial4140(P-110)4140(P-110)MaximumOD5.75in.146.05mm.8.25in.209mmMinimumID3.92in.99.568mm.4.670in.118.6mmOALwithLTCthreads120in.3048mmmm.120in.3048mmmm.Elementlength72in.1828.8mm72in.1828.8

35、mm威德福ComboFrac 復(fù)合式封隔器開(kāi)關(guān)方式投球打開(kāi)鎖死, 不可關(guān)閉投球打開(kāi)，工具關(guān)閉工具開(kāi)，工具關(guān)固井環(huán)境打壓開(kāi)啟，不可關(guān)閉專利特有的緩沖裝置啟動(dòng)球常規(guī)的酚醛樹(shù)脂球（比重1.25）。威德福ZoneSelect復(fù)合材料球（比重1.8）密度為2.2-2.4g/cm3的鋼球作業(yè)實(shí)例 送球泵速: 2.00m3/min 壓裂泵速: 4.00m3/min 作業(yè)壓力: 44 MPa up to 52 MPa 壓裂作業(yè)結(jié)束后，球隨產(chǎn)液回流至井口.投球及捕球投球器捕球器封隔懸掛器裸眼封隔器投球滑套壓差滑套井下隔離閥多級(jí)滑套+裸眼封隔器分段壓裂技術(shù)多級(jí)滑套分段壓裂工具主要包括：投球裝置、封隔懸掛器、裸眼封

36、隔器、投球滑套、壓差滑套、井下隔離閥；適用于裸眼完井節(jié)約時(shí)間和成本，采用單開(kāi)壓裂滑套（不能關(guān)閉）球能夠返回地面各層獨(dú)立作業(yè)。球座易磨銑。作業(yè)步驟管柱入井、坐封所有封隔器開(kāi)泵、打開(kāi)趾端滑套，壓裂最底層投最小球、開(kāi)啟上面一層壓裂滑套并對(duì)這層實(shí)施壓裂投稍大的球、開(kāi)啟再上面一層壓裂滑套并封閉下面層位，對(duì)這層實(shí)施壓裂 2008 Weatherford. All rights reserved.63投最后一個(gè)球，完成所有層的壓裂開(kāi)井投產(chǎn)作業(yè)步驟Drop the last ball and complete the frac job.開(kāi)井口投產(chǎn)，返流球及多余砂Produce the well to clea

37、n up proppant and balls下鉆磨銑球座和剩于的球Mill-out any balls that remain and all ball seatsProduce the well. 2008 Weatherford. All rights reserved.64投球固井滑套分段壓裂技術(shù)完井管柱中預(yù)制多級(jí)滑套，也可固井分段。壓裂時(shí)用連續(xù)油管下入開(kāi)關(guān)打開(kāi)壓裂段的預(yù)制滑套，或投球?qū)崿F(xiàn)多段壓裂。采用開(kāi)關(guān)工具時(shí)，分段數(shù)不受尺寸限制，可分任意多段套管壓裂，滑套與套管內(nèi)通徑一致，施工風(fēng)險(xiǎn)低后期可進(jìn)行分段控制生產(chǎn)投球固井滑套一次多層壓裂系統(tǒng)作業(yè)步驟下入完井管柱、坐封懸掛器、注水泥碰壓、坐封

38、封隔器繼續(xù)加壓打開(kāi)壓差滑套壓裂投球壓裂其余層段 2008 Weatherford. All rights reserved.66復(fù)合固井橋塞及滑套外保護(hù)材料所有的壓裂滑套外都包裹了一層薄薄的復(fù)復(fù)合固井橋塞合式外套. 這層外保護(hù)層不密封，但能防止地層或者固井雜質(zhì)進(jìn)入壓裂滑套的流通口。一旦壓裂滑套打開(kāi)，壓力通過(guò)流通口后進(jìn)入復(fù)合式外套鎧皮，使其分層降解纖維化。BeforeAfter的工具腔內(nèi)。全通徑開(kāi)關(guān)滑套一次多層壓裂系統(tǒng)作業(yè)步驟ZoneSelect Frac Sliding Sleeve ( the wiper plug willRun in the lower completion string

