国内外水平井分段压裂技术进展

二、水平井分段压裂关键技术
(二)水平井改造关键技术
地应力场与裂 缝形态 油藏工程 水力裂缝匹配 分段压裂工艺 与配套工具 水力裂缝监测
机械、化学或其它 横向缝、纵向缝、斜交缝？
裂缝取向
裂缝间距、几何尺寸优化 水平井段多裂缝渗流
分段隔离方法、工具
达到目标？
优化目标
二、水平井分段压裂关键技术
√（1）地应力场与应力干扰综合预测与评价技术 √（2）水平井水力裂缝参数优化设计技术 √（3）水平井分段压裂工艺与工具技术 √（4）水平井分段压裂材料技术
三、国内外水平井分段压裂技术现状
(1)当储层物性达到一定值时，纵向裂缝效果好于横向裂缝。
3000
6000
横向裂缝4条
2500 2000 1500 1000 500 0 0
12000 10000
累计产量（t）
纵向裂缝
5000
横向裂缝=4条 纵向裂缝
累计产量(t)
4000
累计产量(t)
3000
2000
√ (5) 水平井水力裂缝测试与评估技术
三、国内外水平井分段压裂技术现状
（一）水平井水力裂缝参数优化设计技术
最大油藏接触(MRC)
油藏改造面积(SRA)---双翼裂缝 油藏改造体积(SRV)---复杂裂缝
三、国内外水平井分段压裂技术现状
1.水平井压裂多裂缝油藏模拟
水 力 裂 缝 处 理
裂缝条数及布放 方式对产量的影响
水平井分段压裂技术现状与展望
主讲：陈
作
汇报内容
一
水平井应用概况 水平井压裂关键技术 国内外水平井分段压裂技术现状 发展趋势
二
三
四
一、水平井应用简况
√第一阶段: 1891年申请水平井专利，水平井钻井最早为1929年（美国
Texas ）直井侧钻成8米长水平段，20世纪50年代以前水平井，基本上
都是通过坑道钻成的，只有少部分井是在垂直井的基础上钻成的。
一、水平井应用简况
中国为第三个钻水平井的国家,1965年第一口水平井：磨-3。
中石油：从2004年加大力度发展水平井，2008 年突破水平井 1000口 ，截止到2011年12月，水平井总数达到5100口。
1200 1005 1000 872 806 800 1000
数量(口)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ600
522
505
400 200
碳酸盐岩等裂缝性油藏
（1）裸眼完井
（2）套管完井
（3）筛管（割缝）完井
（3）筛管（打孔）完井
一、水平井应用简况
（4）管外封隔器完井
（5）组合完井
（5）组合完井
（6）多分支完井
二、水平井分段压裂关键技术
（一）水平井压裂改造与直井的差异
（1）水力裂缝形态复杂(纵向裂缝→横向裂缝→复杂裂缝）
水平缝
二、水平井分段压裂关键技术
K=5.0×10-3μm2
0 0 100 200 生产时间（d） 300 400
K=10.0×10-3μm2
0 100 200 生产时间(d) 300 400
三、国内外水平井分段压裂技术现状
(2)外裂缝对产量贡献率高(35-40%),优先改造好外裂缝
外裂缝 1
2
3
4
5
5条裂缝时不同位置裂缝贡献率随时间变化曲线 40.00% 35.00% 30.00% 25.00% 20.00% 15.00% 10.00% 5.00% 0.00% 0 50 100 150 200 时间(d) 250 300 350 400 Nf=5-最外裂缝 Nf=5-次外裂缝 Nf=5-内裂缝
（2）水力裂缝优化复杂（裂缝几何尺寸 →裂缝条数、裂缝间距、裂缝几何尺寸）
直井优化目标:
水平井水平段优化目标: ①裂缝条数；②裂缝长度；
①裂缝长度；②裂缝导流能力。
③裂缝导流能力；④裂缝间距离。
裂缝长度 裂缝导流能力
裂缝长度
导流能力
距离
裂缝条数
二、水平井分段压裂关键技术
（一）水平井压裂改造与直井的差异 （3）改造井段长，分段改造工艺要求高（选段选位、一段一策） （4）完井方式多样，分段压裂工具要求高（起下顺畅、施工快捷 、安全可靠） （5）施工时间长，对压裂施工设备、压裂液性能要求高（低摩阻 、长效防膨、低伤害）
√第二阶段: 70年代末80年代初，原油价格的上涨，驱使世界上许多石油
公司非常关注水平井技术,水平井技术迅猛发展。 √第三阶段:90年代初开始规模应用，2003年以后，美国70%以上的页岩气 井为水平井。
一、水平井应用简况
全世界的水平井井数超过 60000 口，占总井数的10%，主要分
布在美国、 加拿大、俄罗斯等 69 个国家。目前页岩气大量使用水 平井,每年钻数千口水平井。
一、水平井应用简况
●向深层与超深水平井方向发展
☆美国Bakken页岩： Medowark7-6H井深9571m，垂深6553.0m，水平 段长度3018.0m ☆塔里木：塔里木塔北隆起轮南油田哈122H， 井深7053.0m，水平 段长487.43m。
☆塔河：塔河油田TP111井，井深7426.0m，垂深6735.52m，水平段
200 26 0 2000 2001 2002 2003 28 50 68
168
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
一、水平井应用简况
中石化：水平井开发技术日趋成熟，在胜利油田、西北、华北、西
南、中原、江汉、江苏、东北、河南等地区广泛推广应用，从 2006年
加大水平井发展力度，截止到2011年12月底，水平井总数3739口。
长610.0m ☆元坝：元坝103H井深7861.0m，垂深6750.0m。 元坝121H设计井深8158.0m，垂深7280.0m。
一、水平井应用简况
水平井的完井方式：（1）裸眼完井； （2）套管完井；（3）筛管完井（打孔、 割缝）； （4）套管封隔器完井；（5）组合完井;（6）多分支井等。
底水油藏、低渗透油藏、 疏松易出砂油藏
Ke=0.3×10-3μm2
1000
Ke=1.00×10-3μm2
100
200 300 生产时间(d)
400
0 0 100 200 生产时间(d) 300 400
横向裂缝=4条 纵向裂缝
12000 10000
横向裂缝=4条 纵向裂缝
6000 4000 2000
累计产量(t)
8000
8000 6000 4000 2000 0
3.经济优化
评 价 模 型 评 价 参 数 评 价 指 标 施工风险
软 件
油 水 两 相 模 型
裂 缝 网 格 处 理
水平井压裂不同裂缝长度油藏模拟
2.水平井压裂裂缝模拟
ECLIPES
经济评价
裂缝几何尺寸 对生产的影响 裂缝几何尺寸 与压裂规模的关系
①裂缝形态； ②裂缝条数； ③裂缝支撑长度与导 流能力； ④裂缝间距。