水平井裸眼选择性分段压裂完井技术及工具

最新压裂技术现状及发展趋势资料

压裂技术现状及发展趋势 (长城钻探工程技术公司) 在近年油气探明储量中，低渗透储量所占比例上升速度在逐年加大。低渗透油气藏渗透率、孔隙度低，非均质性强，绝大多数油气井必须实施压裂增产措施后方见产能，压裂增产技术在低渗透油气藏开发中的作用日益明显。 1、压裂技术发展历程 自1947年美国Kansas的Houghton油田成功进行世界第一口井压裂试验以来，经过60多年的发展，压裂技术从工艺、压裂材料到压裂设备都得到快速的发展，已成为提高单井产量及改善油气田开发效果的重要手段。压裂从开始的单井小型压裂发展到目前的区块体积压裂，其发展经历了以下五个阶段[1]：（1）1947年-1970年：单井小型压裂。压裂设备大多为水泥车，压裂施工规模比较小，压裂以解除近井周围污染为主，在玉门等油田取得了较好的效果。 （2）1970年-1990年：中型压裂。通过引进千型压裂车组，压裂施工规模得到提高，形成长缝增大了储层改造体积，提高了低渗透油层的导流能力，这期间压裂技术推动了大港等油田的开发。 （3）1990年-1999年：整体压裂。压裂技术开始以油藏整体为单元，在低渗透油气藏形成了整体压裂技术，支撑剂和压裂液得到规模化应用，大幅度提高储层的导流能力，整体压裂技术在长庆等油田开发中发挥了巨大作用。 （4）1999年-2005年：开发压裂。考虑井距、井排与裂缝长度的关系，形成最优开发井网，从油藏系统出发，应用开发压裂技术进一步提高区块整体改造体积，在大庆、长庆等油田开始推广应用。 （5）2005年-今：广义的体积压裂。从过去的限流法压裂到现在的直井细分层压裂、水平井分段压裂，增大储层改造体积，提高了低渗透油气藏的开发效果。 2、压裂技术发展现状 经过五个阶段的发展，压裂技术日趋完善，形成了三维压裂设计软件和压裂井动态预测模型，研制出环保的清洁压裂液体系和低密度支撑剂体系，配备高性能、大功率的压裂车组，使压裂技术成为低渗透油气藏开发的重要手段之一。 2.1 压裂工艺和技术

裸眼井封隔器及其应用

裸眼井封隔器及其应用 （江汉油田分公司采油工艺研究院井下工具研究所） 摘要近年来裸眼井越来越多，对裸眼井地层进行酸化、压裂、注水、堵水和试油试气等分层措施作业需要使用裸眼封隔器。为了满足这种需要，研究了K341、K342、K344三种类型的裸眼井封隔器。现场应 用时，其最大密封系数达到了1.486 ,远远大于普通压缩式封隔器密封系数 1.1?1.15的水平，最高工作压差达到47MPa，最高工作温度达到142 'C。介绍了这三种封隔器的工作原理、现场施工管柱和现场使用情况。关键词裸眼井裸眼封隔器管柱应用 前言 因油气田开发的需要以及完井技术的发展，油气井尤其是碳酸盐岩等致密地层钻探的油气井，采用裸眼井完井的方式日益增多。裸眼井需要裸眼封隔器才能进行酸化、压裂、注水、堵水和试油试气等分层措施作业，由此导致对裸眼井封隔器需求的增长。 裸眼井在钻井过程中，有时需要进行中途测试，以取得较为详细的资料，对地层进行更加准确的判断，由此决定是否追加投入，继续完成下步施工，从而节省不必要的开支。 裸眼井封隔器还可以用在套管变形井和一些常规封隔器不适宜应用的油井的采油、堵水、措施作业等。在采油井中，勘探初期的探井往往使用一些特殊尺寸的套管完井，后期采油中这些井缺少配套的井下封隔器，裸眼井封隔器则能够满足这些井的酸化、压裂、注水、堵水和试油试气等分层措施作业的施工需求。 工作原理 一、扩式胶筒 （一）结构 其结构分三层，以弹性不锈钢片做叠层骨架，加以胶筒、外筒组成。 （二）主要特点 1、扩系数大，可以达到1.2?1.6，即可用小直径胶筒封隔大直径井眼。 2、容易扩和收缩，即易坐封和解封，胶筒压差为1?1.5MPa即可实现封隔器胶筒的初封。 3、耐高温125?150 C，最高达180 Co 4、承压差大，最大工作密封压力达到50MPa以上。 5、残余变形小，通常残余变形不超过2%。 6、对井眼适应性强，可用于先期完井的裸眼井、套管侧钻开窗井、后期完井的裸眼井、组合套管井和特殊套管井的工艺措施中。 二、K344型裸眼井封隔器 （一）结构 由上接头、中心管、密封胶筒、下接头等组成，见图1所示。

封隔器

封隔器 1、概述： 封隔器是在套管里封隔油层的重要工具。它的主要元件是胶皮筒，通过水力或机械的作用，使胶皮筒鼓胀密封油管和套管的环形空间，把上下油层分开，达到某种施工目的，这就是封隔器的主要作用。 2、分类： 封器的型式很多，按其工作原理分为八种类型，即支撑式、卡瓦式、皮碗式、水力扩张式(水力压差式)、水力自封式、水力密闭式、水力压缩式、水力机械式。 按封隔元件的工作原理分为四种，即自封式、压缩式、楔入式、扩张式。 3、编号： 旧编号是用油田代号、型式代号、公称尺寸、结构代号、设计次数。 部定型油田代号型式代号适用套管公称直径结构设计 产品代号代号代号大庆DQ 支撑式 1 41/2套管43/4裸眼 4 胜利SL 卡瓦式 2 5、51/2、53/4套管51/4裸眼 5 四川SC 皮碗式 3 65/8套管 6 大港DG 水力扩张式 4 7、75/8套管73/4、71/2裸眼7 华北HB 水力自封式 5 85/8套管81/2裸眼8 D 江汉JH 水力密闭式 6 93/4裸眼9 玉门YM 水力压缩式7 113/4裸眼11 新疆XJ 水力机械式8 121/4裸眼12 青海QH 长庆ZQ 辽河LH 江苏IS 河南HN 吉林JL 海洋HY 如上述方法表达不清时可适当加用文字，例如HB671型裸眼封隔器;石油部定型产品可在油田代号前加D，如DSL151型封隔器，表示部定型的胜利油田研制的支撑式封隔器，适用127套管。 1.