39、, set the liner hanger, and pump下入完井管柱、坐封懸掛器、注水泥 the cement.not open the sleeve as it passes, since it is down toclose)Liner HangerCementAfter the plug is bumped set the碰壓、坐封封隔器liner hanger packer.After the cement is set, open the lowest ZoneSelect Frac Sliding SleeveHWB shifting tool facing upHWB S

40、hifting tool facing down固井后、用HWB工具打開(kāi)最底部壓裂滑套 with the HWB shifting tool.tubing the keys of the HWB shifting toolWhen pumping is stopped on the coiled停泵后HWB鎖塊縮回、collapse. The shifting tool is pulled into a揼arage?above the Liner Hanger.Typically the 揼arage?is installed in thevertical section of the wel

41、l to help minimize68 2008 Weatherford. All rights reserved.cement and proppant from collecting in thelarger ID.揼 HWBarage?開(kāi)關(guān)工具就位后，壓裂最下部地層底部地層壓裂結(jié)束后，用HWB開(kāi)關(guān)工具關(guān)閉該層壓裂滑套用HWB開(kāi)關(guān)工具開(kāi)啟相應(yīng)層位的滑套 投產(chǎn) ，全通徑開(kāi)關(guān)滑套一次多層壓裂系統(tǒng)作業(yè)步驟After the shifting tool is 損arked?, the frac is pumped into the open zoneAfter the Frac is compl

42、ete close the ZoneSelect Frac Sliding Sleeve with the HWB shifting tool.Open the next zone抯ZoneSelect Frac Sliding Sleeve with the HWB shifting tool and repeat the process until all zones are打開(kāi)上面一層的壓裂滑套、壓裂直至所有地層壓裂結(jié)束并關(guān)閉所有滑套 fraced and closedOnce the Fracing is done on all zones open the ZoneSelect Fr

43、ac sleeves with the HWB shifting tool. The well can now be produced. If anyzone ever needs to be closed the the HWB shifting tool can close that zone抯respective ZoneSelect Frac sliding sleeve. 2008 Weatherford. All rights reserved.69HWB液壓開(kāi)關(guān)工具 2008 Weatherford. All rights reserved.70nZone滑套水平井分段壓裂工藝T

44、AP閥門正常固井，但不能旋轉(zhuǎn)套管投標(biāo)尺寸一樣，不限級(jí)數(shù)兩閥之間用控制線連接上級(jí)C-環(huán)縮徑為上層施工做準(zhǔn)備可關(guān)閉滑套投標(biāo)可鉆nZone滑套水平井分段壓裂工藝TAP閥門作業(yè)順序1、常規(guī)固井2、水泥凝固后，套管憋壓打開(kāi)爆破閥，（Rupture DiscValue）3、第一級(jí)壓裂通過(guò)該閥泵注4、在第一級(jí)壓裂頂替時(shí)，投入TAP堵標(biāo)（dart）打開(kāi)TAP啟動(dòng)閥5、按上述步驟完成剩余施工6、開(kāi)井放噴投球可重復(fù)開(kāi)關(guān)滑套一次多層壓裂系統(tǒng)作業(yè)步驟Run-in string, set the Packer, and inflate theZoneSelect Toe SleeveOpen hole PackerZo

45、neSelect SlidingSleeve管柱入井、坐封所有封隔器 open hole packersPackerStart pumping the frac, hydraulically open the ZoneSelectContinue pumping the frac, drop the smallest ball to seat on the lowest ZoneSelect Sliding開(kāi)泵、打開(kāi)趾端滑套，壓裂最底層 Toe Sleeve投最小球、開(kāi)啟上面一層壓裂滑套并對(duì)這層實(shí)施壓裂 Sleeve and hydraulically open it.Drop the nex

46、t size larger ball, to seat in the next ZoneSelect Sliding Sleeve and hydraulically open it.73 2008 Weatherford. All rights reserved.投球可重復(fù)開(kāi)關(guān)滑套一次多層壓裂系統(tǒng)作業(yè)步驟投最后一個(gè)球，完成所有層的壓裂開(kāi)井口投產(chǎn)，返流球及多余砂下鉆磨銑球座和剩于的球開(kāi)井投產(chǎn)、用開(kāi)關(guān)工具關(guān)閉不想投產(chǎn)層位的壓裂滑套，最底層封閉可用橋塞 2008 Weatherford. All rights reserved.74威德福 RFID電感可重復(fù)開(kāi)關(guān)滑套一次多層壓裂系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn) 電控滑

