哈里伯顿堵水技术简介
哈里伯顿地面流程简介
６ ２
油
气
井
测
试
２０ ０ ７年 １ ２月
气源 ， 实现快 速关 井 保护 下游 设备 的安全 。
３ 热 交换 器 ．
自动 显示 各 阶段 流体 产量 和压 力 温 度 等参 数 ， 可 并 随 时 画出任 意参 数 的变化 曲线 。
６ 撬装 式快 速蒸 汽发 生锅炉 ．
高压 流体 经过油 嘴管 汇截 流后 ， 流体 急剧 膨胀 ， 大量 吸热 ， 温度 急 剧下 降 ， 易发 生 冰 堵 ， 采 用 热 交 可
分离 器 自身带 有先进 的流量计 和 自动液位 控 制系 统 及释 放 阀 、 裂 盘 、 破 回压 控 制 阀等 ， 括 先 进 的 ｓ ． 包 Ｅ
ＮＩ Ｒ Ｄ Ｏ ＡＮＩ Ｌ测 气 装 置 和 Ｂ Ｔ Ｅ ＡＲ ＯＮ记 录仪 进 行
ｍ， 浆密 度 １２ ／ｍ ， 身 结 构 ３ｏ ４ ．０ 泥 ．５ｇｃ 井 ６ ×１９ ６ ×
经过 的测试 流程 都是 Ｈ Ｓ重点 防护 部 位 ， 为此 从 压 井液 、 井 管 柱 工 具 、 场 布 置 、 口部 位 、 喷 流 下 井 井 放 程 、 试流程 、 喷 及 气 井 出液 口、 测 放 火把 等都 必 须 采 取相 应 的措 施 。哈 里伯 顿地 面测试 设 备全部 采 用 防 硫高 压 由壬 连接 ， 嘴管 汇 可 进 行截 流 获得 临界 流 油
换器 对 流 体 进 行 加 热 。热 交 换 器 热 交 换 能 力 为
哈 里伯 顿测试 流 程配备 撬装 式快 速蒸 汽发 生锅 炉， 采用 国际上先 进 的德 国威 索 油气 两用燃 烧机 ， 启 动后 可产 生 ０ ７ ａ ．ＭＰ 的压力 蒸气 ， 热 交换器 供气 ， 对 有 效 的提高 流体 温度 。
国外主要测井公司介绍
国外主要测井公司介绍(34）Rabinovich，et al.，2001，enhanced anistropy from jiont processing of multicomponent induction and multi—array induction tools, paper HH,in 42th Annual logging symposium transactions：Society of Professional Well Log Analysts,2001测井是技术密集型产业，测井仪器装备一次性投资大，投资回收期较长。
国际性的油田技术服务公司中，以测井为主营业务的公司，主要有斯仑贝谢公司、哈里伯顿公司、贝克-阿特拉斯公司,这三家公司占据90%多的测井服务市场(斯仑贝谢约占62％）,哈里伯顿和贝克—阿特拉斯分别约占14%和15%）。
其他公司还有威德福公司、Tucker能源服务公司、REEVES公司和PROBE公司等等，这些公司在整体上逊色于三大公司，但在部分专项上可以与三大公司媲美。
第一节斯仑贝谢公司一、公司概况斯仑贝谢是测井行业的开山鼻祖,公司总部位于美国纽约。
经过70多年的发展，斯仑贝谢公司已成为一家除工程建设服务以外的全球性油田和信息服务超级大型企业集团,但公司主要的经营活动还是集中在石油工业，在世界上100多个国家和地区有业务往来。
公司员工60,000余人，来自140多个国家.公司2002年总收入为135亿美元,其中测井部分年收入为56亿美元，测井研发经费4亿美元(占测井收入的7％）。
除现场作业外，斯仑贝谢公司在美国、英国等地建有研发中心,作为公司经营服务的强大技术支持。
斯仑贝谢公下设三个主要的经营部门：斯仑贝谢油田服务公司：是世界上最大的油田技术服务公司，为石油和天然气工业提供宽广的技术服务和解决方案.斯仑贝谢Sema公司：为能源工业，同时也为公共部门、电信和金融市场，提供IT咨询、系统集成、网络和基础建设服务.斯仑贝谢西方地震服务公司:是与贝克休斯公司合作经营的公司，是世界最大的、最先进的地面地震服务公司。
哈里伯顿页岩气开发技术简介
4
5 6 7