新编号是按封隔元件分类代号、支撑代号、座封代号、解封代号、及封隔器钢体最大外径五个参数依次排列进行编号的。 分类代号支撑方式代号座封方式代号解封方式代号钢体最大外径 自封式Z 尾管 1 提放管柱 1 提放管柱 1 mm 压缩式Y 单向卡瓦 2 旋转管柱 2 旋转管柱 2 楔入式X 无支撑 3 自封 3 钻铣 3 扩张式K 双向卡瓦 4 液压 4 液压 4 锚瓦 5 下工具 5 下工具 5 应用本标准时，可将油田名称加到封隔器型号的前面，特殊用途加到封隔器型号的后面。如Y211-114型封隔器，表示该封隔器封隔元件的工作原理为压缩式、单向卡瓦支撑、提放管柱座封、提放管柱解封、钢体最好大外径114毫米。如华北K341-140型裸眼封隔器，表示为华北油田封隔器，封隔元件的工作原理为扩张式、无支撑、液压座封、提放管柱解封、钢体最大外径为140毫米，适用于裸眼井。 Y211-148封隔器 1、概述:从型号看这种封隔器是一种压缩式、单向卡瓦支撑、下放管柱座封、上提管柱解封的封隔器。具有起下顺利，中途不误座、座封、解封操作简单、密封可靠、耐压高、通径大、摩擦阻力小等优点。 单独使用该封隔器可用于式油、找水、验串等。与支撑式封隔器组合使用，可用于分层采油或卡堵水层。如用于压裂、酸化，则需另接水力锚和反循环阀。 2、主要技术指标 工作压差 15Mpa 钢体最大外径148mm 工作温度120℃摩擦块自由外径 170mm 通径 62mm 适用套管内径 157-162mm 全长 1442mm 座封载荷 120-140Kg 自重 80Kg 连接扣型 27/8UPTBG 2.

斯伦贝谢分段压裂技术

StageFRAC SIMPLE, EFFICIENT, AND EFFECTIVE StageFRAC services enable multistage hydraulic fractures of an uncemented completion in one pumping treatment. Openhole packers are run on conventional casing to segment the reservoir with ball-activated sleeves placed between each set of openhole packers.During pumping, balls are dropped from the surface to shift each sliding sleeve open and isolate previously frac-tured stages. This mechanical diversion combined with Schlumberger advanced fracturing fluid systems allows for precise fluid placement, complete zonal coverage, and greater effective fracture conductivity.The StageFRAC service also offers a relatively simple completion: The production casing is not cemented, there are no perforating operations, no bridge plugs are required for isolation, no overflushing of the stimulation treatment is needed, and no intervention is required once stimulation is completed. Finally,the entire wellbore is fracture stimulated in one pumping operation, reducing cycle times from days to hours. The service permits selective opening and closing of the ports to shut off unwanted fluids, thus maxi-mazing well production life. FIELD-PROVEN TECHNOLOGY Since the first StageFRAC well was completed in June of 2002, the technology has been used to complete more than 2,750 stages in more than 1.25 million ft of open hole, and more than APPLICATIONS I Hydraulically fractured horizontal,deviated, and vertical wells I Openhole and some cased hole completions I High-temperature, high-pressure,H 2S, and CO 2environments I Sandstone, carbonate, shale, and coal formations BENEFITS I Maximize reservoir productivity with up to 17 stimulation stages in one wellbore I Cut completion times from days to hours and shorten time to market I Maximize well longevity by shutting out unwanted fluids I Reduce fracture fluid damage through immediate flowback FEATURES I Improved access to natural fractures I Ability to space sleeves at optimal distances as dictated by reservoir conditions I Post-stimulation intervention not required I Single, continuous operation I Maximized stimulation coverage in horizontal wells I Reliable isolation in open hole I Rigless operations during fracturing I Sleeves that can be shifted to assist with reservoir management Maximize reservoir drainage The StageFRAC*?multistage fracturing service provides effective reservoir drainage through multistage fracturing of open- hole wellbores and reduces completion times from days to hours. The mechanical openhole packer with tandem elements is rated to 68.9 MPa [10,000 psi] and 218 degC [425 degF].