47、套 壓力等級(jí) 10,000 PSI 溫度 150 C 電傳感器和滑套內(nèi)芯片信號(hào)對(duì)應(yīng)，開(kāi)關(guān)滑套 不受壓裂層數(shù)限制75套管封隔器多級(jí)分段壓裂工藝工藝原理是利用封隔器對(duì)水平井段機(jī)械分隔實(shí)現(xiàn)分段，具有不動(dòng)管柱多級(jí)壓裂施工、分段隔離針對(duì)性好的優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)管柱風(fēng)險(xiǎn)配套了系列針對(duì)性措施。安全接頭割縫噴砂器7”套管3.5 ”油管封隔器甲封隔器乙噴砂滑套甲噴砂滑套乙座封球座接球座接球座水力錨水力錨球, 甲, 部,從環(huán)空注入反洗井,提供干凈井筒投35mm球,座封封隔器，打掉球座，壓裂第1段投45mm球 開(kāi)噴砂滑套甲 密封下部 壓裂第2段投50mm球,開(kāi)噴砂滑套乙,密封中部,壓裂第3段滾珠引鞋扶正器扶正器扶正器扶正器

48、XS21-2H水平井封隔器分段壓裂技術(shù)應(yīng)用水平井封隔器分段壓裂技術(shù)應(yīng)用基本情況射孔完井水平段長(zhǎng)700m壓裂層位：JS21設(shè)計(jì)思路封隔器分四段壓裂、低砂比、臺(tái)階與線性加砂相結(jié)合 、凍膠過(guò)量頂替壓裂施工順利完成了145m3加砂，壓后獲無(wú)阻流量7.5104m3/d左右凈液排量 (m3/min)地面壓力 Ann (MPa)攜砂液排量 (m3/min)支撐劑濃度 (kg/m3)地面壓力 Tbg (MPa)10.00100.010.002000100.0凈液排量 (m3/min)地面壓力 Ann (MPa)攜砂液排量 (m3/min)支撐劑濃度 (kg/m3)地面壓力 Tbg (MPa)10.00100.

49、010.002000100.0凈液排量 (m3/min)地面壓力 Ann (MPa)攜砂液排量 (m3/min)支撐劑濃度 (kg/m3)地面壓力 Tbg (MPa)10.00100.010.002000100.0凈液排量 (m3/min)地面壓力 Ann (MPa)攜砂液排量 (m3/min)支撐劑濃度 (kg/m3)地面壓力 Tbg (MPa)10.00100.010.002000100.08.00080.006.00060.004.00040.002.00020.008.000160080.006.000120060.004.000800.040.002.000400.020.008.0

50、0080.006.00060.004.00040.002.00020.008.000160080.006.000120060.004.000800.040.002.000400.020.008.00080.006.00060.004.00040.002.00020.008.000160080.006.000120060.004.000800.040.002.000400.020.008.00080.006.00060.004.00040.002.00020.008.000160080.006.000120060.004.000800.040.002.000400.020.00（2852-285

51、6m）（2663-2667m）（2484-2488）20.036.052.0時(shí)間 (min)68.084.0100.00.00.00.00.00.0新沙井米米加砂壓裂曲線0.0016.0032.00時(shí)間 (min)48.0064.0080.000.00.00.00.00.00.0014.0028.00時(shí)間 (min)42.0056.0070.000.00.00.00.00.0新沙井米加砂壓裂曲線0.020.040.0時(shí)間 (min)60.080.0100.00.00.00.00.00.0（2284-2288）水力噴射分段壓裂技術(shù)水力噴射分段壓裂技術(shù)1998年，Surjaatmadjadia第一

52、次提出了水力噴射分段壓裂思想和方法 。水力噴射分段壓裂技術(shù)就是將水力噴射技術(shù)和壓裂技術(shù)相結(jié)合。水力噴射壓裂技術(shù)可以在裸眼、篩管完井的水平井中進(jìn)行加砂壓裂，也可以在套管井上進(jìn)行 。技術(shù)原理根據(jù)伯努利方程，將壓力能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，油管流體加壓后經(jīng)噴嘴噴射而出的高速射流(噴嘴噴射速度大于190 m/ s) 在地層中射流成縫，通過(guò)環(huán)空注入液體使井底壓力剛好控制在裂縫延伸壓力以下，射流出口周圍流體速度最高，其壓力最低，環(huán)空泵注的液體在壓差作用下進(jìn)入射流區(qū)，與噴嘴噴射出的液體一起被吸入地層，驅(qū)使裂縫向前延伸，因井底壓力剛好控制在裂縫延伸壓力以下，壓裂下一層段時(shí)，已壓開(kāi)層段不再延伸，因此，不用封隔器與橋塞等隔離

