连续油管水力喷射压裂关键参数优化研究
连续油管水力喷射冲蚀数值模拟研究
连续油管水力喷射冲蚀数值模拟研究许国文【摘要】连续油管水力喷射环空加砂压裂技术可实现储层的大规模、高效率改造。
但在水力喷砂射孔过程中，连续油管会受到砂粒的严重冲蚀，尤其在连续油管弯曲半径最小处（滚筒处）冲蚀尤为严重。
应用 CFD 软件对连续油管水力喷砂射孔过程中所受的冲蚀进行仿真分析，对冲蚀磨损较严重的部位及区段建立对应的数值计算模型。
利用数值模拟结果分析固相颗粒聚集及迁移规律，并合理利用冲蚀模型预测了管壁冲蚀速率与流量、砂粒体积分数等参数的关系。
为工程中冲蚀磨损的预测及防治提供理论参考。
%Coiled tubing hydrajetting and annulus fracturing technology enables large-scale,high-efficiency reservoir stimulation,which has been widely used in China.However,in the process of hydrajetting perforation,coiled tubing will be severely eroded by the sand,especially in the drum with minimum radius where the erosion will be more serious.CFD software will be applied to sim-ulate coiled tubing erosion when hydrajetting.For the heavy parts of erosion and sections of the corresponding numerical model,based on which researches will be conducted,the results of nu-merical simulation will be used to analyzesolid phase particles aggregation and migration pat-terns,and rationally utilize erosion model to predict the key parameters between the wall erosion rate and flow rate,which will provide theoretical reference for prediction and prevention of erosion wear for engineering.【期刊名称】《石油矿场机械》【年(卷),期】2016(045)006【总页数】4页(P12-15)【关键词】连续油管;水力喷射;数值模拟;冲蚀速率【作者】许国文【作者单位】大庆油田有限责任公司采油工程研究院，黑龙江大庆 163453【正文语种】中文【中图分类】T934.2连续油管水力喷射环空加砂压裂技术是集射孔、压裂于一体的新型增产改造技术，可实现储层大规模、高效率压裂改造[1-2]，在国内得到了广泛应用。
连续油管水力喷射压裂油藏工程方法研究的开题报告
连续油管水力喷射压裂油藏工程方法研究的开题报告题目：连续油管水力喷射压裂油藏工程方法研究一、选题背景和意义水力喷射压裂技术是目前油气开采领域中一种常用的人工增产技术，应用范围广泛，效果显著。
目前，已经有很多研究关注这种技术，但是很少有学者关注连续油管水力喷射压裂技术的研究。