裸眼井封隔器及其应用

裸眼井封隔器及其应用 (江汉油田分公司采油工艺研究院井下工具研究所) 摘要近年来裸眼井越来越多,对裸眼井地层进行酸化、压裂、注水、堵水与试油试气等分层措施作业需要使用裸眼封隔器。为了满足这种需要,研究了K341、K342、K344三种类型的裸眼井封隔器。现场应用时,其最大密封系数达到了1、486,远远大于普通压缩式封隔器密封系数1、1～1、15的水平,最高工作压差达到47MPa,最高工作温度达到142℃。介绍了这三种封隔器的工作原理、现场施工管柱与现场使用情况。 关键词裸眼井裸眼封隔器管柱应用 前言 因油气田开发的需要以及完井技术的发展,油气井尤其就是碳酸盐岩等致密地层钻探的油气井,采用裸眼井完井的方式日益增多。裸眼井需要裸眼封隔器才能进行酸化、压裂、注水、堵水与试油试气等分层措施作业,由此导致对裸眼井封隔器需求的增长。 裸眼井在钻井过程中,有时需要进行中途测试,以取得较为详细的资料,对地层进行更加准确的判断,由此决定就是否追加投入,继续完成下步施工,从而节省不必要的开支。 裸眼井封隔器还可以用在套管变形井与一些常规封隔器不适宜应用的油井的采油、堵水、措施作业等。在采油井中,勘探初期的探井往往使用一些特殊尺寸的套管完井,后期采油中这些井缺少配套的井下封隔器,裸眼井封隔器则能够满足这些井的酸化、压裂、注水、堵水与试油试气等分层措施作业的施工需求。 工作原理 一、扩张式胶筒 (一)结构 其结构分三层,以弹性不锈钢片做叠层骨架,加以内胶筒、外筒组成。 (二)主要特点 1、扩张系数大,可以达到1、2～1、6,即可用小直径胶筒封隔大直径井眼。 2、容易扩张与收缩,即易坐封与解封,胶筒压差为1～1、5MPa即可实现封隔器胶筒的初封。 3、耐高温125～150℃,最高达180℃。 4、承压差大,最大工作密封压力达到50MPa以上。 5、残余变形小,通常残余变形不超过2％。 6、对井眼适应性强,可用于先期完井的裸眼井、套管侧钻开窗井、后期完井的裸眼井、组合套管井与特殊套管井的工艺措施中。 二、K344 型裸眼井封隔器 (一) 结构 由上接头、中心管、密封胶筒、下接头等组成,见图1所示。

裸眼封隔器

水平井分段压裂裸眼封隔器的研究与应用 水平井裸眼分段压裂是一项先进的完井工艺技术，是低压、低渗透油气藏开发的重要增产措施之一，近年来在国内开始推广应用。水平井裸眼分段压裂工具是实现这项工艺技术的核心硬件，该技术被少数国外公司垄断，国内自主研发尚处于起步阶段。此前，用传统工具和工艺改造水平井，耗时长、产量低，用国外先进技术和工艺改造水平井效果虽好，但费用太高。为此，渤海钻探工程技术研究院研发了水平井裸眼完井分段压裂配套工具并在苏里格地区成功应用，预示着国产水平井分段压裂工具及压裂工艺进入了一个崭新的时期。裸眼封隔器作为水平井分段压裂配套工具的重要组成部分，在多段压裂过程中的作用至关重要，其性能直接影响着压裂施工的效果。为此对裸眼封隔器的一些关键部分进行了缜密的设计。 1裸眼封隔器的研制 苏里格气藏具有低压低渗透、开采难度大的特点，4000 m 井底温度达到 130 ℃。水平井分段压裂时，裸眼封隔器的工作位置处于水平裸眼段，井底情况复杂、地层压力高。封隔器下入过程中，在井壁摩擦及管内液柱压力的作用下比较容易损坏胶筒和提前坐封，同时由于裸眼段井径变化大，使用密封胶筒较短的常规压缩式封隔器可能会导致坐封不完全，影响后期的压裂施工。针对上述情况，设计了开启阀式扩张封隔器，该封隔器将开启阀与单流阀综合利用，封隔器开启压力根据施工井的具体情况进行调节，能有效地防止下井过程中封隔器提前打开并坐封的现象；单流阀的设计使液体单向流入密封胶筒并防止回流，在后期打开压差滑套和压裂作业时即使压力骤增也可继续通过单流阀向密封胶筒内单向泵 入液体，使胶筒充分膨胀，加强密封效果。该封隔器具有外径小、密封段长的特点，不但有利于工具的顺利下入，而且长密封胶筒与裸眼地层有更大的接触面积，更好地保证完全密封。 2技术分析 2.1结构及工作原理 水平井裸眼完井分段压裂专用裸眼封隔器结构，该封隔器在现场配合自主研发的悬挂器、投球滑套、压差滑套、坐封球座等使用。现场应用时根据地质情况对分段压裂的段数进行调整，根据段数的不同对投球滑套和裸眼封隔器数量进行改变，以满足不同情况的分段压裂施工要求。封隔器下到预定位置后，由油管内投球使球坐于坐封球座上；井口打压注入液体，当压力打到8~10 MPa 时，开启阀芯上的销钉被剪断，开启阀被打开；液体经过中心管的进液孔把单流阀推开，进入中心管与胶筒之间的环形腔内使胶筒膨胀坐封，当内压达到设定值时，封隔器坐封完毕，可进行后续作业。 2.2主要技术参数及性能特点 2.2.1主要技术参数封隔器总长2600 mm；密封段长1500 mm；最大外径?146 mm；最小通径?50mm；启动压力8~10 MPa；坐封压力25 MPa；胶筒外径?144 mm；最高工作温度150 ℃；最大工作压力80 MPa。 2.2.2性能特点（1）易坐封，具有下井过程防坐封设计；（2）承压差大；（3）适应性强，小直径封隔器可密封大直径井眼，最大能密封?180 mm 井眼，且对井眼规则程度要求不严格；（4）密封段长，具有一定自身锚定能力，密封能力好，承受压差可靠；（5）使用寿命长，性能可靠，在前期室内试验过程中封隔器完全坐封在套管中放置3 个月后，验证其密封性能及锚定力，使用拉拔机拉到80 t，封隔器和套管之间移动距离不超过2 mm。