0.263
0.263 0.265 0.268
哈萨克斯坦现场应用，7个0.25“喷嘴，一趟管柱10段压裂，油管最大砂比 1080kg/m3, 加砂471t。3-7号喷嘴承担了90%的加砂量，发明人预计此套 喷嘴还可以加砂450-500t。
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5.60 5.85 基管 外径 69 204
滑套
7.875 8.750
封隔器
7.40 8.20 基管 外径 69 204
2.99
69 177
3.83
69 177
4.67
69 177
耐温(℃)
过流能力
(bbl/min)
分段能力
18-88(14m3/min) 7 4.75
18-100 11 5.875-6.30
7
适用于直井、斜井和水平井多级分段压裂、酸化、酸压作业； 现有桥塞适用套管尺寸为：27/8″至 133/8″； 耐温能力：121℃/204℃，耐压能力：35MPa/70MPa； 作业简单、快速、安全，国外现场应用(页岩气)十分普遍， 哈里伯顿已有超过10,000个速钻桥塞在2008口水平井中应用。
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26
CobraFrac在水平井中的应用
最大压裂层段深度：7,480ft(2280.5m)
最大单井分压段数：24 段
当天最多单井压裂作业段数：12段
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B 200 180
C 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
哈里伯顿
固井HT-400 泵——工业标准哈里伯顿的HT-400型水泥泵自1957年投产以来，就以其重量轻，耐用性好，通用性强而闻名。
型号名称代表三缸水平和初始设计的最大功率输入为400马力（298.4kw）。
从该泵发明至今，泵的主要参数已经有了很大的提高，现在的最大输入功率已经可以达到800马力（596.8kw）。
该泵已经在压裂、酸化、固井和沙水HT-400型泵HAL17345控制作业条件下完成了百万小时的工作任务。
特性当需要精确的泵吸范围和特殊的控制要求时，可以采用哈里伯顿的双泵或者其它机动性组合方式。
哈里伯顿自己加工生产HT-400水泥泵的动力端,所以几乎所有的动力端部件都具有可互换性。
例外的是动力端的壳体分左、右结构配置，但尽管如此，其内在的零部件，包括蜗轮和齿圈副都是可互换的，只是壳体不同而已。
动力端可以与5种液力端相组合—3 3/8＂，４＂，４1/2＂，５＂和６＂柱塞中的每一种配置都对应不同的应用条件。
动力端组件：壳体和驱动齿轮：哈里伯顿公司将动力端壳体制造成左、右两种结构型式。
设计的动力端壳体经过高强度的焊接设计，左、右型式之间不具有互换性。
机轴：机轴是经过锻造和热处理的钢材加工而成。
不管是左、右结构型式，机轴均具有互换性。
连杆：连杆由铝锻造而成。
所有连杆在内部均钻有孔道以提供润滑给十字头销处。
十字头：十字头部件由热处理的合金钢铸造而成，具有互换性，其顶部和底部都有青铜制成的导向滑块。
润滑：独立的动力端润滑系统由蜗轮末端驱动的一个新月型的齿轮来提供泵送压力。
润滑剂由于压力作用被供给并且用于十字头滑动，齿轮的支撑轴承，机轴旋转和十字头销等。
冷却：管道－壳体冷却器是可选的附加部件，它可以提供一定的冷却能力。
HT-400水泥泵可以采用散热器式，但推荐使用空气冷却系统或水冷却系统。
间隔装置被设计用来分隔HT-400水泥泵的动力端和液力端，可以防止液体泵送到动力端内，可以避免动力端因此而出现的故障。
间隔装置具有互换性。
油田污水及压裂返排液处理技术分析
2021年第4期综述油田污水是在油田三采过程中产生的作业废水,主要含有原油、驱油剂、破乳剂、杀菌剂、机械杂质等,呈现出腐蚀快、细菌多、悬浮物含量高、色度重等特点,处理不当会造成注水设备腐蚀、水体腐败等问题[1-3]。