连续油管水力喷射压裂技术是一种新型的水力喷射技术，可以通过油管内喷射高压水泵将压裂液注入到油层中，在连续压裂作用下，大大提高了石油开采的效率。
本研究旨在探究连续油管水力喷射压裂技术的实施过程和工程方法，力求提高油气储层开发的经济效益。
二、研究内容和方法（一）研究内容1. 连续油管水力喷射压裂技术的基本原理和特点。
2. 连续油管水力喷射压裂技术的施工流程和操作方法。
3. 连续油管水力喷射压裂技术的工程实例分析。
（二）研究方法1. 文献调研法：通过查阅国内外相关文献，了解连续油管水力喷射压裂技术的基本原理和特点。
2. 现场考察法：通过实地考察连续油管水力喷射压裂作业现场，掌握其施工流程和操作方法。
3. 统计与比较法：将连续油管水力喷射压裂技术与传统的水力喷射技术进行比较，分析其效果和经济效益。
三、预期成果和创新点（一）预期成果1. 了解连续油管水力喷射压裂技术的基本原理和特点。
2. 掌握连续油管水力喷射压裂技术的施工流程和操作方法。
3. 分析连续油管水力喷射压裂技术的效果和经济效益。
（二）创新点1. 本研究关注连续油管水力喷射压裂技术的研究，探究其实施过程和工程方法，填补了国内这一领域的空白。
2. 本研究将连续油管水力喷射压裂技术与传统的水力喷射技术进行比较，为油气储层开发提供更加科学、高效的技术支持。
四、进度安排和论文组成（一）进度安排1. 第1-2周：查阅相关文献，整理资料。
2. 第3-5周：实地考察连续油管水力喷射压裂作业现场，掌握其施工流程和操作方法。
3. 第6-8周：分析连续油管水力喷射压裂技术的效果和经济效益。
4. 第9-10周：撰写论文。
射孔压裂参数优化设计研究
实用并且还有发展 的前途， 而射孔压 裂技 术作 为其 主要技 术，是使油层增产 的重要手段 。本着提 高低 、特低 油藏 的 出油率 ，我 们对射孔 参数对产量的影响及参数的优化设计进行 了研 究。 关键词 ：射孔压 裂；参数优化
中图分类号 ：Ｔ Ｅ ２ ５ ６ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ １ — ５ ７ ９ ９（ ２ ０ １ ５ ）０ ６ — ０ １ ０ ２ — ０ １
工 艺 设 备
射 孔 压 裂 参 数 优 化 设 计 研 究
张 昊
中石化 华 北石 油工程 有 限公 司测井 分 公司 河 南 新 乡 ４ ５ ３ ７ ０ ０
摘要 ： 目前我 国的采油结构主要 由混合 、分 可知加载组装 型的结构 比较
对于低渗油 田来说 ，轻微的伤害就会带来 巨大的后果，更 ２ ． ３相位角的选择 何 况 低 渗 、特 低 渗 油 田在 我 国油 田 中 所 占 比例 越 来 越 重 ， 因 由 前面 的分 析 可 知 ，９ ０ 。 的相 位 角 最 为合 适 ，排 位 后 面 的 此 现 有 的 射 孔 技 术 很 难 满 足 实 际 需 求 ， 能 否 在 开 发 上 取 得 进 角度依 次为１ ２ ０ 。、 １ ８ ０ 。、０ 。。当油藏为 非均质时 ，根 据其 展成 为石油 工业发展 的关键 性 因素之一 。下面介 绍 了射 孔参 特 点 ，１ ８ ０ 。或 １ ２ ０ 。的反而 Ｌ Ｌ ９ ０ 。的更好 。而布孔 格式 的选 数对于产 能的影响 以及如何进行优化 。 择以螺旋射孔为最 。 ３射孔压裂技术 的优化 １射孔参数对产能 的影响 根 据一份 调查 数据 显示 ，当射孔 的三个 参数 即孑 Ｌ 密 、孔 ３ ． １多元优 化复合技 术 径 、 相 位 角 一 定 时 ，裂 缝 长 度 越 长 ， 宽 度 越 小 ；恰 恰 相 反 ， 这 项 技 术 的 实 质 是 射 孔 技 术 与 各 种 爆 破 技 术 的组 合 交 融 ， 裂 缝 长 度 相 同 时 ，参 数 越 大 ， 宽 度 越 大 ，所 以在 施 工 过 程 中 其 效 果 为 地 层 的 压 裂 、 出产 的 提 高 。 