53、工具，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)封隔。通過(guò)拖動(dòng)管柱，將噴嘴放到下一個(gè)需要改造的層段，可依次壓開(kāi)所需改造井段。水力噴射壓裂原理示意圖試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果套管壁面上孔眼形態(tài)地層中孔眼形態(tài)水力噴砂射孔和聚能彈射孔對(duì)比圖水力噴砂射孔在地層中形成的紡錘形孔眼最大直徑可超過(guò)50mm、深度可達(dá)到近0.8-2m。實(shí)內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示：水力噴肘孔眼直徑一般為噴嘴直徑的4-8倍，每一個(gè)水力噴射孔眼的過(guò)液面積是用射孔槍獲得孔眼的5-10倍。基本作業(yè)過(guò)程（1）工具入井定位（2）油管內(nèi)加壓，射孔1、23（3）維持噴嘴壓降、環(huán)空加壓，孔內(nèi)起裂、裂縫延伸（4）回拉拖動(dòng)工具定位，第二段裂縫射孔、壓裂（5）重復(fù)4，完成多段壓裂噴嘴壓降：約30MP

54、a環(huán)空壓力：接近于FEP4、5優(yōu)點(diǎn)：可在需要壓裂的任意井段進(jìn)行施工，同時(shí)對(duì)于裂縫條數(shù)沒(méi)有限制；不下機(jī)械隔離工具，極大地減少了工具砂埋或砂卡的風(fēng) 險(xiǎn)；對(duì)同一井不同井段可采取不同液體體系進(jìn)行改造缺點(diǎn)：在目前情況下，得到壓裂點(diǎn)以上和以下部分環(huán)空流體的濾失缺點(diǎn)：環(huán)空需要泵注液體；施工完一段后，需上提施工管柱到第二層位置處。對(duì)于高壓氣井需在井口安裝防噴器；施工后需要起出施工管柱，重新下入完井管柱。使用范圍：對(duì)于裸眼井分段壓裂尤其適合；噴嘴節(jié)流作用明顯，泵注壓力比一般的壓裂約高20MPa，不適用于深井壓裂地層上Bakken深度3657.6（測(cè)深）、2377.44（垂深）溫度131施工級(jí)數(shù)井1-17井2-1

55、8水力噴射工具44.762590相位角管柱外徑mm線密度kg/m下深m鋼級(jí)生產(chǎn)管柱114.317.26P110連接管柱60.32571542.23連續(xù)油管60.3256.12804.16連續(xù)油管水力噴射壓裂分段壓裂技術(shù)實(shí)例2010年，在美國(guó)蒙大拿州開(kāi)展了兩口頁(yè)巖氣井的水力噴射壓裂實(shí)驗(yàn)，兩口井分別進(jìn)行了17級(jí)、18級(jí)的水力噴射壓裂，每口井的施工時(shí)間長(zhǎng)達(dá)4天。水力噴射現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)水平井不動(dòng)管柱滑套水力噴射分段壓裂工藝多層壓裂滑套常規(guī)水力噴射分段壓裂施工步驟不壓井裝置常規(guī)水力噴射分段壓裂工藝常規(guī)水力噴射壓裂地面連接示意國(guó)針對(duì)川西氣藏高壓力特征，在常規(guī)水力噴射分段壓裂工藝基礎(chǔ)上引入多層壓裂滑套技術(shù)成功開(kāi)發(fā)