关于水平井分段压裂的研究及探讨

关于水平井分段压裂的研究及探讨 【摘要】能源作为现代社会的稀缺资源，直接影响着人们的生产生活，对能源的开发也是极为重要的工程。在石油储存量较小且渗透性较差的油田内，水平井是较为有效的开发方式。如果遇到油气层渗流阻力较大、渗透率极低的情况，则需要将其压开数量不等的裂缝，加强油气的渗透性及减少渗流阻力。本文简单阐述了水平井分段压力技术的原理，各种类型的分段压裂技术，包括封隔器分段压裂、段塞分段压裂、封隔器配合滑套喷砂器分段压裂、水力喷射分段压裂、TAP 分段压裂技术等，为从事能源行业的人员提供一定的技术参考。 【关键词】水平井分段压裂技术研究 由于各个油田的地质情况不一样，在开发的过程中许多特殊情况，如低渗透油气藏、稠油油气藏、储量较小、渗透阻力大等情况，需要采用水平井，其优势在于生产效率高、泄油面积大、储量的动用度较高。为了达到进一步提高水平井的产量，需要对水平井进行压裂，从而形成数量较多的裂缝，提高油气的产量，提升生产效率，但是由于水平井的跨度较大，要达到理想的压裂效果要求分段工具具有性能良好、体积合适、操作性强等特征，才能有效的提高单位油井的油气产量，实现经济效益及资源的充分开发[1]。 1 水平井分段压裂工艺的基本原理 水平井压裂后，其裂缝的形状、性能均有所区别，主要和水平井筒轴线方向及地层的主要应力的方向有着较为密切的关系。该项工艺能够提高产量的原理为压裂使石油的渗流方式发生了改变。进行压裂处理之前，石油的径向流流线主要处于井底的位置，渗透受到较大的阻力，压裂完成后，径向流流线与裂缝壁面呈平行关系，渗流受到的阻力较小。裂缝的主要形态有以下几种：①横向裂缝：当水平井筒和主要应力的方向为呈垂直关系时，即会形成横向裂缝；②纵向裂缝：当水平井筒与主要应力的方向呈平行关系时，即会形成纵向裂缝；③扭曲裂缝：当水平井筒和主要应力有一定的角度时，即会构成扭曲裂缝。压裂后形成的横向裂缝适用于渗透性较差储藏层，其可以明显的促进油井改造。而渗透性好、裂缝性的储藏层则需要利用纵向裂缝来提升改造效果[2]。 2 各种类型的分段压裂工艺2.1 段塞分段压裂 段塞分段压裂工艺是在水平井施工进入尾声时，采用年度较高的物质植入井筒中，使之形成堵塞现象，在利用其它材料，如浓度较高的支撑剂、填砂液体胶塞或者超粘完井液等，进行填充性裂缝。该工艺的优势在于对于工具的要求较低，不需要特殊工具即可以安全设计方案进行施工活动，但是其缺陷在于施工时间较长，在进行冲胶塞施工时容易出现损伤，且由于胶塞强度的限制，在深度较大的水平井中不能达到理想的封隔效果，因此逐渐被新的分段压裂技术所取代[3]。 2.2 TAP分段压裂工艺

井下封隔器知识

井下封隔器知识 分隔油层是用分层管柱及其工具实现的，封隔器是在套管里分隔油层的重要工具。 一、封隔器的基本概念 在油田的井筒里密封井内工作管柱与井筒内环形空间的封隔工具称 为封隔器。 1、封隔器性能的基本要求 对可取出的封隔器性能的基本要求是下的去、能密封、耐的久、起得出和配套多级使用。 2、封隔器的的基本参数 包括工作压力、温度、钢体最大外径和通经四个基本参数。 3、封隔器作用 封隔器主要元件是胶皮筒，通过水力或机械的作用、使胶皮筒膨胀密封油、套管环形空间，把上、下油层分隔开，达到某种施工的目的，这就是封隔器的主要作用。 二、封隔器型号编制方法 1、封隔器的分类： 封隔器的分类主要是按封隔器上的封隔件的工作原理来分类。可分为自封式、压缩式、扩张式和楔入式四类。 （1）自封式：靠封隔件外径与套管的过盈和压差以实现密封的封隔器。

帕），胶皮筒扩张，密封油套环形空间（压差的产生是通过配水器打开定压阀损失压力而造成的）。 （4）技术规范 a.工作压力25兆帕、工作温度70摄氏度； b.适用套管为139～145mm； c.最大外经113mm； d.管内经62mm； e.总长度923mm； f.两端连接螺纹适用于2 1/2英寸； g.胶皮筒外经为110mm，在0.5兆帕作用下，扩张直径为146～155mm。 2、k344-114(原457－9)型 （1）性能：常与喷砂器等工具配套使用，用于注水井的压裂、酸化、找窜、封窜上。 （2）结构：由上接头、“○”型圈、胶筒座、硫化芯子、胶筒、中心筒、滤网罩和下接头等组成。 （3）工作原理：从油管加液压，液压经滤网罩、下接头的孔眼和中心管的水槽，作用于胶筒内腔，从而使胶筒胀大，密封油套管环形空间，是压裂、酸化不可缺少的工具。 （4）技术规范 a.工作压力45兆帕。

北美分段压裂技术发展现状与趋势

北美分段压裂技术发展现状与趋势国外在 20 世纪 80 年代中期开始研究水平井压裂增产改造技术，最初是沿水平井段进行笼统压裂。2002 年以后，随着致密气、页岩气、致密油等非常规油气资源的大规模开发和水平井的大规模应用，许多公司开始尝试水平井分段压裂技术。 在随后的几年里，随着微震实时监测技术的提高和工厂化作业模式的日益成熟，压裂段数越来越多，作业效率和精度越来越高。2007 年开始，水平井分段压裂技术成为非常规油气开发的主体技术，开始在北美大规模应用。 1 国外水平井分段压裂技术发展现状 1.1 形成了适用于不同完井条件的水平井分段压裂技术 经过10 多年的发展，国外已经形成较为完善的适应不同完井条件的水平井分段压裂改造技术。主流的水平井分段压裂技术有3 类：水力喷射分段压裂技术、裸眼封隔器分段压裂技术和快钻桥塞分段压裂技术，其中裸眼封隔器分段压裂技术应用最为广泛。 1.2 “工厂化”作业模式降低成本 美国非常规油气开发的成功之路就是降低钻完井成本，保证压裂质量，提高单井产量，一种重要的做法就是“压裂工厂”。2005 年哈里伯顿公司率先提出“压裂工厂（FRACFACTORY）”的概念，即在一个中央区对相隔数百米至数千米的井进行压裂。所有的压裂装备都布置在中央区，不需要移动设备、人员和材料就可以对多个井进行压裂。 “压裂工厂”作业模式成为规模化作业的雏形。后来，这一概念逐渐扩展为“工厂化钻完井”，即多口井从钻井、射孔、压裂、完井和生产整个流程都是通过一个“中央区”完成。通过采用“工厂化钻完井”的作业模式，完井周期从原来每口井60天降至目前的20天完成5口井，完井成本降低了近60%。 1.3 微震实时监测提高压裂效果 随着水平井分段压裂技术应用范围逐步扩大，压裂监测水平也有了重大突破。2006 年，威德福公司推出FracMap 微震压裂监测技术，并首次在油气勘探领域实现商业化应用。随后，斯伦贝谢、贝克休斯、哈利伯顿也相继推出微震压裂监测技术服务。通过微震监测，不但可以在压裂进行的过程中实时获取井下信息（裂缝的方位、高度、长度、复杂度等），还可以实时优化压裂程序。

