國(guó)內(nèi)壓裂技術(shù)介紹

1998年，Surjaatmadja提出水力噴射壓裂方法，并應(yīng)用于水平井壓裂。前言壓裂技術(shù)壓裂液噴射壓裂工具噴砂射孔參數(shù)效率噴射起裂及水力封隔1.壓裂機(jī)理水力噴射分段壓裂(HJF)是集射孔、壓裂、隔離一體化的增產(chǎn)措施，專(zhuān)用噴射工具產(chǎn)生高速流體穿透套管、巖石，形成孔眼，孔眼底部流體壓力增高，超破裂壓力起裂，造出單一裂縫。2021/10/10星期日1ppt課件關(guān)鍵：控制噴射壓力和環(huán)空壓力

射孔過(guò)程：Pv+Ph<FIP，不壓裂

環(huán)空加壓：Pv+Ph+Pa≥FIP，起裂

射流在孔底產(chǎn)生推進(jìn)壓力約2～3MPa，

調(diào)整Pa，與推進(jìn)壓力疊加>FEP，

裂縫持續(xù)延伸，適應(yīng)不同地層壓裂

射流孔口抽吸作用，強(qiáng)化封隔效果。特別適合于低滲透油氣藏直井分層、水平井分段作業(yè)。一、水力噴射分段壓裂技術(shù)1.水力噴射分段壓裂機(jī)理2021/10/10星期日2ppt課件滑套方案設(shè)計(jì)——5?″套管五級(jí)噴槍第一級(jí)滑套內(nèi)徑50mm第二級(jí)滑套內(nèi)徑45mm第三級(jí)滑套內(nèi)徑40mm第四級(jí)噴槍?zhuān)瓱o(wú)滑套使用后滑套－基本無(wú)磨損2.水力噴射分段壓裂工具一、水力噴射分段壓裂技術(shù)2021/10/10星期日3ppt課件噴槍2噴槍1實(shí)現(xiàn)水力噴射分段壓裂工藝的關(guān)鍵之一2.水力噴射分段壓裂工具（工具串組成）一、水力噴射分段壓裂技術(shù)2021/10/10星期日4ppt課件拖動(dòng)式噴射器滑套式噴射器2.水力噴射分段壓裂工具一、水力噴射分段壓裂技術(shù)適用于4″～95/8″套管，～5500m井深材料和處理：噴嘴工作壽命6h以上地面泵壓力：40～90MPa，排量：1.0～3.5m3/min施工層段數(shù)：1～5層（5?″套管），單層填砂量：15～50m32021/10/10星期日5ppt課件一、水力噴射分段壓裂技術(shù)3.技術(shù)參數(shù)套管孔徑15-25mm噴砂壓力30MPa,排量2.5-3.6m3/min

技術(shù)參數(shù)環(huán)空壓力20MPa,排量0.6-1.2m3/min地面泵壓40-90MPa單層加砂量15-50方2021/10/10星期日6ppt課件一、水力噴射分段壓裂技術(shù)4.技術(shù)優(yōu)勢(shì)不受完井方式的限制，適用于裸眼井、套管井、篩管井增產(chǎn)措施不需要井下封隔器，降低井下作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)逐層進(jìn)行噴孔壓裂，不需對(duì)已壓開(kāi)的井段進(jìn)行封堵降低地層破裂壓力，有助于裂縫的形成和延伸射孔-壓裂聯(lián)作，簡(jiǎn)化了射孔后壓裂管柱的工序2021/10/10星期日7ppt課件一、水力噴射分段壓裂技術(shù)6.水力噴射分段壓裂工藝及應(yīng)用

施工工藝與參數(shù)工具入井定位油管內(nèi)加壓，射孔維持噴嘴壓降、環(huán)空加壓，

孔內(nèi)起裂、裂縫延伸第二段裂縫射孔、壓裂重復(fù)4，完成多段壓裂10油田、百余井次規(guī)模應(yīng)用

井型：直井、水平井、定向井，油井、氣井完井：套管射孔、割縫篩管、裸眼管柱：油管、連續(xù)管，拖動(dòng)管柱與滑套不動(dòng)管柱自主：參數(shù)軟件、井下工具、工藝設(shè)計(jì)2021/10/10星期日8ppt課件中原油田新疆油田大牛地氣田全國(guó)10幾個(gè)主要油田規(guī)模應(yīng)用，

占全國(guó)油田總數(shù)的60%以上7.應(yīng)用規(guī)模與經(jīng)濟(jì)效益一、水力噴射分段壓裂技術(shù)2021/10/10星期日9ppt課件一、水力噴射分段壓裂技術(shù)案例分析X5-4-PB092井1960m,水平段746m,施工前產(chǎn)液11t/d，油2t/d，含水84.3%。2009年7月滑套水力噴射加砂壓裂三層，加砂120m3,

