压裂施工
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控制压裂液流向的最可靠方法：将射孔限制在 一个单层，当要压裂一口井的几个层位时，各个层 位可以相互隔离，并且逐个单层进行压裂。 最好是首先压裂最深的层位。
另一种多层压裂技术是扰形管传输（参考11B）， 其他可使用的多层压裂技术在第10章中有讨论。
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11.2
完
井
11B 连续油管传输的压裂施工（Sunil N.Gulrajani）
压裂压力对水泥和套管或水泥和地层之间粘结张力的影响 尚不十分清楚。水力压裂对水泥的最终影响很难预测（如水力 压裂以后的声波测井表明，裂缝间隔之间的水泥胶结被损坏， 但是井筒上部的水泥胶结仍然完好）。
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11.2
完
井
11A 水泥边界完整性的影响因素（E.B.Nelson）
注水泥作业就是将水泥放入套管和与井筒相连的地层 之间的环形空间的过程，注水泥的主要目的就是在井筒内 提供一个地层隔层。
式中qi——排量，bbl/min； A——面积，ft2； K——渗透率，D；
Δ P——压降，psi μ ——粘度，cP L ——长度，ft
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11.2
完
井
11.2.4.5 裂缝挡板
使用目的：控制流体的流向。 使用方法：裂缝挡板为套管管柱的一部分，放在 产层的间隔之间。在最低的产层射孔和压裂以后，将 一个球从套管中落下，这个球座封在挡板上，并阻止 液体向下流动，然后可对下一个层位进行射孔和压裂。 当使用挡板隔离多个产层时，一定要特别小心放置挡板，挡
压力 2.减小了井筒直径，摩阻升高，限制了排量和施工规模， 降低了 压裂施工效率
3.限制了井下工具的使用，即不能使用层位隔离工具而 不能进行 多层压裂施工 建议：如果是必须使用小眼井完井技术，那么完井设计应规定使用厚 壁管作为套管，这样就能允许较高的泵入排量和较高的施工压力。
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11.2
完
井
11.2.4 层位隔离
11
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完
井
11B 连续油管传输的压裂施工（Sunil N.Gulrajani）
连续油管压裂施工依靠两项已开发的技术：
能进行层位隔离和返排的井下系统（BHA）
降低压裂液的摩阻，以便在很小的连续油管交叉面积内 达到压裂施工所要求的注入速度。（使用粘弹性表明活 性剂VES，低摩阻、无伤害）
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设计、施工排量、压力以及流体特性的控制和监测等。
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第11章 压裂施工
11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9
引言 完井 射孔 压裂施工的地面设备 井底压力测量和分析 支撑剂回流控制 返排对策 质量保证和质量控制 健康安全和环境 附录
第11章 压裂施工
11.1 引言
压裂施工是检验压裂设计是否正确的唯一办法。施工 质量的好坏直接关系到增产措施的成败。
本章介绍了在现场成功实施油井增产措施的作业程序和所有ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ注意
的事项。讨论了直井、斜井和S形井。 本章还详细地介绍了影响施工质量的因素，在施工过程中的监测技 术和整体作业技术。
压裂施工需要考虑——最佳的完井和射孔方案、适当的施工
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11.2
管。
完
井
大部分井筒是垂直的，并设计成单根的生产套
其他类型：
（1）斜井 （2）水平井 （3）多层完井 （4）多底井
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11.2
完
井
11.2.1 斜井和S型井的完井
对高斜度井，需弄清井筒倾角、地层就地应力场 （决定裂缝方位）和可能的裂缝集合之间的关系等。 对S型完井，井和裂缝的连通性很重要（尤其在高渗 透裂缝中，在低渗透层中不是主要问题）。 对高渗裂缝，不过是S形的井筒和1800相位的射孔， 或是沿井筒轨迹开缝，都是有效的。 建议（从采用工程方面考虑）：井筒方向与裂缝 方向一致。井筒的方向可以是垂直的，也可以是水平 的。
板的尺寸是从顶部到底部逐渐减小，即最底部的挡板的直径最小。
一般过程： （1）在压裂施工的前一天，对施工的目标产层进行射孔。 （2）使用仪表环以确保在井筒内没有由附着物，管子的损坏或射孔毛 刺等引起的限制。 （3）为了进行多段压裂施工，隔离最低射孔段，为了越过产层，隔离 感兴趣的段位。 （4）按设计进行压裂施工。 （5）返排连续油管串中存留的支撑剂。 （6）对于多段压裂施工，重复隔离步骤，对井筒内的每个射孔段进行 压裂和支撑剂返排。
