不动管柱水力喷射分段压裂工艺在川西水平井中的应用
水平井分段压裂技术应用论文
水平井分段压裂技术的研究与应用摘要：腰英台油田属于低渗透油田类型，直井压裂后开采有”三快三低”特征，即三快包括产量下降速度快，含水上升速度快，自然递减速度快；三低包括开采程度低，开采速度低，开采产能低。
围绕低渗透油田开发技术问题，腰英台油田试验水平井分段压裂改造低渗透储层的应用研究，其中主要包括滑套式封隔器分段压裂的应用研究，水力喷射分段压裂的应用研究，腰英台油田现场试验3口井，压裂改造后单井产量最高达到相邻直井的4.5倍，积累了大量的现场经验，为在低渗透油藏大规模应用水平井创造了条件。
关键词：低渗透油田水平井压裂改造分段压裂一、水平井分段压裂发展历程及技术现状[1]国内从1994年开展了水平井的压裂改造试验研究，国内各油田（大庆油田、胜利油田、吉林油田等）已对多口水平井进行了压裂改造的试验，制约水平井分段压裂的关键技术初步得到突破，分段压裂优化设计、分段压裂工具上基本配套完善，保证了水平井压裂技术在低渗透油气藏的应用[2]。
目前国内水平井分段压裂施工工艺有三种：水力喷射分段压裂技术、双封单卡分段压裂技术、滑套式封隔器分段压裂技术。
二、水力喷射分段压裂技术的应用1.水力喷射分段压裂机理1998年，surjaatmadja提出水力喷射压裂方法，并应用于水平井压裂。
水力喷射分段压裂（hjf）是集射孔、压裂、隔离一体化的增产措施，专用喷射工具产生高速流体穿透套管、岩石，形成孔眼，孔眼底部流体压力增高，超破裂压力起裂，造出单一裂缝（如图1）。
1—引鞋；2—多孔管；3—单流阀；4—扶正器；5—喷枪：6—安全接头；7—套管。
2.水力喷射分段压裂—yb1p1的应用2011年9月18日施工，对yb1p1井2320.8～2781.0m水平段分四段进行压裂改造，施工总时间7.97小时，累入地层液量1206.4m3，累入地层砂量111.1m3，最高砂比22.3%，平均砂比19.45%，排量2.4～2.5m3/min，破裂压力最高68.1mpa，最低21mpa，工作泵压50～66.8mpa。
水平井水力喷射分段压裂技术的研究与应用
水平井水力喷射分段压裂技术的研究与应用赵绍伟【摘要】随着本厂利用水平井开发的油藏类型范围不断扩大,水平井总数不断增多,同时低效开发的水井数也逐渐增多,常规增产增效措施已无法满足开发需求,针对这一问题,引进了集射孔、压裂、分隔一体化的水力喷射分段压裂技术储层改造工艺.本项目结合油田油藏开发和完井特点,优化选井条件并开展了工艺技术的适应性研究,主要是在压裂液的研究、井下工具的配套、施工参数的优化、施工管柱的设计等方面开展研究与应用、最终提高了低产低效水平井的单井产能.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2015(034)006【总页数】4页(P49-51,55)【关键词】压裂;分段;喷射;水平井【作者】赵绍伟【作者单位】江苏油田试采一厂,江苏扬州225000【正文语种】中文【中图分类】TE243近年来，随着试采一厂利用水平井开发的油藏类型范围不断扩大，水平井总数不断增多。
据统计，试采一厂5 t以下的低产低效水平井多达52口，占水平井开井总数的55%。
改善低效水平井的开发效果成为增产稳产的重要环节。
针对这一问题，引进应用了水力喷射分段压裂工艺。
该工艺采用分段压裂管柱对水平井段分两段实施喷射压裂，压裂液基液携带石英砂对地层射孔，射孔后油管加压裂砂对射孔段实施压裂，投球打开滑套之后实施第二层喷射压裂。
