威德福分段压裂技术介绍-Chinese
威德福分段压裂技术介绍- Full
碰压、坐封封隔器
固井后、用HWB工具打开最底部压裂滑套
停泵后HWB锁块缩回、 把开关工具提到位于顶 部封隔器上部直井段内 的工具腔内。
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全通径开关滑套一次多层压裂系统 作业步骤
开关工具就位后，压裂最下部地层
底部地层压裂结束后，用HWB开关工具关闭该层压裂滑套
投球可重复开关滑套一次多层压裂系统
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投球可重复开关滑套一次多层压裂系统
一次多层增产措施
•
节约时间和成本，
•
• • • •
专利特有的缓冲装置降低高泵速送球到位时对球座的冲击
球座设计能保证密封，又不卡球。球能够返回地面 减少作业时间 压裂滑套外覆复合材质保护铠皮，防止杂质 球座易磨铣
Composite Weatherford Phenolic Competition
关于压裂滑套所用球的材质，推荐我公司composite复 合材料球（比重1.8），不建议采用常规的酚醛树脂球（比 重1.25）。
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投球滑套一次多层压裂系统
投球固井滑套一次多层压裂系统
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投球固井滑套一次多层压裂系统 作业步骤
下入完井管柱、坐封悬挂器、注水泥
碰压、坐封封隔器
继续加压打开压差滑套压裂
投球压裂其余层段
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10）水平井固井滑套分段压裂技术探讨
10）⽔平井固井滑套分段压裂技术探讨固井滑套——将滑套连接在套管上⼊井后⽔泥固井，在压裂的时候投球打开滑套进⾏压裂，问题：1、⽔泥环有没有影响？2、⼀旦滑套打不开如何处理？3、该⼯艺技术您认为有什么优点或不⾜？暂时想到这⼏个问题，欢迎各位参与讨论，（不限于以上⼏个⽅⾯⽔平井预置滑套分段压裂⼯艺是采⽤套管固井完井⽅式，在套管之间预置滑套，固井完毕后下⼊滑套开关⼯具，对预置滑套进⾏开关，通过套管压裂，该完井⼯艺具有不受分段限制、不受排量限制，可选择性⽣产及选择性重复压裂等优势1.⼀般分段压裂⽔泥环和套管接箍都需要考虑。
2、固井滑套压裂对⽔平井⽽⾔却是较为成熟的技术，但⽬前在油⽥的应⽤范围感觉却是在减少，其主要原因是现在⽔平井的井筒没有那么平滑，井况不好的井⼤有存在，这种情况下，使⽤固井滑套，卡住的危险⾮常⼤，⽬前这种复杂井况国内多采⽤下段塞，部分采⽤限流压裂。
⽔泥环对滑套打开肯定有影响，尤其是第⼀级的压差滑套。
尽管完井管柱时对滑套进⾏了保护处理，但仍然避免不了下⼊时的各种磨损，⽔泥浆会对滑套打开有影响。
本⼈亲⾝经历过⼀⼝井，第⼀级施⼯时，⼀给排量，马上超压。
最后采⽤⼩油管带射孔枪射孔后实施压裂。
采⽤油管射孔，会对下⼀级滑套球座产⽣磨损。
第⼆级施⼯时，滑套就没有明显的打开显⽰。
TAP⽬前有2中⼀种是投球⼀种是投阀，这两种都基于套管固井，具他们的资料介绍裸眼和固井打开压⼒⼀样，但是我觉得⽔泥环的厚度还是会对起裂有⼀定影响，由于⽔平井套管居中度⽆法确保，我认为总有⼀块⽔泥环薄的地⽅，但是具体起裂是在哪⽆法考证；2、威德福有过固井滑套他们的滑套外部有⼀定的特殊处理确保⽔泥不会进⼊滑套内部；同时⽬前国外的滑套有多种，⼤部分在外部外径⽐较⼤确保⽔泥环⽐较薄，如果压不开⽤连续油管带着⽔⼒喷射去做应急处理⼀般滑套外都套了⼀层保护套，类似于硬质塑料壳的东西，在下⼯具前要预设合适剪切销钉个数，防⽌在下井后出现突发情况打不开滑套。
威德福概述
威德福拥有适合下面尺寸套管的一趟钻开窗的造斜器系
统
• 4 ½”
• 5”
• 5 ½”
• 5 3/4
• 6 5/8”
• 7”
• 7 5/8”
• 9 5/8”
• 13-3/8”
• 16”
• 18 5/8”-20”
QuickCut whipstock System
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Land Contract Drilling Logging-While-Drilling
威德福知识产权在油气服务领域被评为最强的之一
油气服务公司在能源和环境方面领导技术潮流
Royal Dutch Shell
Rank
1
Weatherford
2
Halliburton
3
Schlumberger
4
Baker Hughes
5
Exxon Mobil
6
BJ Services
7
Smith Intl