油8～14t/d，是壓裂施工前的4～7倍,含水降為45%。微地震監(jiān)測(cè),三段裂縫走向明顯,均垂直裂縫,長(zhǎng)50-101m,高14-29m.8.套管完井水平井噴射分段壓裂－X5-4-PB092井2021/10/10星期日10ppt課件NDP2井是吐哈三塘湖盆地一口割縫管水平井，割縫管長(zhǎng)度596m。施工前產(chǎn)液不足2.0

m3/d。難以實(shí)施常規(guī)壓裂。水力噴射分段加砂壓裂，分別在2103-2105m、1989.6-1991.6m兩層段加入陶粒18.1m3和17.8m3，日產(chǎn)油13-19m3，是壓裂施工前的6.5倍以上。8.割縫管完井水平井噴射分段壓裂－NDP2井一、水力噴射分段壓裂技術(shù)案例分析2021/10/10星期日11ppt課件油田井次(次)井段(m)單層砂量(m3)平均增產(chǎn)(%)完井方式經(jīng)濟(jì)效益（億元）四川122415～289530～50710%套管+襯管(壓裂完井)1.2061105～217310～50540%套管+尾管(壓裂完井)0.18大慶161538～191120～40580%套管1.13中原242846～420010～25620%套管+篩管1.20吐哈201990～237315～18550%篩管0.96遼河92200～300030～40540%篩管0.38華北72550～307018～24630%套管＋裸眼0.40其他72303～237612420%套管0.30一、水力噴射分段壓裂技術(shù)9.應(yīng)用規(guī)模與經(jīng)濟(jì)效益合計(jì)117口：水平井93口，直井24口；油井80口，氣井37口，累計(jì)5.75億元2021/10/10星期日12ppt課件企業(yè)介紹與系統(tǒng)能力一、水力噴射分段壓裂技術(shù)二、雙封單卡分段壓裂技術(shù)三、滑套式封隔器分段壓裂技術(shù)四、國(guó)外水平井分段壓裂技術(shù)五、華鼎施工能力保障匯報(bào)提綱2021/10/10星期日13ppt課件工藝管柱耐溫100℃、耐壓差80MPa一趟管柱最多壓裂15段，一天可實(shí)現(xiàn)8段壓裂單趟管柱最大加砂可達(dá)160m3管柱具有防卡、脫卡功能工藝成功率97.8%工藝原理：采用小直徑雙封隔器單卡目的層壓裂，通過(guò)反洗、拖動(dòng)實(shí)現(xiàn)一趟管柱多個(gè)層段的壓裂。(專(zhuān)利號(hào)：200710129818.3、200810136897.5

)性能指標(biāo)水平井滑套分壓管柱示意圖二、雙封單卡分段壓裂技術(shù)2021/10/10星期日14ppt課件2.技術(shù)特點(diǎn)二、雙封單卡分段壓裂技術(shù)針對(duì)性強(qiáng)：雙封單卡目的層，可控制各層段處理規(guī)模加砂量大：研制了耐磨導(dǎo)壓噴砂器，應(yīng)用了低摩阻支撐劑，單趟管柱最大160m3安全性高：小直徑封隔器，有可靠地防卡、解卡機(jī)構(gòu)效率高：一趟管柱可完成6-8層壓裂，節(jié)省施工時(shí)間，降低作業(yè)工人勞動(dòng)強(qiáng)度2021/10/10星期日15ppt課件二、雙封單卡分段壓裂技術(shù)3、指標(biāo)：工藝管柱耐溫、耐壓指標(biāo)達(dá)到100℃、80MPa一趟管柱最多壓裂15段單趟管柱最大加砂規(guī)模達(dá)到160m3陶粒最大卡距達(dá)到112m