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11.2.2
水平井
完
井
水平井和多底井的完井
需要特殊的完井过程 考虑压力、排量，还需考虑铺砂问题（是铺置到储层内部还是沿着储
层铺置）
多底井
可以提供较好的泄油面积和利于管理。(参看第一章中对井的流动通 道与特殊的地质流动单元相匹配的讨论）
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完
井
11.2.3 小眼井和单一井完井 优点：使用小眼井和单一井可以井底钻井和完井成本。 缺点：1.小管径禁止使用特殊的压裂用管，因而也限制了施工
11.2
完
井
11.2.4.3 机械桥塞
机械桥塞是最可靠的射孔层位间进行间隔的机械 方法。 管柱操作：桥塞可回收 钢丝绳操作：桥塞不可回收
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井
11.2.4.4 砂堵
在压裂施工以后，利用砂堵可以进行层间间隔。 方法：将需要盖住射孔间隔的砂加入套管中，通过对套 管加压来测试砂堵，然后对下一个层位进行射孔和压裂，当 所有的层位都压裂完毕，再使用常规方法或扰形管柱，将砂 子从井筒内循环出来。 在顶部射孔以上所需的砂量一般不多，可使用线性流达 西定律计算求得：
要求层位隔离的条件：井筒通常要穿过几个主要的
油层，这些层位都要进行水力压裂，为了保证每个层位都 能有效地进行压裂施工，层位间需要进行隔离。 有些方法是非常有效的隔离方法，一般只有当几个地 层在带有水泥环的套管外是相互隔离的才能使用这些方法。
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11.2
完
井
11.2.4.1 水泥环的重要性
在生产和压裂施工期间，水泥环必须提供层位间 隔。对于生产井，套管和地层之间的水泥密封必须要 严密，以防止流体从环形区域穿过（参看11A）。
生产井：储层液体沿水泥壳层的交叉流动而损失，或地下流体
从其他层位灌入生产层。
水力压裂施工：液体通过不良的水泥壳层大量流失，会导致不
希望的裂缝高度延伸或脱砂。
影响水泥壳层提供的隔层的因素：
泥浆清除不完全、水泥的渗透率（对水的渗透率<0.1mD)、水泥体 积膨胀、环空液体运移）
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11.2.4.2 裂缝位置控制
另一种多层压裂技术是扰形管传输（参考11B）， 其他可使用的多层压裂技术在第10章中有讨论。
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11B 连续油管传输的压裂施工（Sunil N.Gulrajani）
压裂压力对水泥和套管或水泥和地层之间粘结张力的影响 尚不十分清楚。水力压裂对水泥的最终影响很难预测（如水力 压裂以后的声波测井表明，裂缝间隔之间的水泥胶结被损坏， 但是井筒上部的水泥胶结仍然完好）。
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11A 水泥边界完整性的影响因素（E.B.Nelson）
注水泥作业就是将水泥放入套管和与井筒相连的地层 之间的环形空间的过程，注水泥的主要目的就是在井筒内 提供一个地层隔层。
式中qi——排量，bbl/min； A——面积，ft2； K——渗透率，D；
Δ P——压降，psi μ ——粘度，cP L ——长度，ft
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11.2.4.5 裂缝挡板
使用目的：控制流体的流向。 使用方法：裂缝挡板为套管管柱的一部分，放在 产层的间隔之间。在最低的产层射孔和压裂以后，将 一个球从套管中落下，这个球座封在挡板上，并阻止 液体向下流动，然后可对下一个层位进行射孔和压裂。 当使用挡板隔离多个产层时，一定要特别小心放置挡板，挡
压力 2.减小了井筒直径，摩阻升高，限制了排量和施工规模， 降低了 压裂施工效率
3.限制了井下工具的使用，即不能使用层位隔离工具而 不能进行 多层压裂施工 建议：如果是必须使用小眼井完井技术，那么完井设计应规定使用厚 壁管作为套管，这样就能允许较高的泵入排量和较高的施工压力。
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11.2.4 层位隔离
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11B 连续油管传输的压裂施工（Sunil N.Gulrajani）
连续油管压裂施工依靠两项已开发的技术：
能进行层位隔离和返排的井下系统（BHA）
降低压裂液的摩阻，以便在很小的连续油管交叉面积内 达到压裂施工所要求的注入速度。（使用粘弹性表明活 性剂VES，低摩阻、无伤害）