Chevron
6
定向井、水平井服务
定向钻井服务,如MWD、LWD、旋转导向等, 提高钻井效率并优化井 的轨迹
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钻井服务 – 设计与工程
• 全套定向钻井工程和钻井设计服务 (使用软件Compass and 5D)
•测量管理和质量管理 •钻井工程优化和研究 •旋转导向建模和现场监督 •石油工程和石油地质技术支持
亚洲 60 Service Locations 10 Manufacturing Facilities 7% of employees
常规完井技术应用—威德福(中英对照)
• 各种附件及配套工具accessories and matching equipment
COMPLETION SYSTEMS
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单层完井single zone completion
水力座封封隔器hydrostatic set packer
封隔器隔开套管和产层pay formation • 提供井控手段offer well-control means
• 防止套管腐蚀Guard against the casing from etching
• 锚定油管柱anchor tubing string
封隔器选择:packer selection
• 根据油管活动要求,生产管柱可以锚定也可以自由
悬挂 production tubing can be anchorage or
滑套sliding sleeve
free hanging according to working tuning requirements
密封筒封隔器seal bore packer
常规完井技术应用conventional completion technique application
COMPLETION SYSTEMS
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单层完井single zone completion
机械式封隔器mechanical packer
座入短节seat nipple 油管鞋tubing shoe
– Hydro-Pak
COMPLETION SYSTEMS
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分段压裂技术在巨型页岩气田开发中的应用前景展望
分段压裂技术在巨型页岩气田开发中的应用前景展望随着全球能源需求的增加，页岩气作为一种重要的非常规能源资源，受到了广泛关注。
巨型页岩气田的开发对于保障能源安全和满足能源需求具有重要意义。
而分段压裂技术作为开发巨型页岩气田的关键技术之一，在提高气田开发效率和产量方面发挥着重要作用。
本文将对分段压裂技术在巨型页岩气田开发中的应用前景进行展望。
分段压裂技术是一种通过在水平井段上设置多个压裂段，利用压裂技术改善岩石渗透性，增加油气产量的方法。
其主要分为垂直分段压裂和水平分段压裂两种形式。
在巨型页岩气田开发中，水平分段压裂技术被广泛应用。
该技术通过在水平井段上设置多个压裂段，利用高压液体将裂缝打开，增加岩石的渗透性，促进页岩气的流动。
与传统压裂技术相比，分段压裂技术具有以下优势：首先，分段压裂技术能够针对不同地层特点进行优化设计。
巨型页岩气田的地质条件复杂多变，不同层段的渗透性和裂缝参数存在差异。
通过分段压裂技术，可以根据不同地层的特点进行有针对性的设计，提高压裂效果。
这种优化设计能够更好地匹配巨型页岩气田的地质特点，提高产能。
其次，分段压裂技术能够实现最大限度的页岩气采收率。
由于巨型页岩气田的储层特点，传统压裂技术难以同时改善整个储层的渗透性和裂缝的连接性。
而通过分段压裂技术，可以在不同的井段上进行多次压裂，实现裂缝的恢复性连接，最大限度地提高岩石的渗透性，提高气田的采收率。
再次，分段压裂技术能够减少水平井的投资成本和开发周期。
由于巨型页岩气田的油气蕴藏在水平井段中，传统的单井段压裂技术难以满足巨型页岩气田的开发需求。
而通过分段压裂技术，可以在同一个水平井段上进行多次压裂，充分利用井眼和井筒内的温度、压力等条件，减少井眼钻造成的成本和开发周期。
最后，分段压裂技术能够实现巨型页岩气田的持续生产。
由于巨型页岩气田的储层特点，传统压裂技术往往产量衰减快，需要频繁进行维护和修复。
而分段压裂技术能够通过裂缝的恢复性连接，维持产能的稳定，实现巨型页岩气田的持续生产。
威德福一次多层完井压裂
Mill-out any balls that remain and all ball seats
下钻磨铣球座和剩余的球
Produce the well.
