斯伦贝谢水平井压裂StageFRAC Overview China_Sept-2009x
水平井分段压裂完井技术调研报告
如有你有帮助，请购买下载，谢谢!《现代完井工程》水平井分段压裂完井技术调研报告目录1研究目的及意义.................................... 错误！未定义书签2水平井分段压裂技术................................ 错误！未定义书签2.1国外水平井分段压裂技术研究现状 ............ 错误！未定义书签2.1.1斯伦贝谢公司一一Stage FRACTM系统错误！未定义书签。
2.1.2哈里伯顿公司一一固井滑套分段压裂系统错误！未定义书签。
2.1.3贝克休斯公司----- Frac Pio nt System分段压裂系统错误！未定义书签。
2.2国内水平井分段压裂技术研究现状 ............ 错误！未定义书签2.2.1水力喷射分段压裂技术................. 错误！未定义书签2.2.2双卡上提压裂多段技术................. 错误！未定义书签2.2.3分段环空压裂技术..................... 错误！未定义书签2.2.4液体胶塞隔离分段压裂技术............. •错误！未定义书签2.2.5机械桥塞隔离分段压裂技术............ •错误！未定义书签2.2.6限流压裂技术......................... 錯误！未定义书签2.3本章小结................................... 错误！未定义书签3水平井分段压裂数值模拟方法........................ 错误！未定义书签3.1笛卡尔网格的加密法........................ 錯误！未定义书签3.2 PEBI网格加密法........................... •错误！未定义书签3.3表皮因子法................................. 错误！未定义书签3.4直角网格加密法............................ •错误！未定义书签3.5本章小结................................... 错误！未定义书签4水平井完井技术.................................... 错误！未定义书签4.1筛管分段完井技术........................... 錯误！未定义书签4.2水平井砾石充填防砂技术 ..................... 错误！未定义书签4.3鱼骨状水平分支井完井技术 ................... 错误！未定义书签4.4膨胀管完井技术............................ •错误！未定义书签4.5套管射孔分段压裂完井技术 ................... 错误！未定义书签4.6裸眼分段压裂完井技术 ...................... 错误！未定义书签4.7本章小结................................... 错误！未定义书签参考文献 ........................................... 错误！未定义书签1研究目的及意义所谓分段压裂技术，就是在井筒内沿着水平井眼的方向，根据油藏物性和储层特征，在储层物性较好的几个或更多水平段上，采用一定的技术措施严格控制射孔孔眼的数量、孔径和射孔相位，通过一次压裂施工同时压开几个或更多水平段油层的技术。
贝克休斯-水平井分层酸化压裂技术
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井筒隔离阀
▪ 井筒隔离阀目的
可关闭式循环接头 用于坐封封隔器和打开滑套
▪ 井筒隔离阀可替代球座接头 ▪ 关闭位置密封准确
球不能移出球座
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井眼准备
▪为了防止下入遇阻，建议下入分段压裂工具前，进行
通井
▪井下没有异物，井眼比较规范 ▪通井规比较灵活，可以满足不同井况
3.8
备注
高含水层 测试产量 测试产量 测试产量 测试产量 测试产量 测试产量 测试产量 测试产量
-
-
10 6 5.7 12 14.04
输气产量 输气产量 输气产量 输气产量 测试产量
25
输气产量
8
输气产量
-
测试无阻流量160
FracPoint™ 分段压裂安装
250
200
150
100
50
0
• 页岩 Bakken Bakken Sand Blue Sky Shale
Shale
Lime
Shale
Wash
Shale
中石油 天东X井
▪ 邻井产量15-20万方，
该井70万方
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FracPoint™ 分段压裂新技术