压裂返排液则是在油田增产改造后从井筒中返排出来的液体,主要含有稠化剂、聚合物、表面活性剂、杀菌剂及其他添加剂,具有粘度大、有机物含量高、水质多变等特点,若排放至地面不经过处理,将会对周围环境,尤其是农作物及地表水系统造成污染[4-6]。
因此,如何有效的缓解油气田开发带来的环境污染问题成为了当今油气田开发的关键技术之一。
1国内油田污水处理技术现状1.1油田污水的处理方法油田污水的处理方法主要有物理法、化学法、物理化学法、生物法等[7,8]。
1.1.1物理法物理法主要是实现固液分离或不同相的分离处理,物理法主要包括重力分离、离心分离、过滤、粗粒化、膜分离和蒸发等方法[9]。
重力分离技术是依据比重差异实现污水中油分、悬浮物、机杂从水体分离,已被各油田广泛使用。
离心分离是污水在高速旋转过程中形成离心力场,从而实现固液分离和不同相分离。
我国引进Vortoil水力旋流器已经在油田污水处理领域有了良好的应用。
粗粒化是指在设备中加入一定量的粗粒化材料,使污水中的油分粒径增大,以便处理含油污水中的小油滴和乳化油。
膜分离主要是通过膜渗透理论实现不同粒径物质、分子的分离及脱除。
常用膜分离技术包括超滤、王克强1,陈亚联1,2,毛智平1(1.咸阳川庆鑫源工程技术有限公司,陕西西安710018;2.川庆钻探长庆井下技术作业公司,陕西西安710018)摘要:油田压裂及油田开发产生的污水造成了大量水资源的浪费,成为制约油气田开发重要问题之一。
本文在分析油田污水及压裂污水特点的基础上,调研了植物脱盐、膜分离、铁碳微电解、紫外光杀菌、捕获离子等处理方法及工艺,分析了不同处理工艺的特点,并提出了油田污水处理发展的方向、油田污水回用的思路。
钻井液技术的现状_挑战_需求与发展趋势
文章编号：1001-5620（2011）06-0067-10钻井液技术的现状、挑战、需求与发展趋势孙金声， 张希文（中国石油集团钻井工程技术研究院，北京）摘要 介绍了国外钻井液技术的新进展，包括井壁稳定、防漏堵漏、抗高温钻井液、提高机械钻速的钻井液、低密度钻井流体、大位移井钻井液、储层保护、绿色钻井液等技术，以及“十一五”期间中国钻井液技术的主要成果，分析了当前钻井液技术面临的主要挑战及“十二五”发展需求，并讨论了钻井液技术的发展趋势。
关键词 钻井液；现状；发展趋势；综述中图分类号：TE254.3 文献标识码：A近年来，钻井液在保障钻井井下安全、稳定井壁、提高钻速、保护储层等方面的作用日益突出，但随着当前复杂地层深井、超深井及特殊工艺井越来越多，人们对钻井液技术提出了更高的要求。
为此，国外开展了大量的应用基础理论和新技术研究，取得了一系列的研究成果和应用技术，而“十一五”期间中国钻井液技术也取得了较大进展，但与国外相比仍有差距。
因此，为了更好地为钻井作业提供优质高效的钻井液技术，同时也为中国“十二五”钻井液技术发展方向提供科学依据，概述了钻井液技术现状、挑战、需求与发展趋势。
1 国外钻井液技术新进展1.1 井壁稳定技术1.1.1 高性能水基钻井液技术国外各大钻井液公司均研发了一种在性能、费用及环境保护方面能替代油基与合成基钻井液的高性能水基钻井液（HPWM），其典型配方如下。
（2%～4%）聚胺化合物+（1%～2%）铝酸盐络合物+（2%～4%）钻速提高剂+（2%～3%）聚合物（可变形封堵剂）+（0.2%～0.4%）改性淀粉+（0.15% ～0.3%）XC+（0.1%～0.2%）PAC代表性技术有M-I公司的ULTRADRIL体系、哈利伯顿白劳德公司的HYDRO-GUADR TM体系[1-2]。
该钻井液体系中，聚胺盐的胺基易被黏土优先吸附，促使黏土晶层间脱水，减小水化膨胀；铝酸盐络合物进入泥页岩内部后能形成沉淀，与地层矿物基质结合，增强井壁稳定性；钻速提高剂能覆盖在钻屑和金属表面，防止钻头泥包；可变形聚合物封堵剂能与泥页岩微孔隙相匹配，形成紧密填充[3]。
水下释放塞固井工艺.