该技术是集射孔、压裂、分隔一体化的新型储层改造措施，具有一趟管柱实现多段压裂的增产的特点，适合水平井储层改造的需求。
1.1 目前水平井压裂工艺的局限性现场常用的分层（段）压裂方法主要有：限流法压裂、机械封隔器分层压裂。
限流法压裂要求的射孔密度较低，将会妨碍射孔对有效井筒半径的扩大；作业期间，在射孔通道和裂缝入口处可能出现过大的压力降，并会影响携砂液在层间的分布；限流法进行射孔提供的裂缝入口面积较小，在返排和生产期间，易使支撑剂返出。
使用机械封隔器分层压裂或分段压裂工艺，施工完一个层位后，封隔器常常发生砂卡，导致井下事故。
水力喷射压裂技术在水平井中的应用探讨
水力喷射压裂技术在水平井中的应用探讨【摘要】水力喷射压裂工艺参数主要包括油管排量、环空排量、前置液量、顶替液量、最高砂比控制和环空压力控制，其中，精确控制环空压力是水力喷射压裂关键技术之一。
本文将应用基本方法，介绍如何优化设计水力喷射压裂工艺参数，最终给出设计实例。
【关键词】水力喷射压裂水平井工艺参数目前，各油气田储层物性逐步变差，随着开采的深入，储量的有效动用越来越难。
较为成熟的储层分段压裂改造技术是封隔器分段压裂，但封隔器分段压裂时存在固井问题、封隔器失效、后期管柱不能上提等缺点。
在此背景下，水力喷射分段压裂技术得到了大力发展和推广运用。
自中国首次水力喷射压裂试验成功以来，短短的五年间，水力喷砂射孔与分段压裂联作技术已在中国大庆油田、四川气田、中原油田等8个油气田进行了现场应用。
多数应用于水平井分段压裂，逐步成为中国水平井压裂新工艺之一。
1 水力喷射压裂工艺参数设计方法1.1 喷嘴参数优化合理选择喷嘴直径和喷嘴个数是前提条件。
如果选择小直径、个数少的喷嘴组合，那么施工排量将受限制；如果选择小直径、个数多的喷嘴组合，那么水力喷射压裂工具成本将会剧增：如果选择大直径、个数多的喷嘴组合，那么对地面泵功率要求较高。
因此，需要综合考虑施工排量要求，加砂量和喷嘴耐磨性等因素才能最终确定喷嘴直径及个数。
优选原则有三：（1）保证水力射孔穿深的情况下喷嘴压降最低，实践证明，保持射流速度在200～250m/s才能达到良好的射孔效果；（2）保证油管要求的施工排量；（3）满足加砂规模，降低单只喷嘴的磨损率。
1.2 确定喷砂射孔参数喷砂射孔参数包括磨料类型、射孔砂浓度、喷嘴压降、喷砂射孔时间等。
射孔液一般选择基液，磨料可选20～40目天然石英砂或陶粒，磨料最佳浓度值（体积浓度）为6%～8%，喷砂射孔时间控制在15～20min为宜。
根据油管排量和喷砂射孔时间就可以得出所需的射孔液量，然后确定磨料体积浓度，即可计算得到所需的磨料体积。
水平井的水力喷射压裂技术的研究
水平井的水力喷射压裂技术的研究发布时间：2021-09-22T02:45:18.587Z 来源：《工程管理前沿》2021年5月14期作者：靳玉强[导读] 水力喷射压裂工艺作为一类集射孔、压裂等一体化技术靳玉强中国石油天然气股份有限公司玉门油田分公司油田作业公司甘肃省酒泉市 735000摘要：水力喷射压裂工艺作为一类集射孔、压裂等一体化技术，主要适用于低渗透油藏直井、水平井的增产改造，具有良好的应用成效。
本文主要分析水平井水力喷射分段压裂基本原理、特征，明晰影响压裂实际工艺参数，介绍三种不同的管柱压裂工艺。
关键词：水平井；水力喷射压裂；技术要点水力压裂历经半个世纪发展，尤其自80年代末以来，处于压裂设计、添加剂、压裂设备等均获取大幅度提升，促使水力压裂技术在多领域获取新的突破。