2006年8月-2010年底，大慶油田形成了以雙封單卡分段壓裂為主，和水力噴砂壓裂為輔的水平井增產(chǎn)改造工藝技術(shù)系列,雙封單卡分段完成156口井800段，占已成為水平井壓裂的主體技術(shù)應(yīng)用情況：2021/10/10星期日16ppt課件4、應(yīng)用實(shí)例：朝109-葡平39井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)該井水平段長(zhǎng)559m，設(shè)計(jì)一趟管柱壓裂5段，最高施工壓力38MPa，排量3.6m3/min，卡距24m，加砂100m3，施工順利。朝109-葡平39井起出工具照片上封下封二、雙封單卡分段壓裂技術(shù)2021/10/10星期日17ppt課件5.典型實(shí)例二、雙封單卡分段壓裂技術(shù)州扶51-平52井壓裂施工曲線(xiàn)123456789101112141315州扶51平-52井開(kāi)發(fā)目的層為扶余儲(chǔ)層，水平段長(zhǎng)593m，實(shí)測(cè)井底溫度高達(dá)98.5℃，全井射開(kāi)15段為了提高壓裂施工效率，提高低滲儲(chǔ)層產(chǎn)能，降低水平井開(kāi)發(fā)成本，開(kāi)展了點(diǎn)源限流射孔、加密布縫、脫砂壓裂、大排量施工現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)總加砂量110m3，15段有效施工時(shí)間僅34h，施工效率大大提高該井目前產(chǎn)液9.5t/d，產(chǎn)油8.1t/d，是周?chē)鷫毫阎本a(chǎn)液、產(chǎn)油量的6.3倍和7.4倍，是同區(qū)塊壓裂水平井的1.4倍和1.6倍2021/10/10星期日18ppt課件企業(yè)介紹與系統(tǒng)能力一、水力噴射分段壓裂技術(shù)二、雙封單卡分段壓裂技術(shù)三、滑套式封隔器分段壓裂技術(shù)四、國(guó)外水平井分段壓裂技術(shù)五、華鼎施工能力保障匯報(bào)提綱2021/10/10星期日19ppt課件三、滑套式封隔器分段壓裂技術(shù)1.壓裂方式的選擇2021/10/10星期日20ppt課件三、滑套式封隔器分段壓裂技術(shù)（1）層間隔離方式的選擇液壓傳統(tǒng)封隔器高壓擴(kuò)張式封隔器超長(zhǎng)隔離段遇烴（水）膨脹封隔器常用封隔器，長(zhǎng)度1.6-1.7m,耐壓70MPa,適用于裸眼、套管井膨脹率大，長(zhǎng)度2m以上,耐壓52MPa,適用于井眼擴(kuò)張大的非標(biāo)裸眼井、套管井適用于層間段長(zhǎng)井況，長(zhǎng)度50-500m,適用于裸眼、套管、篩管井遇油、遇水封隔器，長(zhǎng)度5.2-5.3m,耐壓70MPa,適用于裸眼、套管井2021/10/10星期日21ppt課件三、滑套式封隔器分段壓裂技術(shù)（2）壓裂滑套及壓裂方式的選擇工具開(kāi)工具關(guān)固井環(huán)境投球打開(kāi)鎖死不可關(guān)閉打壓開(kāi)啟不可關(guān)閉投球打開(kāi)工具關(guān)閉2021/10/10星期日22ppt課件三、滑套式封隔器分段壓裂技術(shù)（3）復(fù)合材質(zhì)的投球投球到位及持壓后的環(huán)行卡痕復(fù)合材料球比重：1.8,不建議采用酚醛樹(shù)脂球比重：1.25送球泵速:2.00m3/min壓裂泵速:4.00m3/min作業(yè)壓力:44MPa-52MPa壓裂作業(yè)結(jié)束后，球隨產(chǎn)液回流至井口2021/10/10星期日23ppt課件三、滑套式封隔器分段壓裂技術(shù)1.裸眼井固井滑套選擇性分段壓裂技術(shù)（1）層間封隔通過(guò)固井實(shí)現(xiàn)（2）壓裂過(guò)程中HWB液壓裝置打開(kāi)或關(guān)閉滑套工具。（3）可實(shí)現(xiàn)無(wú)限級(jí)分段壓裂（理論上）大大減少作業(yè)時(shí)間外部復(fù)合材質(zhì)鎧皮包裹，無(wú)固井碎屑2021/10/10星期日24ppt課件三、滑套式封隔器分段壓裂技術(shù)——HWB液壓開(kāi)關(guān)工具1.裸眼井固井滑套選擇性分段壓裂技術(shù)2021/10/10星期日25ppt課件三、滑套式封隔器分段壓裂技術(shù)——施工步驟1.裸眼井固井滑套選擇性分段壓裂技術(shù)2021/10/10星期日26ppt課件三、滑套式封隔器分段壓裂技術(shù)——施工步驟1.裸眼井固井滑套選擇性分段壓裂技術(shù)2021/10/10星期日27ppt課件一次多層壓裂措施（酸化或礫石充填），最多壓裂15層