对 于 那 些 低 渗 、低 产 的 孔 密 视 情 况 而 定 ， 但 在 一 定 范 围 内 时 孔 径 和 相 位 角 越 大 越 油 田 来 说 ，这 项 对 地 层 没 有 损 害 、 低 成 本 、简 单 的 技 术 最 为 好。 实 用 。与 水 力 压 裂 动 不 动 产 生 几 百 米 的裂 缝 相 比它 就 逊 色 多 般用射孔井与完善井的 比被用来分析各种因素对于产能 了，但是它在 垂直裂 缝体 系上 的效果就 是水力 压裂 望尘莫 及 的 影 响 ，叫 做 产 率 比ｕ 。 的了 。更 由于它 在初期不 受地 层主应 力的影 响 ，使 其在 改造 １ ． １子 Ｌ 深对产能的影响 油层 方面 大热 ，具有重要 的研 究价值 ，应 该根 据实 际油层 的 此 因素在不 同情 况下 对于产 能 的影 响不 同 。例 如 当有钻 勘探请款选择合适 的多元优化复合技术 。 井 损害却没 有射 孔损害时 ，孔深 没有达 到一 定程 度会 导致产 ３ ． ２ 单层封堵使用工艺 能 的下 降，只有在 穿过损 害带后 产能才会 增加 直至某 一最大 根据 国外 先进 经验 ，在 使 用 射 孑 Ｌ 压 裂 技 术 是 应 该 对 井 上 方 值 ， 而 在 穿 透 损 害 带 之 后 ， 产 能 比虽 暂 时 增 长 但 也 会 随 着 孑 Ｌ 或上 下都隔住 ，充分利 用能量 ，增大 压裂 效果 。在我 国则很 深 的增加 不再增 长 。当孔深没 达到损 害带时 ，孔深 、密 、损 少有使 用 的，除 了费用之 外，更 多的是分 隔器 容易卡 死和套 害带对产 能 比都 有影响 ，所 以让孔深 超过损 害带可 以减小 损 管 的损 坏 。但 鉴 于 其 效 果 ， 还 是 可 以携 带 施 工 ， 对 于 重 点 部 害对 产 能 比 的影 响 。 位加 以固定 。而其 问题 目前在试验 中 ，相 信不 久的将 来就 可 １ ． ２子 Ｌ 密对产 能的影响 以解 决 。 孔越多越密产能就会越多，听起来似乎没错 ，但这是基于 ３ ． ３ 高 能 复 合 的 深 孔 压 裂 定 孔 的 数 量 的 ，所 以 在 最 大 孔 的 数 量 与 零 之 间存 在 某 值 使 这项 技术 产生 的压裂 较大 ，产能 也较 高 。具体指 的是 在 产 能 最 大 化 。而 当 孔 密 到 达 一 定 大 的 程 度 时 ，射 孔 井 的产 能 高强度 的射 孔枪 里加入 射孔弹 与固体 推进剂 ，在射 孔弹爆 炸 和 裸 眼 井 的 产 能 就 可 以 画上 等 号 。 值 得 一 提 的是 ，水 平 井 射 后利 用反作 用力 推进 固体 推进剂 ，由此产生 较大 的气压 ，在 孔 完井在较 小孔密 时的产 能就可 以和孔密 较大 时的垂 直井 的 对地层做 功产生 较大 的裂缝 。而在这 过程 中 ，首 先射孔 与压 产 能相 比较 ，甚 至 达 到 理 想 值 。 裂 是 在 同 一 时 间 内进 行 的 ，在 发 射 射 孔 弹 之 后 ， 固 体 推 进 剂 １ ． ３相位角对产能的影响 也 随 着 燃 烧 ， 从 而 在 孔 内产 生 较 大 的 气 压 ， 以极 快 的速 率 射 我 们 知 道 相 位 角 要越 大 越 好 ， 在 ４ ５ 。 ，９ ０ 。 ，１ ２ ０ 。 的产 孔 外 ， 还 会 在 孔 径 方 向 产 生 裂 缝 ，增 大 出 油 率 。 而 且 由 于 引 能 有 质 的 飞 跃 。 