现下水力压裂作为一项新工艺技术，其进一步改变流动方式，从本质层面降低实际渗流阻力，可实现增产增注的目标。
一、水力喷射压裂基本原理及特征1、水力喷射压裂的基本原理水力喷射压裂技术基本原理为，充分借助水力喷射压裂工具，通过两个环节完成地层裂缝开启，首先需将喷射分段压裂管放置于初期设定部位，实现水力喷射，利用高压射流处于地层内形成喷射孔道，其次待孔道形成后，压裂液通过油管内由喷嘴射入孔道内，同时环空注入基液补偿地层其他缺失的部位，以此保证环空自身压力，将孔道内压力提升至一定程度，保证孔内压力吻合压开地层实际水平，以免进入孔内压裂液从孔口返出环空，促使地层产生裂缝并逐步向更深层次延伸，从而实现对油气井改造增产目标。
射流射入孔道内实现增压过程中，压裂液定点注入仅产生局部增压，不会处于井筒内部其他部位产生高压，促使形成新的裂缝，亦或发现有裂缝再次张开。
水力喷射压裂工艺本质在于借力高速射流，可处于井下产生一个低压区域，保证环孔流体进入施工层段，无需选用机械进行密封。
2、水力喷射压裂射流密封计算模型结合实践数据系统性分析，射流密封压力与多个因素相关，其与喷嘴流量系数、试验回归系数、喷嘴直径均呈正相关，与套管控孔眼实际直径成反比，通过对试验数据进行回归性分析，最终获取计算模型公式如下：式中：K为试验数据回归系数；C为喷嘴流量系数，无量纲；p为射流密封压力，MPa，Pd为射流压力，MPa，D为套管孔眼直径mm，d 为喷嘴直径mm。
不动管柱水力喷射逐层压裂技术在现场成功应用
油层套管：177.8mm×10.36mm×N80（抗内压56.3MPa，抗外挤
48.4MPa） 套管头：TF9⅝“-7“-35
采油树：KQ65-35
五、现场应用实例分析
339.7 mm×132.5m 444.5mm×134.0m
井身结构图
244.5 mm×1340.66m
311.2mm×1342.0m
排量(m^3/min)
60
6
五、现场应用实例分析
采用3只选择性喷射工具连续压裂3段，跨度182.34m，三段分别加入
20/40目陶粒29.50m3、14.69m3、41.22m3，平均单层加砂28.5m3 油管施工排量在2.4m3/min左右，环空施工排量在0.57 m3/min左右，最高 泵压66.6MPa，最高套压32.9MPa，最高砂浓度734kg/m3，平均砂浓度 400kg/m3
安全接头 上扶正器 滑套式喷枪 下扶正器 上扶正器 滑套式喷枪 下扶正器 上扶正器 滑套式喷枪 下扶正器 生产筛管 引鞋
不动管柱水力喷射分层压裂工艺 井下管串结构
不动管柱水力喷射分层压裂施工层参数表
层数 （层） 4 油管压力 （MPa） 69.2 油管排量 环空压力 （m3/min） （MPa） 3 单井砂量 （m3） 85.4 32.6 单层砂量 （m3） 41.2
五、现场应用实例分析
浅析水平井分段压裂工艺技术及展望
浅析水平井分段压裂工艺技术及展望摘要：随着油田开发进入后期，产油量下降，含水量大幅上升，开采难度增大。
大力开采低渗透油气藏成为增加产量的主要手段。
而水平井分段压裂增产措施是开采低渗透油气藏的最佳方法。
水平井分段压裂技术的应用可以大幅提高油田产量，增加经济效益，实现油气的高效低成本开发。
本文介绍国内水平井分段压裂技术，并对水平井分段压裂技术进行展望。
关键词：水平井；分段压裂；工艺技术1水平井技术优势目前水平井已成为一种集成化定向钻井技术，在油田开发方面发挥着重要作用。