封隔器理论基础与应用

第一章、概述 第一节、前言 封隔器系指具有弹性密封元件，并籍此封隔环形空间，隔绝产层，以控制产（注）液，保护套管的井下工具. 根据密封部位不同，可分为两种。一种是油套与套管（或裸眼井壁）之间的密封，谓之“外密封”；一种是油管或油管密封短接（也称密封段）与封隔器内腔（或密封腔容座）之间的密封，谓之“内密封”。 目前常用的封隔器分为两大类：可取式封隔器和永久式封隔器。 对于封隔器本身来说，最关键的部件莫过于弹性密封元件，有人比之为封隔器的心脏，因为它在很大程度上影响甚至决定着封隔器系统井下工作的成败 第二节、封隔器的发展 石油工业的兴起和发展，伴随着封隔器的问世和演变，早期的封隔器结构简单，用途单一、性能低下。1863年美国的布赖森发明了裸眼封隔器，1863年美国的图尔特发明了一种开有油、套压连通孔的单胶筒封隔器，其胶筒是在锥形体的楔入作用下膨胀的。随后美国的封隔器研究又加快了步伐 苏联30年代初，阿塞拜疆油田首先采用正反扣螺栓式封隔器，1963年阿塞拜疆矿机研究所研制了结构比较完善的尾管式封隔器，但其下入深度只有300~650米，有效工作压差不超过2.5MPa。 近几十年，随着钻井、完井工艺不断向高压、高温和复杂的深部地层方面发展，对封隔器提出更高的要求。 第三节、结构封隔器的 一、密封部分： 密封部分是在外力（机械力或液压力）的作用下，发生动作，最终密封环形间隙，防止流体通过的机械。它是封隔器的关键部件，主要由弹性密封元件、赖以安装密封元件的钢碗、隔环（挡圈）和各种防止密封元件“肩部突出”的“防突”部件构成。其中，密封元件是至关重要的核心部件，通常制作成“圆筒状”，所以也俗称胶筒。只是近来为了实现油管与封隔器之间的内密封，密封元件才制作成各种形状（如V形）的盘根 二、锚定部分 锚定部分也叫“支撑部分”，其作用是将封隔器支撑在套管壁上，防止封隔器由于纵向移动而影响密封性能，或引起封隔器过早解封，主要包括水力锚和卡瓦等。

水平井不动管柱封隔器分段压裂技术

万方数据

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?１４４?中国石油大学学报（自然科学版）２０１０年８月 有限元分析，采用轴对称模型对其简化，建立的管柱模型及网格划分如图６所示。胶筒材料为橡胶，材料常数Ｃ１０＝１．８７ＭＰａ，Ｃｏ．＝ｏ．４７ＭＰａ；其余材料定义为钢，其弹性模量Ｅ＝２０６ＧＰａ，泊松比／ｚ＝０．３；网格划分中心管、套管和护套采用ＣＡＸ４Ｒ单元，胶筒采用ＣＡＸ４ＲＨ单元划分；定义中心管与压缩式封隔器的护套摩擦系数为０．１，其他接触摩擦系数定义为０．３；扩张式封隔器的护套与中心管定义为绑定约束，护套与长胶筒的顶部和底部也定义为绑定约束。 图６模型装配图（左）及网格划分（右） №．６Ａｓｓｅｍｂｌｙｄｒａｗｉｎｇｏｆｍｏｄｅｌａｎｄｇｒｉｄ ｍａｐｏｆｓｅａｌｒｕｂｂｅｒ 管柱力学分析分两步进行，加载方式为先在长胶筒的内部逐渐施加３０一５０ＭＰａ的内压力，使扩张式长胶筒与套管接触密封，管柱锚定套管不动。胶筒与套管的接触应力值如图７所示，最大接触压力为３３．３ＭＰａ。然后对管柱进行加载，包括管柱的内部压力和管外压力，以及封隔器对管柱的摩擦力，封隔器附近中心管的应力值如图８所示。 图７长胶简接触应力曲线 Ｆｉｇ．７Ｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｓｓｃｕｒｖｅ ｏｆｌｏｎｇｒｕｂｂｅｒ从图８应力曲线可以看出，中心管在与封隔器接触处的应力值最大，中心管的最大应力值为１６８．２ＭＰａ，发生在封隔器与中心管的结合处。压裂施工时该部位最容易被拉断，因此在工具设计时对该类部件选取高强度材料（选用３５ＣｒＭｏ材料），增加抗拉强度。 图８中心管处应力曲线 Ｆｉｇ．８Ｓｔｒｅｓｓｃｌｌｌｒｖｅｏｆｃｅｎｔｒａｌｔｕｂｅ ４创新点与优点 ４．１创新点 （１）工艺管柱的无卡瓦锚定设计，设计封隔器长胶筒摩擦锚定，降低了安全事故的发生，可有效避免卡瓦式锚定工具卡钻的问题。 （２）密封胶筒内加入了特殊材料，增强密封耐压性能和抗疲劳破坏性能。 （３）设计工具挡砂传液机构，有效避免了工具内腔进砂引起的事故。 （４）综合应用不动管柱＋分段压裂＋可洗井等技术。 ４．２技术优点 （１）可以在不动管柱的情况下，实现水平井２—３段的分段压裂；可以对水平井的长井段进行均匀布酸和有效的措施改造，大大提高水平井的压裂措施效益。 （２）一般情况，整个压裂施工可以在ｌｄ内完成，节省了泵注时间和费用，加快了返排时间，降低了残酸或压裂液对油层的污染伤害，有利于保护油气层。 （３）管柱具有反洗井功能，砂卡时可以进行反洗井作业。 ５结束语 力学分析证明该新型水平井封隔器分段压裂工艺管柱达到设计要求，其中心管在与封隔器接触处的应力值最大，是应力破坏薄弱处，设计时进行了充分考虑。该技术提高了我国套管完井水平井分段压裂的工艺技术水平和配套工具水平，具有良好的推 广应用前景。万方数据