开井投产
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2011年1月 - 2011年5月业绩
已完成合同 • 华北大牛地 8 口井 • 中石化东北局 2 口井 • 中石油吐哈 1 口井 • 中石化胜利 2口井 到年底拟完成合同 • 中石化华北 30口井 • 中石化东北 12 口井
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ZoneSelect™ (球座)完井系统综述
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交流提纲
• Single Shot 常规投球体系 • Multi-Shift 后期选择可关体系 • MASS投球体系 • RFID体系-智能完井 • 页岩地层压裂工艺技术
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3、一球多层滑套控制– MASS系统
• • • • • MASS – Mass Array Sliding Sleeve 一组滑套 Patent pending 专利申请中 One ball size opens up to 5 sleeves (cluster) at a time 一次一球一组 (5个滑套) All 5 in a cluster are frac‘d at the same time 同时开启、同时改造 The ports can be sized so the frac is distributed evenly across the array. 调整滑套充填孔尺寸，达到各段地层均匀改造
Experience in Fracturing for Shale Formation(页岩压裂方面经验介绍)
•Haynesville •EagleFord •Sweden •SouthAfrica •China–Sichuan •Fayetteville •EagleFord •Woodford •Europe •China-Guizhou •Haynesville •Marcellus •Poland–4areas •Canada •China-Guizhou •Barnett&Haynesville •EagleFord •Poland •China-Sichuan •HornRiver,Muskwa
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The Eagle Ford Shale is the newest major US play
压 裂 井 口
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Water is a “Big Deal” 水是个大问题
R. Fulks Oct 2010 GBD
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Shale Projects are now Global 目前全球页岩气项目
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Slickwater Hydraulic Fracturing Districts in US
• $1.7 B w/ CVX & Atlas 40% • $1.3 B w/Pioneer - 45% • shale gas drilling
Weatherford Districts In the US 威德福在美国压裂区域
泵送桥塞分段体积压裂技术的研究及现场应用
泵送桥塞分段体积压裂技术的研究及现场应用摘要：泵送桥塞是一种近年来发展的压裂改造新工具，在致密性油气藏中应用广泛。
致密性油气藏具有低孔、低渗、天然裂缝不发育等特征，完井方式通常以水平井完井为主。
在致密性水平井体积压裂改造中，泵送桥塞工艺有着很大的优势，其分隔、射孔一体技术满足了致密性油气藏水平井改造所需要的大排量、大液量等施工参数。
为该种油气藏的改造开发提供了一套完备的方式方法。
关键词：致密油泵送桥塞体积压裂水平井引言随着我国油气田勘探开发的深入，常规油气产量有逐步递减的趋势。
美国致密油的突破性进展给我国的致密性（低渗透）油气藏开发给予了重要启示。
我国油气勘探开发也将逐步向致密性油气藏方向发展。
2013年2月完钻的任密1H井是华北油田公司一口致密性油藏水平井。
其地质特点为储层岩性复杂，以泥质粉砂岩，砂岩为主。
储层低孔、低渗，天然裂缝不发育，总体属低孔、低渗致密油储层。
任密1H井多段改造提高裂缝长度，体积改造是该井获得突破的关键。
该井采用泵送桥塞，分段改造工艺，压裂过程中采取先进行酸化处理，后添加转向剂的体积压裂技术，实现体积改造最大化和低成本经济开发的目标，为国内致密性油气藏开发提供了可借鉴的成功案例。