通过对现有文献进行调研,发现水平井存在以下技术优势：水平井井眼穿过储层的长度长，极大地增加了井筒与储层接触面积,提高了储层采收率;仅需要少数的井不但可以实现最佳采收率，而且在节约施工场地面积的同时降低生产成本，以此提高油田开发效果；水平井压力特征与直井相比，压力降低速度慢,井底流压更高，当压差相同时，水平井的采出量是直井采出量的4~7倍;当开发边底水油气藏时，若采用直井直接进行开采虽然初期产量高但后期含水上升快，而水平井泄油面积大，加上生产压差小,能够很好的控制含水上升速度,有效抑制此类油藏发生水锥或气锥;能够使多个薄层同时进行开采,提高储层的采出程度。
2水平井压裂增产原理水平井压裂增产的过程:利用高压泵组将高黏液体以大大超过地层吸液能力的排量由井筒泵送至储层，当达到地层的抗张强度时，地层起裂并形成裂缝,随着流体的不断注入，裂缝不断扩展并延伸,使得储层中裂隙结构处于沟通状态,从而提高储层的渗流能力，达到增产的目的。
水平井压裂增产原理主要包括以下四方面:增加了井筒与储层的接触面积，提高了原油采收率;改变了井底附近渗流模式，将压裂前的径向流改变为压裂后的双线性流，使得流体更容易流人井筒，降低了渗流阻力;沟通了储层中的人造裂缝和天然裂缝，扩大了储层供油区域，提高了储层渗流能力。
降低了井底附近地层污染，提高了单井产量。
3国内水平井分段压裂技术3.1水平井套管限流压裂对于未射孔的新井，应采用限流法分段压裂技术。
水平井套内不动管柱滑套多段压裂工艺技术
动管柱等条件，使其应用或多或少受到限制。
提出了水平井滑套分段压裂工艺
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交 流 提 纲
一、技术提出背景
二、水平井滑套分压工艺原理
三、主要配套工具及工作原理
四、工艺设计原则
五、施工工序及应急处理
六、现场应用及效果
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二、水平井滑套分压工艺原理
水平井封隔器滑套分段压裂是一种适合低渗透油田油井开发，在套
反洗井后起出压裂管柱；起管柱遇卡丢开下封，下入打捞工具捞出
下封隔器。
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二、水平井滑套分压工艺原理
2、滑套分压工艺管柱组成（三段分压）
管柱形式：油管—隔器
井口投塞器
油管 保护封隔器 安全接头
分层压裂上工具
分层压裂下工具 待压层段
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交 流 提 纲
一、技术提出背景
二、水平井滑套分压工艺原理
三、主要配套工具及工作原理
四、工艺设计原则
五、施工工序及应急处理
六、现场应用及效果
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三、主要配套工具及工作原理
1、分层压裂封隔器
（1）三段压裂上封隔器——Y444-114(148)
三段压裂上封隔器技术指标 （1）型 号：Y444-114 （2）耐压差：70MPa （3）耐 温：120℃ （4）内通径：48mm（最小） 特点 （1）液压坐封、液压解封，动作可靠； （2）卡瓦坐封定位后胶筒坐封，卡封准确； （3）自带上喷砂滑套； （4）自带安全接头，缩短鱼顶长度； （5）坐封解封步进锁定设计，避免二次动作。
管内不动管柱一次性完成5段以内的机械分段压裂工艺技术。该工艺由滑
水平井封隔器分段压裂技术在川西油气田的应用
水 平 井 封 隔器 分 段 压 裂 技 术在 川 西 油 气 田的应 用