水下释放塞固井工艺水下释放塞固井工艺是一种用于浮式钻井平台(船)或半潜式钻井平台的固井工艺。
固井所需的上、下胶塞是在组装套管头时通过下入工具一起装在套管头以下的套管内, 固井期间分别用钢球和钻杆塞释放下胶塞和上胶塞。
南海海域常用的有两种方法:1. 哈里伯顿(Halliburton)水下释放塞固井方法(Sub-Surface Release Plug Cementing Method 简称SSR)见图6-18所示。
(1)SSR系统组成:①上、下注水泥胶塞联合体;②压力平衡阀;③钻杆胶塞(释放上胶塞);④释放球(释放下胶塞);⑤钻杆水泥头。
(2)操作方法:①将固井上、下胶塞联合体与压力平衡阀连接好以后装在钻杆的下部直接下入套管头以下的套管内, 将钻杆水泥头接在井口送入管柱的顶部。
图6-18 哈里伯顿水下释放塞固井方法释放球和钻杆塞同时装在钻杆水泥头里;(Sub-Surface Release Plug CementingMethod)②注水泥前投球, 让其通过钻杆坐入下胶塞的球座上, 开泵增压使下胶塞脱离胶塞联合体;③注完水泥后, 投放钻杆胶塞, 驱除钻杆内水泥,当它到达上胶塞后, 泵压上升释放上胶塞,通过上胶塞顶替水泥浆直到碰压。
2. BJ水下注水泥系统(Subsea Cementing System)(1) 系统组成(见图6-19):上、下胶塞联合体;（2）下入工具总成;③释放球;④钻杆胶塞;⑤钻杆水泥头。
(2) 操作方法:①将上、下胶塞联合体装在下入工具的下部;②将下入工具装在钻杆的底部, 并用钻杆送入套管头以下的套管内;③注水泥前投球, 让其通过钻杆坐入下胶塞的球座上, 开泵增压使下胶塞脱离胶塞联合体;④注完水泥后, 投放钻杆胶塞, 驱除钻杆内水泥, 当它到达上胶塞后, 提高泵压释放上胶塞,通过上胶塞顶替水泥浆直到碰压。
(5)释放上、下胶塞所需泵压见表6-34。
连续油管初级认识-哈里伯顿
连续油管基础知识讲座•自从1963年连续油管进入石油界，这项技术预示着它将引起石油发展伯顿所有的服务和产品。
连续油管可提供以下的优点：•高效率自成一体的设备，无需钻机的支持•洗井、压井。
•挤水泥、打水泥塞弃井。
•冲砂•连续油管完井。
•连续油管钻井、侧钻。
•连续油管射孔。
•连续油管是一种可移动、液压驱动设备，它设计用来在带压状态下安全地起下连续油管进行钻完井、修井作业。
连续油管尺寸范围有2 7/8”、3 ½“80K/100K了解一点连续油管的历史会使你增加对连续油管现状的感性认识。
虽然连续油管应用于石油行业已有但是相对来说它还是一种新兴的油田服务设备，犹如各种连续油管历史简介海底管线工程是最早期的利用盘卷油管的方式铺设的，休斯顿概念将绕性油管应用到小型油井修井作业。
连续油管历史简介这种基本理论的设计概念帮助注入器的样机，具公司开发出第一台•油管发展史1962年作为连续油管的先驱着Standard Tube（哈里伯顿进入连续油管市场）•1980年连续油管有了突飞猛进的发展，油管屈服强度达到70000psi术，一是拥有专利的条形斜线焊接工艺，二是改进了管材（哈里伯顿进入连续油管市场）开发出1 ¼”范围和开拓了新的市场。
在这段时期，连续油管用来冲砂、气举、清蜡、酸化、打捞、挤水泥、小型钻井、防砂、虹OTIS •一，注入器总成•二，防喷器总成哈里伯顿技术规范上起负荷 30000下推力 15000无负荷最大油管运行速度分）分）•液压驱动相对运动链条。
•直梁用来夹紧油管。
•围绕直梁的滚子链用来通过卡瓦块向油管传递负荷。
30K•最佳性能与负荷比为：•高性能轴承滚动部件•具有最佳的低速反应特点30K•双向平衡阀用来注入器的动态制动•快速锁定•所有液压部分工作压力30K•加紧梁大通孔（打开状态）设计用以配合大直径的油管和工具通过•带有循环运转滚动轴承的加紧梁可平稳地传30K•卡瓦链条可适用于•直接作用式卡瓦链加紧器•设在卡瓦链条上的高压储能器可在失去动力源30K 注入器卡瓦设计特点•轴向是由卡瓦与油管摩擦产生的•经多次测试和评估最佳的卡瓦设计为：–与油管4点接触–卡瓦为V型凹槽–卡瓦材质为渗碳硬质钢材–可适用与较大范围的油管尺寸30K•实际摩擦系数•卡瓦摩擦力转换为轴向负荷等于乘于0.3平衡阀盲板剪切卡瓦半封连续油管防喷器安装在井口或注入器下方，它由液压控制的成，每组芯子有其独立•连续油管防喷器每组设有手动开关统失灵时可用来手动开关，或防喷器处于关闭状态时将其锁定。
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笼统堵水
WaterWeb® Cw-FracSM Guidon® H2 ZERO®
