水力喷射压裂技术

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二、水力喷射压裂技术
3、含砂浓度、砂粒度： 含砂量与切割效能有密切关系。增加含砂量就增加单位时间 内切割目的物的砂粒数。含砂量越高，切割效能越好。但是，含 砂量过高容易引起砂堵影响喷射效果。最优浓度范围为6%～8%。 砂子的直径对射孔直径有直接影响。砂粒直径越大，质量就 越大，因而冲击力越大。但砂粒直径的增加受喷嘴直径的限制。 一般讲，砂粒直径取喷嘴直径的1/6到1/3为最佳。
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二、水力喷射压裂技术
4、最优喷射时间： 最优喷射时间，是指在一定的工作压力下，喷射 获得最大深度所需要的时间。当射流达到一定深度后， 继续延长喷射时间既无意义，也不经济。我们认为， 对套管和其他钢材，喷射时间一般在20分钟之内，即 可达到满意的效果，而对其它材料，喷射15-20分钟 即可。
水力喷射压裂技术
井下技术作业公司 2008年12月1日
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主要内容
一、国内外水力喷射压裂技术应用 二、水力喷射压裂技术简介 三、水力喷射压裂项目进展状况 四、下步工作安排
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一、国内外水力喷射、国内外水力喷射压裂技术应用
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二、水力喷射压裂技术简介
(三)水力喷射压裂技术原理
水力喷射压裂是集水力喷砂射孔、压裂、隔离一体化的新型增产改 造技术。流体通过喷射工具，将高压能量转换成动能，产生高速流体冲 击（或切割）套管或岩石形成射孔通道。水力射孔易准确定位，在地层 内形成定向孔，且穿透深，孔径大，在地层中产生导引孔缝来辅助定向 水力压裂，可以降低起裂压力更利于裂缝起裂。
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二、水力喷射压裂技术
5、围压： 围压对射流的影响很大，在其他的条件完全相同时，
有围压时的射孔深度要大大降低。通过对曲线的观察可以 看出，射孔深度随着围压的增大近似成线性递减。
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二、水力喷射压裂技术
6、磨料类型： 硬度大、带棱角的磨料材料射孔效果好。考虑到成本、原料 来源等因素，现场可采用石英砂。 7、岩性： 岩性对水力喷砂射孔能力有较大影响，随岩石强度减弱，射 孔深度增大。
上式表明，当L=6D 时，其射流速度仍然保持起初速度的V0不变，自该点之后， 射流则按上述规律逐渐减小。
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二、水力喷射压裂技术
2、压力： 根据水力学的动量定律，如果喷射液体的重率（指其含 砂量）不变，则对目的物的冲击力由流速决定。这说明，在 水力喷射中流速是极为重要的因素。 磨料射流射孔能力随压力的升高而增强。试验证明，当 通过喷嘴的流速保持在120米/秒以上、工作压力12MPa以上时， 便可以取得较好的切割效能。
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一、国内外水力喷射压裂技术应用
国外已应用超过1000口井，美国路易斯安那 州西部Jannes Lime地层(裸眼完井)水力喷射酸 压处理过80多口井，平均每口井造缝8条，共造 缝600多条。
总体上看,水力喷射压裂增产技术非常成功。 水力喷射压裂技术在全世界范围内迅速发展,逐 渐扩展到加拿大、巴西、哈萨克斯坦、俄罗斯等, 技术主要由Halliburton公司和BJ公司等所掌握。
⑴国外应用状况：
Halliburton公司首先在美国得克萨斯州和新墨 西哥州等多口油井进行了试验和作业,效果显著。
2003年,首次在巴西的Campus湾海上一口井试作 业并取得成功。
2004年中期Hulliburton公司首次采用水力喷 射环空压裂技术进行直井增产作业。
2005年初美国的Barnett油田第1次在水平井使 用水力喷射环空压裂技术。
2008年8月-11月吐哈井下公司与与Halliburton能源服 务公司合作在DP1井、牛东平2井、青2-56H井及玉门庙平11 井、F239H井实施了水力喷射压裂工艺技术。
目前国内各油田使用该技术累计10余口井。
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二、水力喷射压裂技术简介
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二、水力喷射压裂技术简介 (一)水力喷射原理
1、喷嘴的几何形状与射流分析： 喷嘴是能量转换的工具，高压液体通过喷嘴时，形成高速射流，因 此，喷嘴应具备：良好的耐磨性；较高的流量系数；流速的质量高， 等速核心的流速较大且不易扩散等。
从水力学知识得，流束任意一点处的速度可由下式求得： VL =CV0D/L
式中: VL——微粒喷嘴出口距离为L 处的射流轴心速度； C——为试验常数≈6； V0——为射流初速度； D——为喷嘴直径； L——为喷嘴出口至喷射物距离。
原理：根据水动力学动量-冲量原理，固体颗粒受水载体加 速，高速冲击套管和岩石，产生切割作用。优点：一是可以增加 穿透深度；二是不会造成像常规射孔那样的地层压实伤害；三是 开孔的孔径加大；四是可以根据分层和地应力的要求，有选择定 向射孔。
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二、水力喷射压裂技术
(二)水力喷砂射孔影响因素分析
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一、国内外水力喷射压裂技术应用
⑵国内应用状况：
2005年12月,中国石油长庆油田分公司与Halliburton 能源服务公司合作,采用常规油管在靖安油田靖平1井和庄 平3井顺利完成增产作业,这是该工艺在国内首次试验。
2007年7月四川白浅110井的现场试验首次成功实现了 应用Φ50.8 mm连续管水力喷砂逐层压裂、一天内连续加砂 压裂3层。该技术正受到国内工程技术人员的高度关注。
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二、水力喷射压裂技术简介
（1）水力喷射压裂技术利用高压射流定向射孔，比常规炮弹射 孔产生的孔洞大，和裂缝的联通性好；高速高压射流的冲击没有形 成压实带污染；减轻近井筒地带应力集中，有利于提高近井筒地带 渗透率；穿透近井筒污染带，泄油面积增大，提高油井产量。
（2）水力喷射压裂技术是一项有效控制裂缝起裂的增产措施。 水力喷射在射孔通道顶端产生较高的滞点压力，在该处地层产生多 条微裂缝，降低了裂缝的起裂压力，更有利于压裂过程生成大裂缝； 利用水力喷射定向射孔，可以将喷射工具准确下到设计造缝位置， 能够在井中准确造缝；裂缝基本是在射孔通道的顶端产生并延伸， 有效控制了起裂方向和裂缝延伸方向。