这 是 因 为 在 孔 密 相 同 的 状 态 下 ，孔 排 列 相 对 爆后 的固体推 进剂速 度非常 快 ，这个过程 完成 的时 间极短 ， 集 中的地 方流线 弯 曲严 重 ，从 而导致产 能 下降 。在 合适 的孔 地应 力来 不及 作用 ，因而可看作 不起 作用 。其次 ，井 中存 有 深下 ，９ ０ 。与 １ ２ ０ 。 的生 产关 系基本相似 ，而 １ ２ ０ 。的孔 打的 液柱 ，推进剂被弓 ｊ 燃后会上升，但随着体积的上升气压变大又 成本相 对９ ０ 。较高 ，由此可 以确定９ ０ 。在 相位角 对产能有 大 会落下 。这样往复循环，形成周期性的衰减运动，也能形成裂 影响的时候 是最佳角度 。 缝 。这项技术还能减少污染，对于可持续发展有着巨大贡献。 还有其他如污染等因素使得产能减少 ，这就要求我们在开 ４总结 采 的时 候 也 要 注 意 对 周 围生 态 环 境 的 保 护 。 在 我 国 大 都 实 施 加 载 式 结 构 的 现 在 ， 为 了 增 加 油 气 井 产 ２射孔参数的优选原则 量 ，可 以将射孔 技术与 高能气 体压裂 技术 结合对 地层使 用 ， ２ ． １孔径 、孔深 的选择 可 以增 大 裂 缝 ， 进 而 增 大 出 油 率 。 除 了 与 气 体 的 结 合 ， 与 爆 这 两 项 的选 择 实 际上 是 射 孔 弹 的选 择 。在 损 害 带及 之 前 ， 破 物 之 间 的配 合 也 是 可 行 的 ， 眼 光 不 能 停 留 在 某 一 处 ， 而 要 孔 深是衡量 产能 的主要 因素 ，两 者呈 正相关 ，孔径 的影响 则 不 间断的尝试 ，才 能得到 多元化 的技术 。对于射 孔参 数这一 要 小 的多。根据 几何 、能量原 理 ，孔 深加深 的 同时 孔径必 然 方 面 ， 总 的 来 说 增 加 孔 深 比 增 加 孔 密 有 用 的 多 。 而 除 了射 孔 减 小 ，因此在选 择射孔 弹 的时 候要选 择孔径 小射入 深度大 的 参数 外 ，工 程参数 与地质参 数也 对产 能 比有 巨大 的影 响 ，因 弹 药 ，但 孔 径 也 不 能 低 于 ｌ Ｏ ｍ ｍ 。而 孔 虽 然 越 深 越 好 ，但 也 要 而在 采油 时要注意 地层 的勘 探与 施工程 度 的大小 。对于污 染 注意尺度，不要穿越 过污染带。 这 方 面 我 们 也 一 定 要 严 格 控 制 ， 一 方 面 是 保 护 周 围 生 态 环 另外并不是所有油 田都使用这种情况 ，例如 多砂 、稠油 、 境 ，另 一 方 面 也 是 为 了提 高 产 油 量 。 蜡油井 的开 发时就 需要用 到大孔径 射孔 弹 ，防 止 出砂 。对于 参考文 献 水力 压裂技 术来说 ，孔深 不是那 么必要 ，因为 这项技术 主要 ［ １ 】 胥 元刚 ．射孔 方位 、 密度 、 孔径 对 裂缝 宽度 的影 响 ［ Ｊ 】 ．天 在水平产生几百米的裂缝 ，其 出油率与缝长有关 。 然气工业， ２ ０ ０ ４ ， １ ０： ４ ７ － ４ ９ ． ２ ． ２孔密的选择 【 ２ ］陈峥 嵘 ， 邓金 根 ， 朱 海燕 ， 董光， 胡 连 波， 林海 ． 定 向射 孔 孔密一直都对 出油率 有着 巨大 的影 响，尤其 是在 穿过损害 压 裂起 裂 与射 孔优化 设计 方 法研 究 ［ Ｊ 】 ． 岩 土 力学 ， ２ Ｏ １ ３ ， ０ ８： ３ ０９ － ２３１ ５ ． 带 之 后 ， 影 响 最 为 巨大 。 因 此 在 穿 过 损 害 带 之 后 ， 要 选 择 高 ２ 密 度射孔 。在低 渗及 非均质 的油藏 ， 由于其 分布 的差异 ，孔 【 ３ 】齐 国森 ． 射 孔压 裂参数优 化设计 探 究 【 Ｊ 】 ．中国石油 和化 密更 是 决 定 出 油 的 因 素 。 当 限流 时 ，孔 密 要 小 。 工 标 准 与质 量 ， ２ Ｏ １ ２ ， Ｏ １： １ ６ ３ － １ ６ ４ ．