56、了“不動(dòng)管柱滑套水力噴射分段壓裂”。工藝創(chuàng)新點(diǎn)結(jié)合了常規(guī)水力噴射壓裂技術(shù)和滑套多層壓裂的優(yōu)點(diǎn)；不動(dòng)管柱連續(xù)分層改造、不帶封隔器、管柱容易起出；克服了常規(guī)水力噴射需帶壓裝置、需動(dòng)管柱、工期長(zhǎng)、需取工具、壓井傷害、連續(xù)油管排量低等眾多缺點(diǎn)。噴槍入井噴嘴裝好的噴槍配套技術(shù)不動(dòng)管柱滑套水力噴射分段壓裂配套技術(shù)水力噴射壓裂井下工具環(huán)空壓力控制技術(shù)壓裂液井底交聯(lián)控制技術(shù)過(guò)交聯(lián)凍膠與基液混合后壓裂液滑套噴槍XS311H水平井不動(dòng)管柱水力噴射分段壓裂技術(shù)應(yīng)用XS311H井是以沙溪廟JS31砂體為目的層的水平井。水平段采用液體欠平衡鉆井水平段長(zhǎng)度為385m，垂深2476.3m水平段襯管完井的方式采用自行設(shè)計(jì)的不

57、動(dòng)管柱常規(guī)油管水力噴射分3段壓裂技術(shù)8個(gè)小時(shí)連續(xù)完成40m3、30m3、30m3陶粒的施工環(huán)空排量 (m3/min)地面壓力 環(huán)空 (MPa)攜砂液排量 (m3/min)支撐劑濃度 (kg/m3)地面壓力 油管 (MPa)測(cè)試天然氣無(wú)阻流量16.1104m3/d，增產(chǎn)倍比50倍目 前 投 入 試 采 油 壓26.23MPa、套壓28.35MPa下20.0080.0016.0064.0012.0048.008.00032.004.00016.0020.00200080.0016.00160064.0012.00120048.008.000800.032.004.000400.016.00產(chǎn)氣3.

58、4705104m3/d時(shí)間 (min)0.072.0144.0216.0288.0360.00.00.00.00 0.0 00.0XS211H井不動(dòng)管柱滑套水力噴射分段壓裂工藝該井水平段503m，套管完井，JS21難動(dòng)用儲(chǔ)量。完成不動(dòng)管柱滑套水力噴射分3段壓裂，規(guī)模分別為40m3、30m3、50m3。完井僅2千方氣，壓裂后測(cè)試在油壓17.5MPa、套壓18.7MPa下配產(chǎn)3 3.2 2104m3/d，獲天然氣無(wú)阻流量4 4.3 3104m3/d，增產(chǎn)倍比達(dá)到22倍以上，是鄰井直井單層壓裂效果的2.0倍。攜砂液排量 (m3/min)支撐劑濃度 (kg/m3)地面壓力 Tbg (MPa)攜砂液排量

59、 (m3/min)凈液排量 (m3/min)地面壓力 Ann (MPa)0.084.0168.0252.0336.0420.00.00.00.010.002000100.08.000160080.006.000120060.004.000800.040.002.000400.020.000.00.00.0150010.00100.012008.00080.00900.06.00060.00600.04.00040.00300.02.00020.00時(shí)間 (min)XS21-1H井加砂壓裂施工曲線連續(xù)油管分段壓裂技術(shù)連續(xù)油管分段壓裂技術(shù) 一天可單獨(dú)作業(yè)多層段壓裂前對(duì)全部層段射孔跨隔封隔器通過(guò)連續(xù)

60、油管操作，壓裂作業(yè)通過(guò)連續(xù)油管注入 局限性施工排量受連續(xù)油管的內(nèi)徑和長(zhǎng)度限制 有效改造的層厚受限井底最大壓力受跨隔封隔器最大壓差的限制施工規(guī)模有時(shí)由于排量受限制摩阻高、注入排量低、地面施工壓力高另外一種選擇：采用連續(xù)油管噴砂射孔，環(huán)空壓裂！施工步驟壓裂示意圖使用跨式皮碗-封隔器總成應(yīng)用步驟：對(duì)全部層位射孔下通井規(guī)針對(duì)改造層下跨式碗-封隔器總成壓裂結(jié)束后反循環(huán)，上提總成到下一個(gè)改造層位座封壓裂最后返排壓裂液并投產(chǎn)連續(xù)油管水平井壓裂技術(shù)GRI 貓鼬多級(jí)水力壓裂工具通過(guò)連續(xù)油管與工具聯(lián)接后，深入井底，在拖動(dòng)工具的過(guò)程中通過(guò)MCCL機(jī)械定位器實(shí)現(xiàn)精確定位，定位后將封隔器做封。通過(guò)連續(xù)油管以0.5m-0