一、泵送桥塞工艺1.泵送桥塞泵送桥塞是一种近年来发展的压裂改造新工具，在国外致密性油气藏中广泛应用，哈里伯顿、贝克休斯、斯伦贝谢、威德福等公司都有该工具的研发与使用。
尤其是在致密油气藏水平井压裂上具有很大优势，逐步替代了传统的封隔工具，为水平井压分层改造提供了更好的选择。
泵送桥塞工具主体由电缆、射孔枪、坐封工具、封隔器构成。
桥塞中心具有球碗结构，坐封完毕投球封堵，如图1所示。
泵送桥塞投放前预置在井口防喷管串内，开启井口后，尾部拖带电缆投入光套管。
当到达一定井斜位置，靠其自身重力无法克服外部阻力时，与地面泵车配合，采用泵送方式，泵送到设计位置，进行点火作业，炸药推动坐封工具内液压缸坐封，坐封后坐封工具与桥塞脱离。
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投球可重复开关滑套一次多层压裂系统 作业步骤
Run-in string, set the Packer, and inflate the open hole packers
ZoneSelect™ ————威德福一次多层压裂系统
ZoneSelect™ ——威德福一次多层压裂系统
• 射孔枪桥塞连座多层压裂系统
• 投球滑套一次多层压裂系统
• 投球固井滑套一次多层压裂系统
• 全通径开关滑套一次多层压裂系统
• 投球可重复开关滑套一次多层压裂系统
• 电感可重复开关滑套一次多层压裂系统Βιβλιοθήκη 全通径开关滑套一次多层压裂系统
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全通径开关滑套一次多层压裂系统
层间封隔通过固井实现 • • • • 大大减少作业时间 所有层都能实现单独压裂 外部复合材质铠皮包裹，无固井碎屑 压裂过程中HWB 液压开关滑套工具提到管柱中特定腔体内， 防砂卡。
悬挂器一旦坐住, 开始通过管柱和浮鞋注水泥。胶塞下 行并不能打开压裂滑套（上开型）。两组HWB液压开 关滑套工具串行，用于压裂前后选择性打开和关闭压 裂滑套。
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全通径开关滑套一次多层压裂系统 作业步骤
下入完井管柱、坐封悬挂器、注水泥
OAL with LTC threads
Element length
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ZoneSelect™ 压裂滑套及压裂方式
Monobore
• • 工具开，工具关 固井环境
Single Shot (SS)
• 投球打开锁死, 不可关闭 •
裸眼井分层 压裂
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射孔枪桥塞连座多层压裂系统
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威德福 FracGuard 复合式桥塞及压裂塞
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投球滑套一次多层压裂系统 作业步骤
Run-in string, set the liner hanger or packer and the open-hole packers
ZoneSelect™ SS sliding sleeve Open-hole packer ZoneSelect toe sleeve Liner Hanger / Packer
投球可重复开关滑套一次多层压裂系统
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投球可重复开关滑套一次多层压裂系统
一次多层增产措施
•
节约时间和成本，
•
• • • •
专利特有的缓冲装置降低高泵速送球到位时对球座的冲击
球座设计能保证密封，又不卡球。球能够返回地面 减少作业时间 压裂滑套外覆复合材质保护铠皮，防止杂质 球座易磨铣
2011年1月 - 2011年5月业绩
已完成合同 • 华北大牛地 8 口井 • 中石化东北局 2 口井 • 中石油吐哈 1 口井 • 中石化胜利 2口井 到年底拟完成合同 • 中石化华北 30口井 • 中石化东北 12 口井
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投最小球、开启上面一层压裂滑套并对这层实施压裂
Drop the next-largest ball to seat in the next ZoneSelect SS sliding sleeve isolating the wellbore below and hydraulically opening the sleeve.