设备： 4-1/2” 11.6 #基管 5.75“外径可膨胀式封隔器 最小球座0.875” 最大球座3.75” 裸眼段长2865m 封隔器间隔89-180m
百万立方英尺/天，采用3-1/2“油管可达到(8层压裂) 28.24百万立 方英尺/天
– 考虑6层横向压裂是最佳方案 – 建议：考虑用3-1/2”油管改善产能
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动画展示
10
FracPoint™ 分段压裂完井系统
国内外水平井分段压裂技术研究进展
国内外水平井分段压裂技术研究进展水平井分段压裂技术是一种提高油气产能的重要技术手段。
在国内外的研究中，已经取得了一系列的进展，下面将对其进行详细介绍。
一、国内研究进展：1.分段压裂方法改进：在分段压裂技术中，国内研究者提出了多种改进方法，例如，钻井、完井等工艺的优化，使得裂缝能够更好地传导到目标储层，提高了井段的综合产能。
2.压裂液的优化：国内研究者对水平井压裂液的优化进行了深入研究，提出了多种添加剂，例如纳米颗粒、膨润土等，可以有效改善水平井的裂缝长度和宽度，提高了压裂效果。
3.分段压裂模拟研究：国内研究者开展了水平井分段压裂的数值模拟研究，通过模拟压裂过程中的地应力分布、裂缝扩展等情况，可以为优化分段压裂方案提供科学依据。
二、国外研究进展：1.压裂模拟软件的使用：国外研究者发展了多种压裂模拟软件，例如FracPro、SIMulFrac等，可以模拟水平井分段压裂中的流体流动、裂缝扩展等过程，为实际操作提供了指导。
2.分段压裂技术的改进：国外研究者通过改进分段压裂技术，提高了油气井的产能。
例如，引入了纳米颗粒添加剂、微型孔隙控制技术等，可以更好地调控裂缝的尺寸和分布。
3.裂缝监测技术的发展：国外研究者开发了多种裂缝监测技术，例如微地震监测、核磁共振等，可以实时监测水平井分段压裂的效果，为优化施工和调整投产策略提供了依据。
总结起来，国内外在水平井分段压裂技术的研究中，通过改进方法、优化压裂液、分段压裂模拟、引入监测技术等手段，取得了一系列重要的进展，为提高水平井的产能、降低勘探开发成本提供了可靠的技术支持。
随着技术的不断创新和应用推广，相信水平井分段压裂技术将在油气勘探开发中发挥越来越重要的作用。
水平井分段压裂完井技术调研报告.doc
水平井分段压裂完井技术调研报告现代完井工程水平井分段压裂完井技术调研报告目录1 研究目的及意义1 2 水平井分段压裂技术2 2.1 国外水平井分段压裂技术研究现状 2 2.1.1 斯伦贝谢公司Stage FRACTM系统3 2.1.2 哈里伯顿公司固井滑套分段压裂系统3 2.1.3 贝克·休斯公司Frac Piont System分段压裂系统4 2.2 国内水平井分段压裂技术研究现状5 2.2.1 水力喷射分段压裂技术5 2.2.2 双卡上提压裂多段技术5 2.2.3 分段环空压裂技术5 2.2.4 液体胶塞隔离分段压裂技术5 2.2.5 机械桥塞隔离分段压裂技术6 2.2.6 限流压裂技术6 2.3 本章小结6 3 水平井分段压裂数值模拟方法7 3.1 笛卡尔网格的加密法7 3.2 PEBI网格加密法9 3.3 表皮因子法9 3.4 直角网格加密法9 3.5 本章小结9 4 水平井完井技术10 4.1 筛管分段完井技术10 4.2 水平井砾石充填防砂技术10 4.3 鱼骨状水平分支井完井技术10 4.4 膨胀管完井技术11 4.5 套管射孔分段压裂完井技术11 4.6 裸眼分段压裂完井技术11 4.7 本章小结11 参考文献13 1 研究目的及意义所谓分段压裂技术，就是在井筒内沿着水平井眼的方向，根据油藏物性和储层特征，在储层物性较好的几个或更多水平段上，采用一定的技术措施严格控制射孔孔眼的数量、孔径和射孔相位，通过一次压裂施工同时压开几个或更多水平段油层的技术。
这是一套有效改造低渗透油气藏的水平井技术。
2008年全球非常规石油资源规模达449.5Gt[1]。
目前我国低渗透油气藏已探明储量近60亿吨，已经动用储量近30亿吨。
近50已探明的低渗透油气藏由于单井自然产能低、开采效益差难以动用。
水平井可以增加井筒与油层的接触面积，提高油气的产量和最终的采收率，但随着石油勘探开发时间的延长，中高渗等常规油田逐步减少，低渗透等非常规油气藏储量不断增加，低渗透油气藏的重要性便日益凸显。
页岩气水平井分段压裂增产技术
膨胀率大，长 度2m以上,耐 压52MPa,适 用于井眼扩张 大的非标裸眼 井、套管井
适用于层间段 长井况，长度 50-500m,适 用于裸眼、套 管、筛管井
遇油、遇水封 隔器，长度 5.2-5.3m,耐 压70MPa,适 用于裸眼、套 管井
液压传统封隔器 高压扩张式封隔器
超长隔离段
遇烃（水）膨胀封隔器
一、水力喷射分段压裂技术案例分析
割缝管完井水平井喷射分段压裂－NDP2井
➢NDP2井是吐哈三塘湖盆地一口割缝管 水平井，割缝管长度596m。施工前产液 不足 2.0 m3/d。难以实施常规压裂。 ➢水力喷射分段加砂压裂，分别在21032105m、1989.6-1991.6m两层段加入陶 粒18.1m3和17.8m3，日产油13-19m3，是 压裂施工前的6.5倍以上。