水平井分段压裂技术总结

水平井分段压裂技术总结 百度最近发表了一篇名为《水平井分段压裂技术总结》的范文，这里给大家转摘到百度。 篇一：水平井分段压裂技术及其应用水平井分段压裂技术及其应用摘要：水平井分段压裂工艺技术为改善水平井水平段渗流条件、提高单井产量了技术支持。 本文从我国水平井分段压裂技术的发展现状入手，以应用最为广泛的裸眼水平井封隔器分级压裂技术为重点，以该技术在长庆油田苏里格气田苏区块的现场应用为例，对水平井压裂技术及其现场应用情况进行了分析与总结。 关键词：水平井分段压裂封隔器苏里格气田水平井因其具有泄油面积大、单井产量高、穿透度大、储量动用程度高等优势，在薄储层、低渗透、稠油油气藏及小储量的边际油气藏等的开发上表现出了突出的优势，成为提高油气井产量和提升油田勘探综合效益的重要手段之一，近年来在我国得到了快速的发展。 然而在低渗透油藏开采中因其渗透率较低、渗透阻力大、连通性较差，导致水平井单井产量也难以提升，难以满足经济开发的要求，水平井增产改造的问题便摆在了工程技术人员的面前。 而水平井分段压裂工艺技术的推广应用为改善水平井水平段渗流条件、提高单井产量了技术支持。 一、我国水平井分段压裂技术现状我国的水平井分段压裂技术及

配套工具的研究起步较晚，国内三大石油公司对于水平井分段压裂技术开展广泛的研究开始与十一五期间，近几年得到了大力的推广应用。 目前国内应用规模较大的水平井分段压裂技术主要包括以下三种：裸眼封隔器分段压裂技术。 年我国在四川广安--井第一次实施了裸眼封隔器分段压裂试验，范文当时是由的技术。 目前该技术在我国的现场应用仍然以国外技术为主，主要采用由、、等公司的装置系统，我国应用总规模约～口，占去了水平井分段压力工艺实施的/左右，分段数最多达到段。 我国在该技术方面上处于研发和现场试验阶段，现场试验分段数能达到段，所采用的压裂材质、加工工艺等方面和国外相比还有一定差距。 水平井水力喷射分段压裂技术。 年，首先由提出了水力喷射压裂工艺方法，并将其应用于水平井压裂。 我国于年在长庆油田引进配套技术，首次成功的完成了靖平井的分段压裂。 目前该技术在我国大部分油田都得到了广泛的现场试验和应用，总实施口数达到口以上，分段数在段以内。 套管完井封隔器分段压裂技术。 该技术在我国应用和研发的规模较大，最全面的范文写作网站且

裸眼井封隔器及其应用之令狐文艳创作

裸眼井封隔器及其应用（江汉油田分公司采油工艺研究院井下工具研究所）摘要近年来裸眼井越来越多，对裸眼井地层进行酸化、压裂、注水、堵水和试油试气等分层措施作业需要使用裸眼封隔器。为了满足这种需要，研究了K341、K342、K344三种类型的裸眼井封隔器。现场应用时，其最大密封系数达到了1.486，远远大于普通压缩式封隔器密封系数1.1～1.15的水平，最高工作压差达到47MPa，最高工作温度达到142℃。介绍了这三种封隔器的工作原理、现场施工管柱和现场使用情况。关键词裸眼井裸眼封隔器管柱应用前言因油气田开发的需要以及完井技术的发展，油气井尤其是碳酸

盐岩等致密地层钻探的油气井，采用裸眼井完井的方式日益增多。裸眼井需要裸眼封隔器才能进行酸化、压裂、注水、堵水和试油试气等分层措施作业，由此导致对裸眼井封隔器需求的增长。裸眼井在钻井过程中，有时需要进行中途测试，以取得较为详细的资料，对地层进行更加准确的判断，由此决定是否追加投入，继续完成下步施工，从而节省不必要的开支。裸眼井封隔器还可以用在套管变形井和一些常规封隔器不适宜应用的油井的采油、堵水、措施作业等。在采油井中，勘探初期的探井往往使用一些特殊尺寸的套管完井，后期采油中这些井缺少配套的井下封隔器，裸眼井封隔器则能够满足这些井的