（14個(gè)球座，1個(gè)趾端滑套），無(wú)需中心管。采用投球、壓裂滑套方式；球座設(shè)計(jì)能保證密封，又不卡球。球能夠返回地面；減少作業(yè)時(shí)間和成本；各層獨(dú)立作業(yè)；壓裂滑套外覆復(fù)合材質(zhì)鎧皮，防止雜質(zhì)；球座易磨銑；三、滑套式封隔器分段壓裂技術(shù)2.封隔器滑套選擇性分段壓裂技術(shù)2021/10/10星期日28ppt課件三、滑套式封隔器分段壓裂技術(shù)3.水平井封隔器滑套選擇性分段壓裂技術(shù)——施工步驟2021/10/10星期日29ppt課件三、滑套式封隔器分段壓裂技術(shù)3.水平井封隔器滑套選擇性分段壓裂技術(shù)——施工步驟2021/10/10星期日30ppt課件企業(yè)介紹與系統(tǒng)能力一、水力噴射分段壓裂技術(shù)二、雙封單卡分段壓裂技術(shù)三、滑套式封隔器分段壓裂技術(shù)四、國(guó)外水平井分段壓裂技術(shù)五、華鼎施工能力保障匯報(bào)提綱2021/10/10星期日31ppt課件四、國(guó)外水平井分段壓裂技術(shù)StageFRAC壓裂技術(shù)（裸眼封隔器+滑套多段壓裂）2021/10/10星期日32ppt課件四、國(guó)外水平井分段壓裂技術(shù)StageFRAC壓裂技術(shù)（裸眼封隔器+滑套多段壓裂）套管尺寸：33/4”-97/8(95.25mm-222.25mm)裸眼尺寸：41/2”-103/4(114.3mm-273.05mm)工具適用范圍2021/10/10星期日33ppt課件四、國(guó)外水平井分段壓裂技術(shù)TAP*壓裂技術(shù)（套管閥投飛標(biāo)壓裂技術(shù)）2021/10/10星期日34ppt課件TAP套管滑套完井分層壓裂技術(shù)四、國(guó)外水平井分段壓裂技術(shù)技術(shù)特點(diǎn)TAP閥和完井管柱一起下入通過(guò)滑套和飛鏢實(shí)現(xiàn)分層壓裂開(kāi)關(guān)滑套可實(shí)現(xiàn)分層測(cè)試、分層生產(chǎn)應(yīng)用情況蘇里格應(yīng)用4口井，已實(shí)現(xiàn)分壓9層米37井分壓9層，液量1672.0m3，砂126.4m3

分析山2、盒7段2層產(chǎn)水，關(guān)閉產(chǎn)水層后，氣量從1.7×104m3/d上升到5.70×104m3/d2021/10/10星期日35ppt課件四、國(guó)外水平井分段壓裂技術(shù)連續(xù)油管?chē)娚吧淇篆h(huán)空加砂壓裂技術(shù)作業(yè)程序水力噴砂射孔環(huán)空加砂壓裂層間封堵方式砂塞封堵底封隔器封堵技術(shù)特色不受壓裂層數(shù)限制可實(shí)現(xiàn)對(duì)多層系的動(dòng)用砂塞封堵底部單封2021/10/10星期日36ppt課件水力泵入橋塞/射孔聯(lián)作分級(jí)壓裂技術(shù)四、國(guó)外水平井分段壓裂技術(shù)壓裂時(shí)間13天15級(jí),所有橋塞用一個(gè)鉆頭一趟鉆完,用時(shí)40小時(shí)2021/10/10星期日37ppt課件技術(shù)來(lái)源油田水平井分段壓裂技術(shù)施工井?dāng)?shù)分段5段以上井?dāng)?shù)單井最多分壓段數(shù)自主研發(fā)大慶雙封單壓，水力噴砂422815長(zhǎng)慶及蘇里格水力噴砂分壓，裸眼封隔器分壓725010西南裸眼封隔器分壓748吉林滑套分壓3815吐哈水力噴砂分壓303小計(jì)雙封單壓＋滑套分壓＋水力噴砂1628315引進(jìn)技術(shù)蘇里格裸眼封隔器分壓41288蘇里格復(fù)合橋塞1115西南裸眼封隔器分壓1055吉林裸眼封隔器分壓1110吐哈裸眼封隔器分壓1

4大慶裸眼封隔器分壓204新疆裸眼封隔器分壓225小計(jì)裸眼分壓，復(fù)合橋塞583715

合計(jì)

22012015

2010年股份公司水平井分段改造應(yīng)用情況2021/10/10星期日38ppt課件

2011年中石油股份公司分段壓裂工作量安排單位水平井計(jì)劃-新水平井壓裂水平井多段壓裂(5段以上)直井多層壓裂(5層以上)油井氣井油井氣井油井氣井油井氣井大慶油田55733526350

遼河油田151120

15

吉林油田30830171517

20大港油田281

冀東油田10

華北油田25125

20

西南油氣田

45

45

40

50長(zhǎng)慶油田70195701