压裂液 喷射压裂
工具
喷砂射孔 参数效率
一、水力喷射分段压裂技术
1.水力喷射分段压裂机理
• 射孔过程：Pv+Ph<FIP，不压裂
环空加压：Pv+Ph+Pa≥FIP，起裂 • 射流在孔底产生推进压力约2～3MPa，
调整Pa，与推进压力叠加>FEP，
裂缝持续延伸，适应不同地层压裂 • 射流孔口抽吸作用，强化封隔效果。
一、水力喷射分段压裂技术
5.低伤害压裂液配方优化
水力喷射压裂要求：高速剪切后仍有携砂能力； 配伍性好；易破胶；摩阻较低。
表面活性剂浓度优化
稳定剂(EDTA)用量的优化—最佳用量0.3% 氯化钾用量优化—最佳用量6% 氢氧化钾用量优化—最佳用量0.6%
7%氯化钾VES浓度影响
140
120
4%
1.水力喷射分段压裂机理
水平井裸眼分段压裂技术
水平井裸眼分段压裂技术作者：孙吉成施铁军祝月振来源：《中国新技术新产品》2015年第21期摘要：具有技术简单、作业效率高优点的水平井裸眼分段压裂技术，在低孔、低渗以及低压油气藏的水平井增产改造中，得到了广泛的应用。
封隔器、滑套是水平井裸眼分段压裂技术中重要的组成部分。
水平井裸眼分段压裂技术有效的提高了油田勘探开发的效益，是低压、低渗透油气藏开发主要增产措施之一。
关键词：水平井；裸眼；分段压裂中图分类号：TE934 文献标识码：A一、水平井裸眼分段压裂技术分析水平井分段压裂改造技术不仅代表了油、采气工艺技术的改革发展的方向，而且也是国际上较先进的技术。
水平井分段压裂改造技术在储层物性好的水平段上，根据井筒内水平井眼的方向，同时，根据油藏物性和储层特征，通过一定的技术手段，对射孔眼的数蚤、孔径和射孔相位进行控制，实施一次压裂施工手段，对水平段油层进行压开的技术。
这种技术很好的改造了低渗透油气藏。
水平井裸眼分段压裂工艺技术，首先，实施了有效的通井，能够使压裂管柱顺利到达井底；其次，使钻杆与压裂管柱进行连接，同时将钻杆与压裂管柱送入井底，进而丢手分开，生产油管柱得以回插；第三，按照顺序进行投球，对每一层进行加压压裂。
这种技术使水平井不动管柱生产得以实现。
（一）对井眼进行处理并通井。
钻井过程中，为使压裂管的下入受到影响，必须用刮管器清理管柱上的结块。
必须保证循环的泥浆与设计时的泥浆具有相同的性能，并且要保证过筛的泥浆中没有颗粒杂质。
岩屑床必须通过螺旋扶正器进行清理，使水平裸眼段井眼的平缓度得到加深。
同时，运用模拟管柱进行通至井底过程，进而使原泥浆进行循环，循环至泥浆的性能相同为止。
（二）实施管柱的下入。
先将钻杆接上压裂管柱，再在井下进行分开，然后实施生产油管柱的回插，实施压裂的施工与生产。
这个过程，不仅对施工的成本进行了节约，而且在油管柱强度较弱的情况下，遇到阻力不容易处理的问题得到了解决。
（三）施工设备的拆除及生产。
斯伦贝谢新技术-2009年秋季刊-水力压裂是实时监测-hydraulic
质。第一个是高频信号比低频信号衰 减更快。因此，对于已知震源-检波器 距离，更多原始低频成份能够传播到 检波器处。第二种性质是震源的频谱 密度。大震级地震波产生的低频成份 比小震级地震波产生的低频成份多。 两种性质共同作用，结果就限制了探 测深度。对高频信号敏感的检波器对 附近地震波有效，但这种优势随着地 震波的距离渐远而衰退。实施压裂措 施前，可用NetMod软件预测检波器网 对地震信号频率的限制（上图）。
有关早期测试结果的实例，请参见： Power DV，Schuster CL，Hay R和Twombly J： “Detection of Hydraulic Fracture Orientation and Dimensions in Cased Wells”，Journal of Petroleum Technology ，28卷，第9期（1976年9月）： 1116-1124；也可参加SPE 5626。
“水力压裂监测新方法”，《油田新技术》，17
卷，第 4 期（2005 年冬季刊）：42-57。
2. 地震矩规模是衡量地震强度的一种标准，类 似于大家较为熟悉的里氏震级。
3. 美国能源部：“Microseismic Monitoring： Revealing What Is Going on Deep Underground”， /discovery/microseismic_ monitoring.html（2009年8月3日浏览）。
水平井压裂工艺调研
井号
吴平1 吴平2 吴平3 吴平4 吴平5 吴平6
初期产量
液 m3/d
14.99
16.4 22.14 15.52 6.30 20.13
油 t/d
10.43
12.59 15.3 11.66 2.69 12.59
含水 %
18.1 9.7 18.7 11.6 49.8 26.4
目前产量
液
油
m3/d
t/d
8.05 9.0 9.14 12.0 1.44 4.68 编辑ppt
段射孔分段压裂，达到多段压裂的目的，同时，在压后若其中某一段出
水，可使用封隔器对出水段进行封堵，在出现砂堵时封隔器胶筒可与压裂
管柱脱离，防止卡死管柱的事故发生。