▌ CW-Frac控水压裂技术：气井案例 ▌ 美国，Utah：3口CwFrac井 vs. 18口常规压裂邻井
同层位产层对比 前置液阶段加入RPM
单位产气伴随的产水量对比
EquiSeal®
©2014HALLIBURTON.ALLRIGHTSRESERVED.
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6
笼统堵水剂
WaterWeb® Cw-FracSM Guidon® H2ZERO® EquiSeal®
▌ WaterWeb应用案例：
某气井I 100md,115oF 投产后水侵入
处理前 处理后
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地层裂缝
裂缝/微裂 缝/空穴 水层附近 压裂 压裂处理 进入水层
H2ZERO® EquiSeal®
堵水技术体系
回填 封堵射孔
水泥 BackStopTM Thermatek® MOC-One H2ZERO® PermSeal® Injectrol® CrystalSealSM WaterWeb® CWFrac SM Guidon AGSSM
高渗带 油气层
EquiSeal®
油气层
油气层
高渗带
高渗带
油气层
油气层
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17
凝胶封堵
WaterWeb® Cw-FracSM Guidon® H2ZERO® EquiSeal®
▌ 水平井化学堵水：找水+凝胶封堵 | 笼统注入RPM
应用范围受限 找水+修井成本较高 封堵难度大
EquiSeal®
▌ 主要优势
兼容大部分压裂液体系 施工操作简单 可在不同压裂阶段添加
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10
笼统堵水
WaterWeb® Cw-FracSM Guidon® H2 ZERO®
▌ CW-Frac控水压裂技术：气井案例 ▌ 墨西哥Burgos气田：4口气井
13
转向酸化
WaterWeb® Cw-FracSM Guidon® H西哥油井
4%孔隙度，50md渗透率 Guidon接触地层反应明显 处理后产油上升，含水降低
104-A井 处理前 处理后 产液量 (BFPD) 591 748 产油量 (BOPD) 465 623 产水量 (BWPD) 126 125 含水率% 21 17
4
笼统堵水剂
WaterWeb® Cw-FracSM Guidon® H2ZERO®
高渗带 高渗带 油气层
•优化选井 •笼统注入WaterWeb药剂(RPM) •开井试采
油气层
EquiSeal®
油气层 油气层
高渗带
高渗带
油气层
油气层
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▌ 主要优势：
低粘液态成分，可封堵微孔隙 穿透深度大于常规凝胶 成胶稳定，耐高温高压
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凝胶封堵
WaterWeb® Cw-FracSM Guidon® H2ZERO®
高渗带 油气层
•测井找到油水界面 •起出原生产管柱 •下入封隔器 •挤H2ZERO深穿透堵剂 •下入生产管柱 •开井试采
▌ CW-Frac控水压裂技术：气井案例 ▌ 美国，Ohio：12口CwFrac井 vs. 10口常规压裂邻井
砂岩气藏，~5mD 前置液阶段加入RPM
产气翻倍: 3.6 vs 2.81
产水翻倍: 2.45 vs 4.05
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12
憎水基自聚形成立体网状结构 锁水能力更强 油水渗透率实验 – 铝砂制岩芯
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3
笼统堵水剂
WaterWeb® Cw-FracSM Guidon® H2ZERO® EquiSeal®
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应用范围受限 最好配合连续油管注入
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20
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21
7
笼统堵水剂