马 飞 ， 贵 存 ， 燕 高 黄 宋
（ 国石 化 西 南 油 气分 公 司 工 程 技 术 研 究 院 ， 川 德 阳 ６ ８ ０ ） 中 四 １ ０ ０
摘 要 ： 平 井 封 隔器 分 段 压 裂 技 术 对 川 西 难 动 用储 层 具 有 较 强 的 针 对 性 ， 过 对 裂 缝 条 数 、 缝 半 长 、 度 组 合 等 水 通 裂 长
ｍ 的 情 况 下 ， 佳 裂 缝 条 数 为 ４ ５条 。 最 ～
１ ２ 裂 缝 长 度 ．
图 ２是 不 同 裂 缝 半 长 在 生 产 ３ ０ｄ的 累 计 产 量 ６ 变 化 情 况 。 随 着 裂 缝 长 度 的 增 加 ， 裂 水 平 井 的 累 压
计 产 量逐 渐增 加 ， 随着 裂缝 长度 的进 一步 增加 ， 产量 的增 幅变 小 。根据 川 西 新 场 气 田上 沙气 藏 特 征 ， 在
图 ２ 裂 缝 长 度 对 累 计 产 量 的 影 响
图 １ 不 同 裂 缝 条 数 在 生 产 ３ ０ｄ的 累 计 产 量 是 ６
１ ３ 裂 缝 导 流 能 力 ．
变化情 况 。随着 裂 缝 条 数 增 加 ， 裂 水 平井 的 累计 压 产 量总 体上 逐渐 增 加 ， 增 幅却 在 不 断 减 小 。这 是 但
成 功应 用 。
ｌ 施 工 参 数 优 化
为 了提 高 水 平井 的压 裂 效 果 ， 要对 压 裂 水 平 需 井 的裂缝 参数 进行 优选 。结 合川 西致 密气 藏 的储层 特征 ， 优选 了适 合川 西致 密 气 藏 水 平 井 改 造 的 裂缝
参 数 。
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空压力 ，喷射流 体增压 和环 空压力 的叠 加超 过破裂 压力 瞬问将 射孔 眼顶端 处地 层压破 。环 空流 体在高 速射 流 的带 动下 进入射 孑 通 道和 裂缝 中 ，使 裂缝得 Ｌ
以充分 扩展 ， 能够 得 到较大 的裂缝 。 同时受孔 内增压
高产稳 产期 短 、 产期 长 ， 采难度 大 、 低 开 投资成 本高 、
Ｋｅ ｒ ｓ ｈ ｒ ｏ ｔ ｅ ｓ ｆ ｅ ｏ ｍ ｓ ｗ ｔｒ ｅ； ｔ ｅ ａ ｔｒ ｇ ｙｗｏ ｄ ｏ ｚｎａ ｗ ｌ ； ｘ ｄｃ ｌ ｎ ； ａ ｔ ｓ ｇ ｄｆ ｃ ｉ ｉ ｌ ｌ ｉ ｕ ｅｊ ａ ｒ ｕｎ
川 西气 田为典 型 的低孔 、低渗 、低 丰度致 密气 藏 ， 藏 单井 自然产 能低 ， 气 多数 井 压后 产 量递 减 快 、
经 济效 益差 ， 以达到 高效 、 难 经济 的开采 目的。水平
井 钻 、完井 技术在 开发难 动 用储量 时具 有很强 的针 对性 ， 为达 到高效 、 经济 开采 的 目的 ， 近年 来 ， 西地 川 区大量 部署 水平井 ，而围绕 如何搞 好水 平井储 层改
造 的议 题就 提上 了 日程 。作 为一种新 型的水平 井开
ｉｇｔ ｈ ｏ ｇ ， ｈ ｌ ｉｇ ａ ｒ ｅ ｓ ｇ ｄｆ ｃ ｒ ｇｔｃ ｎ ｌｇ ｒ ｘ ｄｃ ｌｍ ｓ ａ ｅ ｎ ｃ ａ ｖ ｌ ｄｔｅｓ ｄｎ ｔ ｔ ｔ ｅ ａ ｔ ｉ ｈ ｏｏｙｆ ｅ ｏ ｎ ｓ ｅ ｒ ｔ ｅ ｅ ｅ ｐ ｄｂ ｓ ｄｏ ｕ ｒ ｔ ｅ ｏ ｉ ｗ ｅｊ ａ ｒ ｕ ｎ ｅ ｏｆ ｉ ｕ ｈ ｂ ｅ ｉ ｙ ｏ ｈ ｅ
功应用。
主题词
水平井
不动 管柱
水 力 喷射
分段 压 裂