碰压、坐封封隔器
固井后、用HWB工具打开最底部压裂滑套
停泵后HWB锁块缩回、 把开关工具提到位于顶 部封隔器上部直井段内 的工具腔内。
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全通径开关滑套一次多层压裂系统 作业步骤
开关工具就位后，压裂最下部地层
底部地层压裂结束后，用HWB开关工具关闭该层压裂滑套
Note: 球到位以及持压后的环形卡痕
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2.换比重轻点的球
Frac Ball Comparision
70,000 60,000 50,000
Values
40,000 30,000 20,000 10,000 0 Flexural Strength Flexural Modulus Tensile Strength (psi) (ksi) (psi) Specification Compressive Strength (psi)
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优化目标——水平井方向与裂缝垂直
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裂缝的几何形态决定储量
压裂产生裂缝的形态？
… Or?
地质构造？ 裂缝大小？ 裂缝形态？ 裂缝多少？ 排水网络？
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威德福 FracGuard® 300 复合式桥塞
设计特点
温度等级 350°F (177°C) • 压力等级 12,500 PSI • 上下双向持压 • 底部斜面防止磨铣打转，增加磨铣速度 • 复合材质，磨铣容易，磨屑细小易携带，降低作业时间，尤其 适合单井多层作业 • 复合材质，使用常规磨鞋即可。另外磨屑细小，也降低了地面 设备的堵塞危险。 • 在川中八角场、壳牌、大港等多口井上成熟应用
320ºF 160º C
515,000 lbs 233,600 Kg 4140 (P-110)
5.75 in. 146.05 mm.
3.92 in. 99.568 mm. 120 in. 3048 mm. 72 in. 1828.8 mm
8.25 in. 209 mm
4.670 in. 118.6 mm 120 in. 3048 mm. 72 in. 1828.8 mm
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微地震裂缝监测三种完井方法压裂效果对比
Plan View
Treatment Well 8-12
套管切割
同井和临井两种监测方式结合
Treatment and 套管射孔 1-12 Observation Well
Treatment Well 16-1
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ComboFrac 复合式封隔器
Size Openhole size 4-1/2" x 6.25" 6.000 in. - 6.25 in. 155.57 mm - 158.75 mm 5-1/2" x 8.50" 8.50 in. 216 mm.
Tubing size and weight
Differential Pressure rating Setting actuation pressure Maximum temperature rating Tensile rating Body material Maximum OD Minimum ID
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投球固井滑套一次多层压裂系统
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投球固井滑套一次多层压裂系统 作业步骤
下入完井管柱、坐封悬挂器、注水泥
碰压、坐封封隔器
继续加压打开压差滑套压裂
投球压裂其余层段
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ZoneSelect™ 4种不同的层间隔离方式
ARES™ Packer
• 液压坐封传统封隔器
BULLDOG™ Inflate
• 高压扩张式封隔器 •
Cement
超长隔离段 •
Swell Packers
遇烃（水）膨胀封隔器
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一次多层增产措施
• • • • • • •
节约时间和成本， 采用单开压裂滑套（不能关闭）。 球座设计能保证密封，又不卡球。球能够返回地面。 减少作业时间。 各层独立作业。 压裂滑套外覆复合材质保护铠皮，防止杂质。 球座易磨铣。
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投稍大的球、开启再上面一层压裂滑套并封闭下面层位，对这层实施压裂
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投球滑套一次多层压裂系统 作业步骤
Drop the last ball and complete the frac job .
投最后一个球，完成所有层的压裂
Composite Weatherford Phenolic Competition
关于压裂滑套所用球的材质，推荐我公司composite复 合材料球（比重1.8），不建议采用常规的酚醛树脂球（比 重1.25）。
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投球滑套一次多层压裂系统
Produce the well to clean up proppant and balls