酸化、压裂、注水、堵水和试油试气等分层措施作业的施工需求。工作原理一、扩张式胶筒(一)结构其结构分三层，以弹性不锈钢片做叠层骨架，加以内胶筒、外筒组成。(二)主要特点1、扩张系数大，可以达到1.2～1.6，即可用小直径胶筒封隔大直径井眼。2、容易扩张和收缩，即易坐封和解封，胶筒压差为1～1.5MPa即可实现封隔器胶筒的初封。3、耐高温125～150℃，最高达180℃。4、承压差大，最大工作密封压力达到50MPa以上。5、残余变形小，通常残余变形不超过2％。6、对井眼适应性强，可用于先期完井的裸眼井、套管侧钻开窗井、后期完井的裸眼井、组合套管井和特殊套管井的

封隔器汇总

关于完井封隔器选型及工作流程说明 1、根据工程处要求，完井封隔器由完井测试中心选型，工程院负 责提出技术要求。 2、根据完井测试中心职能划分，由技术管理科根据工程院《完井 施工设计》《酸压施工设计》所提的技术要求，进行封隔器选型，塔河油田目前所使用封隔器性能、规格见后附表。 3、技术管理科以《施工作业指导书》的形式，将所选型的封隔器 通知生产运行科，生产运行科根据施工进度，及时通知封隔器 服务方上井服务。 4、完井监测队行管负责封隔器入井、验封的全过程监控。 5、入井封隔器出现异常情况后，工具方和现场行管必须及时提供 现场详细准确的施工过程书面材料，分析可能原因，拿出初步 下步方案。 （1）、对于封隔器本身存在的质量原因，造成施工失败，停止封隔器服务方的服务1－3月，待工具质量整改合格后，方可重新选用。 （2）、对于封隔器服务方的技术人员因技术问题，造成施工失败，停止封隔器服务方的服务1－3月，待技术人员培训合格，能正确操作其工具后，方可重新选用。 （3）、对于井况等其它原因造成施工失败，认真分析原因，吸取经验教训，避免在以后施工中发生。

附表：51/2＂套管封隔器类型及性能参数 7＂套管封隔器类型及性能参数

8-1/8＂套管封隔器类型及性能参数 裸眼封隔器类型及性能参数

各类封隔器的优缺点及选型 1、K CY211封隔器在酸压前后均保持良好密封，更有利于排液试产； 通过正反打压，可对整个管柱进行验封、验窜；封隔器解封可靠； 压裂、酸化前后，可进行洗井和压井作业。 2、KCK344封隔器无卡瓦，密封段长，密封压力高，停泵后自动解封， 胶筒回弹力好；适用性好：可用于套管井、裸眼井，直井、斜井和水平井；简便经济：酸压完成后，可气举排液，还可作为生产管柱直接（掺稀）生产。 3、K CY241结构简单，坐封方便；替液时可以过管鞋循环，避免将压 井液挤入地层；坐封机构在挤酸时持续作用，管柱的作业方式适合超深井作业。适合5″、5 1/2″、7″套管，单卡瓦，酸压时需要配水力锚。 4、E SKIMO封隔器胶筒总成与中心管之间存在旁通，下管柱期间不会 造成液力阻滞作用。因此，管柱中不用带常开阀。 i.解封时，在拉力作用下，封隔器中心管与胶筒总成先相对 位移。封隔器胶筒总成与中心管之间的旁通打开后，封隔 器上下压力平衡，从而使胶筒完全回收。这个过程中，管 内外压差不对解封力产生影响。因此，管柱中不用带常闭 阀。 ii.因为在酸压施工中，封隔器中心管受到较大的上顶力。因此，在管柱中加入水力锚，可保证安全施工。 iii.由于该封隔器胶筒总成能承受较大工作压差（69MPa）。因