技术特点：
可对各压裂井段进行单独准
确控制；
可实现水平段分段生产；
PSI系统可实现对出水段封堵。
编辑ppt
3
（2） Frac-Point™封隔器系统
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Hale Waihona Puke ooo ooo oo oo ooo ooo
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编辑ppt
编辑ppt
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2. 国内现状
（5）水力喷射压裂技术 技术特点 不用封隔器及桥塞等隔离工具，可实现自动封隔，施工风险小 ； 可用于裸眼、套管等多种完井方式； 一次管柱拖动可进行多段压裂，缩短施工周期，有利于降低储层伤害。
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StageFRAC – 为何在增产成功率这么高?
和储层构成极大的接 极大的接 触面 裸眼压裂: 未必是单 一裂缝(更大接触面) 一裂缝 裸眼段不固井,对生产 裸眼段不固井 也有贡献 永久式工具, 永久式工具 不影响 套管内径大小 在裸眼基础上让层段 分隔变成可能, 有利 以后措施 (例如堵水 等).
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StageFRAC* 在新疆油田公司 [克拉美丽气田]
中国西部第一口深层(3600 m 垂 深)天然裂缝发育火成岩(花岗岩, 凝灰岩, 角砾岩)裸眼水平井多级 压裂 五级连续不停泵施工, 3小时完成 , 加砂154吨 该井的技术论文已提交2009年 SPE年度技术会ATCE(美国,新奥 尔良)
投球泵注管线 投球泵注管线
2"X1" 旋塞阀（卸压） 压力传感器 3" 管线
油管挂 压裂管线 压裂管线
3" 旋塞阀
压裂泵 压裂泵
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StageFRAC*返排抓球管线连接
抓球管线设计
现场抓球管线的连接
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StageFRAC*水平井分级压裂改造技术 目前国内应用介绍
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StageFRAC* 水平井分级压裂目前国内施工介绍
裸眼封隔器: o 耐压差10,000psi (70 Mpa) o 耐温425oF (218°C)
Deepest MD Most Stages One Well Most Proppant One Well Highest Pump Rate Highest Delta Pressure Highest H2S Highest CO2
Core sampling from vertical neighbor well
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谢 谢!
Stimulation Solutions
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9
3
1
緻密油气藏优化生产关键:
与油气藏接触最大化
4
开展水平井分级压裂的好处: 砂岩
直井， 直井，单个裂缝
水平井， 水平井， 多个裂缝
5
储层改造中转向的必要性
在割缝尾管完井 直接泵入四级施 工液体 加入安息香酸薄 片进行压裂转向 所有液体进入两 条裂缝 一半的井筒未被 施工影响
6
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StageFRAC* 分级压裂技术
井数 XOC-1 施工日期 Nov 21st
中石油新疆油田分公司
井号 SWOGC-1 SWOGC-2 SWOGC-3 SWOGC-4 SWOGC-5 SWOGC-6 SWOGC-7 SWOGC-8
施工日期 Jan 1st Mar 4th Apr 14th Jun 6th Sep 30th Jan 8th (09) June 20th (09) Aug 20th (09)
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StageFRAC 全球应用一览
已施工完毕 工具已下订单
First Job Total Wells Multi- Lateral Wells Longest System
June 2002 4000+ 50+ 6800' (2,072m) 22,012' (6,709m) 18 3.5MM lbs (1,750 ton) 140 BPM (22.3m3/min) 8,500 psi (58.6MPa) 30% 10%