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设计、施工排量、压力以及流体特性的控制和监测等。
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第11章 压裂施工
11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9
引言 完井 射孔 压裂施工的地面设备 井底压力测量和分析 支撑剂回流控制 返排对策 质量保证和质量控制 健康安全和环境 附录
第11章 压裂施工
11.1 引言
压裂施工是检验压裂设计是否正确的唯一办法。施工 质量的好坏直接关系到增产措施的成败。
本章介绍了在现场成功实施油井增产措施的作业程序和所有ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ注意
的事项。讨论了直井、斜井和S形井。 本章还详细地介绍了影响施工质量的因素，在施工过程中的监测技 术和整体作业技术。
压裂施工需要考虑——最佳的完井和射孔方案、适当的施工
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大部分井筒是垂直的，并设计成单根的生产套
其他类型：
（1）斜井 （2）水平井 （3）多层完井 （4）多底井
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11.2.1 斜井和S型井的完井
对高斜度井，需弄清井筒倾角、地层就地应力场 （决定裂缝方位）和可能的裂缝集合之间的关系等。 对S型完井，井和裂缝的连通性很重要（尤其在高渗 透裂缝中，在低渗透层中不是主要问题）。 对高渗裂缝，不过是S形的井筒和1800相位的射孔， 或是沿井筒轨迹开缝，都是有效的。 建议（从采用工程方面考虑）：井筒方向与裂缝 方向一致。井筒的方向可以是垂直的，也可以是水平 的。
板的尺寸是从顶部到底部逐渐减小，即最底部的挡板的直径最小。
一般过程： （1）在压裂施工的前一天，对施工的目标产层进行射孔。 （2）使用仪表环以确保在井筒内没有由附着物，管子的损坏或射孔毛 刺等引起的限制。 （3）为了进行多段压裂施工，隔离最低射孔段，为了越过产层，隔离 感兴趣的段位。 （4）按设计进行压裂施工。 （5）返排连续油管串中存留的支撑剂。 （6）对于多段压裂施工，重复隔离步骤，对井筒内的每个射孔段进行 压裂和支撑剂返排。
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水平井
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水平井和多底井的完井
需要特殊的完井过程 考虑压力、排量，还需考虑铺砂问题（是铺置到储层内部还是沿着储
层铺置）
多底井
可以提供较好的泄油面积和利于管理。(参看第一章中对井的流动通 道与特殊的地质流动单元相匹配的讨论）
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11.2.3 小眼井和单一井完井 优点：使用小眼井和单一井可以井底钻井和完井成本。 缺点：1.小管径禁止使用特殊的压裂用管，因而也限制了施工
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11.2.4.3 机械桥塞
机械桥塞是最可靠的射孔层位间进行间隔的机械 方法。 管柱操作：桥塞可回收 钢丝绳操作：桥塞不可回收
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11.2.4.4 砂堵
在压裂施工以后，利用砂堵可以进行层间间隔。 方法：将需要盖住射孔间隔的砂加入套管中，通过对套 管加压来测试砂堵，然后对下一个层位进行射孔和压裂，当 所有的层位都压裂完毕，再使用常规方法或扰形管柱，将砂 子从井筒内循环出来。 在顶部射孔以上所需的砂量一般不多，可使用线性流达 西定律计算求得：
要求层位隔离的条件：井筒通常要穿过几个主要的
油层，这些层位都要进行水力压裂，为了保证每个层位都 能有效地进行压裂施工，层位间需要进行隔离。 有些方法是非常有效的隔离方法，一般只有当几个地 层在带有水泥环的套管外是相互隔离的才能使用这些方法。
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11.2.4.1 水泥环的重要性
在生产和压裂施工期间，水泥环必须提供层位间 隔。对于生产井，套管和地层之间的水泥密封必须要 严密，以防止流体从环形区域穿过（参看11A）。
生产井：储层液体沿水泥壳层的交叉流动而损失，或地下流体
从其他层位灌入生产层。
水力压裂施工：液体通过不良的水泥壳层大量流失，会导致不
希望的裂缝高度延伸或脱砂。
影响水泥壳层提供的隔层的因素：
泥浆清除不完全、水泥的渗透率（对水的渗透率<0.1mD)、水泥体 积膨胀、环空液体运移）
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完
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11.2.4.2 裂缝位置控制