水平井分段压裂改造技术现状与展望

水平井分段压裂改造技术现状与展望 发表时间：2018-01-29T11:05:30.553Z 来源：《科技新时代》2017年12期作者：刘学伟 [导读] 摘要:水平井作为一种有效提高油气产量的重要方法，在油气田开发中扮演着越来越重要的角色，特别在“低压力低渗透率、低丰度”三低油气藏。本文主要对目前国内水平井压裂改造技术现状进行探讨。 摘要:水平井作为一种有效提高油气产量的重要方法，在油气田开发中扮演着越来越重要的角色，特别在“低压力低渗透率、低丰度”三低油气藏。本文主要对目前国内水平井压裂改造技术现状进行探讨。 关键词: 水平井分段压裂展望 近年来随着各大油气田不断开发，油气藏综合开发难度逐渐增大，低渗透、超低渗透、致密油气藏等非常规油气藏开发面临难题突显，而制约超低渗、致密油气田等经济有效开发的关键技术就是储层改造技术的突破，实现油气藏纵横剖面有效动用，提高单井产量。 1水平井压裂技术现状 1.1双封单卡上提管柱压裂技术 该技术首先将待压裂改造层段一次性分段射孔，压裂管柱由双封隔器中间夹一导压喷砂器构成，在压裂过程中利用导压喷砂器的节流压差进行压裂，通过压裂一层上提一次管柱完成多段压裂。双封单卡上提管柱压裂技术虽然压裂目的性强，操作简单，单层改造效果彻底，但是根据实际施工过程中，该技术出现砂卡概率较高，而且一旦出现砂卡不宜解卡，同时因多段压裂过程中封隔器反复坐封、解封，导致封隔器胶筒易破裂失效，从而经常起下钻具延长施工周期。该技术有待完善。 1.2可钻式复合桥塞分段压裂技术 利用可钻式复合桥塞进行分级改造，通过连续油管或电缆下入桥塞和射孔枪，爆炸射孔后取出电缆或连续油管，通过套管泵注。该技术适合于套管完井的分级改造，由于第一段没有泵送通道，多采用爬行器或连续油管带桥塞和射孔枪下入。改造完毕后钻磨桥塞，即可多层返排、合采。该技术施工周期较长，地层伤害较大。 1.3投球打滑套分段压裂技术 投球打滑套压裂技术首先将待压裂改造层段一次性分段射孔，起出射孔枪后，下入带有滑套分压工艺管柱工具串到达设计位置，压裂第一段完成后，投放与滑套尺寸相匹配的钢球，油管液体加压，打断销钉打开滑套，坐封封隔器，施工上层，逐级完成施工。该技术可实现连续压裂施工，缩短施工周期，施工效率较高，但是，因井下工具串较复杂，发生砂卡解卡较难。 1.4 TAPI阅完井分段压裂技术 该技术是一种新型无级差套管滑套分段压裂技术。在下入油层套管时在套管上连接多个特殊滑套，每一个滑套都正对目标产层。固井后，采用射孔或爆破阀打开最底部压裂滑套，完成第一段的压裂。第一段压裂结束后，从井口投入飞镖打开上面一段的压裂滑套，同时对已施工的第一段进行封闭，压裂第二段。重复此施工步骤直至所有施工段压裂结束。待所有压裂施工结束后，采用连续油管对TAP阀进行磨铣，恢复全井筒畅通。该技术具有压裂级数不受限制，可以恢复全尺寸井筒，施工流程简单，施工效率较高，在生产后期可以利用连续油管对滑套进行选择性关闭等特点。 2水平井压裂技术发展趋势 近年伴随着油气田资源开发规模逐渐加大，从目前面临“三低”的油气藏即将转战致密油气田、页岩气等油气田开发，油气藏综合开发难度逐渐增大，低渗透、超低渗透、致密油气藏等非常规油气藏开发面临难题突显，而制约超低渗、致密油气田等经济有效开发的关键技术就是储层改造技术的突破，实现油气藏纵横剖面有效动用，提高单井产量。 2.1水平井低伤害清洁压裂液体系 目前，随着地层开发难度逐渐增大，地层越来越敏感，与此同时水平井压裂技术日新月异，但是与之相配套的低伤害压裂液体系米能及时跟进。为实现这一目标，相关领域应加强对水平井低伤害清洁压裂液性能研究，配套完善的水平井压裂液体系。 2.2水平井段内多裂缝压裂技术 当前，油气田开发渗透率逐渐降低，增加改造体积充分动用储层储量，增大泄流面积，提高单井产量迫在眉睫。通过水平井段内开始多裂缝可实现储层整体的动用程度，实现水平井水平段体积化改造模式，从而提高水平井动用储量。 2.3连续油管水力喷射射孔环空压裂技术 该技术可以部分解决可钻式复合桥塞分段压裂技术出现的不足之处，作为其补充，与其配合使用。连续油管水力喷射射孔环空压裂技术已经在各大气田得到了广泛的应用，取得较好效果。 3结束语 1)水平井压裂改造技术的突破，才能有效动用控制储量，提高单井产量，最终实现油气田经济有效开发。 2)裸眼封隔器分段压裂技术和水力喷射分段压裂技术为现阶段各大油气水平井主体分段改造技术，已经推广应用，其他分段压裂技术作为其必要补充，也将发挥重要作用。 3)进一步开展水平井分段压裂改造工艺技术适应性研究，完善水平井分段压裂工艺。 参考文献: [1] 刘翔鹊，刘尚奇.国外水平井技术应用论文集[M}北京.石油工业出版社， 2001. 作者简介：刘学伟，男，出生年月：1984.03，工程师，毕业时间：2007.07，毕业院校：中国石油大学（华东），专业：化学工程与工艺，主要从事压裂技术研究工作。

裸眼井封隔器及其应用资料讲解

裸眼井封隔器及其应 用

裸眼井封隔器及其应用 （江汉油田分公司采油工艺研究院井下工具研究所） 摘要近年来裸眼井越来越多，对裸眼井地层进行酸化、压裂、注水、堵水和试油试气等分层措施作业需要使用裸眼封隔器。为了满足这种需要，研究了K341、K342、K344三种类型的裸眼井封隔器。现场应用时，其最大密封系数达到了1.486，远远大于普通压缩式封隔器密封系数1.1～1.15的水平，最高工作压差达到47MPa，最高工作温度达到142℃。介绍了这三种封隔器的工作原理、现场施工管柱和现场使用情况。 关键词裸眼井裸眼封隔器管柱应用 前言 因油气田开发的需要以及完井技术的发展，油气井尤其是碳酸盐岩等致密地层钻探的油气井，采用裸眼井完井的方式日益增多。裸眼井需要裸眼封隔器才能进行酸化、压裂、注水、堵水和试油试气等分层措施作业，由此导致对裸眼井封隔器需求的增长。 裸眼井在钻井过程中，有时需要进行中途测试，以取得较为详细的资料，对地层进行更加准确的判断，由此决定是否追加投入，继续完成下步施工，从而节省不必要的开支。 裸眼井封隔器还可以用在套管变形井和一些常规封隔器不适宜应用的油井的采油、堵水、措施作业等。在采油井中，勘探初期的探井往往使用一些特殊尺寸的套管完井，后期采油中这些井缺少配套的井下封隔器，裸眼井封隔器则能够满足这些井的酸化、压裂、注水、堵水和试油试气等分层措施作业的施工需求。 工作原理 一、扩张式胶筒 (一)结构 其结构分三层，以弹性不锈钢片做叠层骨架，加以内胶筒、外筒组成。 (二)主要特点 1、扩张系数大，可以达到1.2～1.6，即可用小直径胶筒封隔大直径井眼。 2、容易扩张和收缩，即易坐封和解封，胶筒压差为1～1.5MPa即可实现封隔器胶筒的初封。 3、耐高温125～150℃，最高达180℃。 4、承压差大，最大工作密封压力达到50MPa以上。 5、残余变形小，通常残余变形不超过2％。 6、对井眼适应性强，可用于先期完井的裸眼井、套管侧钻开窗井、后期完井的裸眼井、组合套管井和特殊套管井的工艺措施中。 二、K344 型裸眼井封隔器 (一) 结构 由上接头、中心管、密封胶筒、下接头等组成，见图1所示。