StageFRAC* 在西南油气田公司 [广安气田]
2008年度在广安气田共作业6口井次 StageFRAC* GA002-H1-2为亚洲及中国首口 StageFRAC*裸眼水平井分级加砂压裂 施工 StageFRAC*在广安的成功应用的案例 已被SPE录选为2009 APOGCE 印尼雅 加达SPE 年会发表论文
2008.08.06至08.13 两次现场踏勘协调
2008.10.28 DXHW181 完钻
2008.11.08 StageFRAC 工具入井
2008.11.13 回插管到位
2008.11.21 测试压裂 主压裂
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StageFRAC* 工具
Frac Port 压裂端口 循环口
RS-II茅定封隔器
RockSeal 裸眼封隔器
2008.11.10 裸眼封隔器 成功座封
2008.11.18 打开首级压裂 端口
三次多方施工准备 StageFRAC工 及工序确认会 具抵达中国
2008.06.24至07.17 多次汇报与讨论, 最 终 确 定 DXHW181 井 所用 StageFRAC 尺寸 为 9-5/8” x 5-1/2”
SWOGC-1 SWOGC-2 SWOGC-3 SWOGC-4 SWOGC-5 SWOGC-6 SWOGC-7 SWOGC-8 XOC-1
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4.5” 尾管+4.5” 压裂管 3.5” 尾管+3.5” 压裂管 3.5” 尾管+3.5” 压裂管 4.5” 尾管+3.5” 压裂管 3.5” 尾管+3.5” 压裂管 4.5” 尾管+2.875” 压裂管 3.5” 尾管+2.875” 压裂管 3.5” 尾管+2.875” 压裂管 5.5” 尾管+5. 5” 压裂管
中石油西南油气分公司
总井数 - 9
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StageFRAC* 水平井分级压裂目前国内施工介绍
井号 裸眼 水平段长 m 1051 m 328 m 490 m 915 m 663 m 583m 552.8m 656m 748m 裸眼 大小 英寸 8.5” 6” 6” 8.5” 6” 8.5” 6” 6” 8.5” 垂深 / 斜深 m 1813.3 / 3150.0 1782.0 / 2342.0 2051.8 / 2780.0 1987.5 / 2093.4 1851.0 / 2732.0 1819.4 / 2558.0 2361.6 / 3075.0 2183.0/3080.0 3666.6 / 4397.0 工具设计 压裂 级数 4 3 4 5 3 3 3 3 5 液量 m3 646 681 748 1058 622 612 613.7 815.0 1269 砂量 吨 94 121 186 272 126 156 143.4 157.0 155
第9－10天 第一级压裂口开启 开始配压裂液
13
克拉玛依工具方案会议
装箱前在加拿大艾蒙顿 做最后检测
陈Байду номын сангаас检查确认工具尺寸
井场现场工具开箱
施工前现场踏勘
14
确认球的尺寸
投球确认内置球座尺寸
工具按入井顺序摆列
工具下井
投球作封循环口
密封总成回接
设置工具脱手
起压作封
安装压裂井口
15
打开首级压裂端口
上压裂大罐
井口通径测试
5
寒冷天气作业压裂液保温
压裂液液体检测 连接投球管线
压裂车组摆放
连接抓球管线
16
施工前交底
主压裂施工
施工中二级供液
DXHW181井水平井多级压裂纪要
2008.06.06 开始沟通StageFRAC 在DXHW181的应用
2008.07.16至08.05
2008.09.04
2008.11.05 模拟规通井
3
水力压裂裂缝监测
10
StageFRAC作业流程示例
11
施工总体步骤
12
4
施工工期预计
第1 天 工具运抵井场、检查 钻头通井已有井队完成
第3－4天 Reamer模拟规通井
第7－8天 回接密封总成 坐油管挂，换井口
第11－12天 测试压裂 主压裂
第1－2天 套管刮削
第5－6天 下入StageFRAC工 具 座封封隔器
StageFRAC*水平井分级压裂工艺 及国内应用介绍
李启国 (Lee KK) 斯伦贝谢酸化压裂总工程师 2009年9月
摘要
StageFRAC水平井分级压裂技术改造理念 StageFRAC水平井分级压裂改造技术目前国内应 用介绍 StageFRAC作业流程示例
2
StageFRAC水平井分级压裂技术改造理念
18
6
StageFRAC*井口投球管线连接
实际井口连接
4" 旋塞阀 4" x 3" 1502 转接头
4" 液压控制旋塞阀 ( 由斯伦贝谢提供 )
4 1/16" BX155 15K 法兰至 4" 1502 转换头 3 1/16" BX154 15K 法兰至 3" 1502 转换头 3" 管线
3 1/16" BX154 15K 法兰至 3" 1502 转换头