WaterWeb® Cw-FracSM Guidon® H2ZERO® EquiSeal®
▌ WaterWeb应用案例：
某气井II 0.05md,207oF 压裂沟通水层
注入150bbl RPM
产气(MMScf/D) 产水(BWPD) 处理前 处理后 处理后1年 0.386 0.484 0.460 457 114 100
Guidon接触地层
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14
注水井转向酸化
WaterWeb® Cw-FracSM Guidon® H2ZERO® EquiSeal®
StimWatch光纤监测—转向效果验证
转向前
转向后
主要进液点1
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HAL堵水调剖技术
哈里伯顿增产作业部 2016年7月7日
堵水工具箱
WaterWeb® Cw-FracSM Guidon®
井筒内 近井筒
弃井 套管泄漏 套管外微 通道 砾石充填 封堵高压 层 水锥进/水 脊进
哈里伯顿堵水技术“工具箱”
地层基质
高渗带水 侵 沟通注水 井 产水层附 近酸化 酸化处理 进入水层
5
笼统堵水剂
WaterWeb® Cw-FracSM Guidon® H2ZERO® EquiSeal®
▌ WaterWeb应用条件：
井型：油井或气井 温度上限：160oC 渗透率：0.01-6000mD 岩性：砂岩及部分碳酸岩 配液用水：海水、淡水、盐水
▌ 主要优势：
可笼统注入或连续油管注入，无需 钻机配合 高分子瞬间吸附岩石表面，无需关 井等待
9
笼统堵水
WaterWeb® Cw-FracSM Guidon® H2 ZERO®
▌ CW-Frac控水压裂技术：利用RPM处理裂缝表面，降低压后产水
可在预前置液、前置液、携砂液等不同阶段添加RPM改性剂 ▌ 主要应用范围
井底温度<162oC 不均质地层 当压裂裂缝可能沟通水层时
超过390层应用（截止2010年6月）
挑战：堵剂在井筒内沉降，无法封堵井筒
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18
凝胶封堵
WaterWeb® Cw-FracSM Guidon® H2ZERO® EquiSeal®
技术：触变性H2ZERO，对抗液态堵剂沉降
Time, minutes Physical Appearance
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2
笼统堵水剂
WaterWeb® Cw-FracSM Guidon® H2ZERO® EquiSeal®
▌ WaterWeb相对渗透率改性剂(Relative Perm Modifier) ：
降低水相渗透率同时，不影响油/气渗透率 憎水基改性的亲水高分子链体系，锁水效果高于同类产品
主要进液点2
15
凝胶封堵
WaterWeb® Cw-FracSM Guidon® H2ZERO® EquiSeal®
▌ H2ZERO应用条件：
井型：油井或气井 温度上限：27-204oC 渗透率：不限，可封堵裂缝 岩性：不限 配液用水：海水、淡水、盐水 注入方式：封隔目的层段后注入
砂岩气藏， 203oF，~1mD 前置液阶段加入RPM
四口井压后平均产水：82BPD
EquiSeal®
气田压后平均产水：400BPD
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11
笼统堵水
WaterWeb® Cw-FracSM Guidon® H2ZERO® EquiSeal®
©2014HALLIBURTON.ALLRIGHTSRESERVED.
8
笼统堵水
WaterWeb® Cw-FracSM Guidon® H2ZERO® EquiSeal®
▌ CW-Frac控水压裂技术：利用RPM处理裂缝表面，降低压后产水
可在预前置液、前置液、携砂液等不同阶段添加RPM改性剂
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▌ EquiSeal触变性凝胶封堵剂
10 20 30 40 50 60 70 80 90
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19
凝胶封堵
WaterWeb® Cw-FracSM Guidon® H2ZERO® EquiSeal®
▌ 水平井化学堵水：找水+凝胶封堵 | 笼统注入RPM