Ａ ｓｒｃ ｈｏｇ ｎｉｔ ｄ ｃｉ ｆ ｉ ｈｎ ｌ ｉｇｓ ｅｅｔ ｈ ｏ ｇ ｅｍ ｌ—ｒｃ ｒ ｇｏ ａｋｒ ｏｔｅｈｄａｌ ｔｒｃｕ— ｂ ｔ ｔ Ｔ ｒｕｈａ ｒ ｕｔ ｎｏ ｔ ｉｇ ｉ ｎ ｅｖ ｃｎ ｌ ｙｉ ｔ ｕｔ ｆ ｔ ｉ ｆ ｃｅ ｙ ｒｕ ｃ ｅ ｆ ｔｒ ａ ｎｏ ｏ ｐｃ ｓｄ ｌ ｅ ｏ ｎｈ ｉ ａ ｕｎ ｐ ｔ ｈ ｉｊ ａ
ｃｎ ｅｔ ｎｌ ａ ｒ ｅ ｓ ｇｄｆ ｃ ｒ ｇｔ ｈ ｏｏ ｔ ｏ ｅａｄａ ｒａ． ｏ ｉｅ ｉ ｈ ｄ ａｔ ｅ ｆ ａ ｒ ｅ ｔｃｎ ｌ ｎ ｏｖｎｉ ａ ｗ ｔ ｔ ｔ ｅ ａｔｉ ｅ ｎｌ ａ ｈ ｍ ｎ ｂｏｄ Ｃ ｍｂｎｄｗｔ ｔ ａ ｖｎａ ｓｏ ｔ ｔ ｅｈｏｏ ａｄ ｏ ｅ ｊ ａ ｒ ｕ ｎ ｃ ｙ ｇ ｈ ｅ ｇ ｗ ｅ ｊ ｙ ｇ
影响 ， 底环 空压 力低 于地层 裂缝 的延伸 压力 ， 井 也低 于地层 其它位 置 的破裂 压力 ，从而 在水 力喷 射压裂
过程 中 ， 已经压开 的裂缝 不会 重新 开启 ， 也不 会压开
其 它 的裂缝 ， 因此 不需要 机 械隔离 ， 流体 只会进 入 当 前 的裂 缝 ， 这样就 达 到了水 力喷射 动态 封隔 、 定点压
＿
ｔ ｎ ｏ ｘ ｄ ｃ ｌ ｍｎ ． ｈ ｒ ｆｒ ， ｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｃ ａａ ｔ ｒ ｔ ｓ ｏ ｉ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ， ｈ ｅ ｏ ｔ ｌ ｎ ｅ ｈ ｉ ｕ ｓ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ ｆ ｌ ｉ ｆｆ ｅ ｏ ｕ ｓ Ｔ ｅ ｅ ｏ ｅ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｈ ｒ ｃ ｅ ｓｉ ｆｔ ｓ ｅ ｈ ｏ ｏ ｏ ｉ ｉ ｃ ｈ ｙ ｔ ｅ ｋ ｙ ｃ ｎ ｒ ｌ ｇ ｔｃ ｎ ｑ ｅ ｓ ｄ ｉ ｈ ｅ ｄ ｏｉ ｉ ａ ｅ ｏ ｔ ｚ ｄ ｗ ｉｈ ｇ ａａ ｔｅ ｈ ｕ ｃ ｓｆ ｌａ ｐ ｉ ａｉｎ ｏ ｉ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ． ｒ ｐ ｉ ｅ ， ｈ ｃ ｕ ｒ ｎｅ ｓｔ ｅ ｓ ｃ ｅ ｓｕ ｐ ｌ ｔ ｆｔ ｓ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｍｉ ｃ ｏ ｈ
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裂 的 目 的
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摘 要 通 过将 封 隔 器 多层 压 裂 的投 球 滑套 技 术 引入 到 了水 力 喷射 压 裂 工 艺 中，在 国 内外现 有 的 常规 水 力喷 射 分 段 压 裂 技 术 基 础 上 创 造 性 地 开 发 出 了不 动 管柱 滑套 水 力喷 射 分 段 压 裂 技 术 。该 工 艺结 合 了水 力 喷 射 技 术 和 滑 套 多层 压 裂 的优 点 ， 不 动 在 管柱 的情 况 下 ， 不使 用 封 隔器 就 能 实现 分层 改 造 。根 据 该 工 艺 的特 点 ， 现 场 实施 关 键 控 制技 术进 行 了优化 ， 保 了工 艺的 成 对 确