水力喷射压裂技术研究与应用
水力喷射压裂技术研究与应用1. 引言1.1 研究背景水力喷射压裂技术是一种在油田开发中广泛应用的新型技术，它通过高压液体射流作用于裂隙岩石，从而使岩石发生裂缝并增加渗透性，有利于油气的产出。
随着油气资源开采难度的增加，传统的压裂技术已经不能满足对高效、高产的需求，水力喷射压裂技术应运而生。
研究背景是水力喷射压裂技术在油田开发中的应用历史较短，相关研究相对较少，而且存在一些问题和挑战。
目前对水力喷射压裂技术的理论研究还不够深入，工程实践中存在一定的技术难点，如流体动力学特性、裂缝扩展规律等方面的研究仍需加强。
由于水力喷射压裂技术在油田开发中具有重要的应用价值，因此对其进行深入研究具有积极意义。
本文将对水力喷射压裂技术的原理、工艺流程、应用案例以及未来发展趋势进行探讨，旨在为该技术的进一步应用提供理论参考和实践指导。
1.2 研究意义研究水力喷射压裂技术的意义在于解决油气田开采中存在的一系列挑战和问题。
水力喷射压裂技术可以提高油气井的产能和采收率，加快油气的开采速度，从而提高油气田的经济效益。
水力喷射压裂技术还可以降低油井的产能下降速度，延长油气田的产出周期，延长油井的寿命。
水力喷射压裂技术的研究和应用不仅可以提高单井生产能力，还可以改善整个油气田的开发效果，为油气资源的高效开发和利用提供技术支持和保障。
深入研究水力喷射压裂技术的原理和工艺，探索其在油气田开采中的应用范围和效果，具有重要的实际意义和推广价值。
1.3 研究目的研究目的是为了深入了解水力喷射压裂技术在地下岩石中的应用及效果，为油气田的开发提供技术支持和指导。
通过研究水力喷射压裂技术的原理和工艺流程，探讨其在不同地质条件下的适用性和优势，为进一步优化和完善该技术提供参考。
通过分析水力喷射压裂技术的应用案例和发展趋势，可以为相关领域的研究人员和工程师提供实际操作的指导和经验分享，推动水力喷射压裂技术的进一步应用和推广。
最终目的是为了推动油气勘探开发领域的技术创新和发展，提高油气勘探开发效率和产量，促进能源行业的持续发展和进步。
水力压裂技术的研究与优化设计
水力压裂技术的研究与优化设计水力压裂技术是一种利用高压水流对地下岩层进行压裂以增强油气开采的技术。
近年来，随着页岩气、煤层气等非常规油气资源的不断开采，水力压裂技术成为不可或缺的一环。
然而，水力压裂技术并非完美无缺，存在许多问题，需要不断地探索研究和优化设计。
一、水力压裂技术的基本原理水力压裂技术是通过高压水流将地下岩层进行压裂，形成裂缝，增加油气在岩石中的流动性，并将油气压入井口，从而实现油气的开采。
水力压裂技术的关键是高压水泵和压裂液的配方，高压水泵将压裂液注入岩层中，通过岩层本身的弹性变形和裂缝的扩展，使得压裂液能够在岩层中迅速扩散，形成裂缝，从而增加油气的渗透。
二、水力压裂技术存在的问题1. 岩层破碎度不佳水力压裂技术虽然可以将地下岩层压裂形成裂缝，但是对破碎度的要求很高，破碎度不佳会导致压裂液不能充分扩散，从而效果不理想。
2. 压裂液的配方需要完善压裂液的成分复杂，需要根据不同的岩石类型、油气特征、地质条件等进行优化设计。
目前，压裂液的成分还存在很多问题，如杂质较多、影响地下水质的问题等。
3. 环境污染问题水力压裂技术的实施需要大量的水资源和压裂液，这些液体在压裂后常常无法回收，会对地下水和土壤造成污染，给生态环境带来威胁。
三、水力压裂技术的研究与进展为了克服水力压裂技术存在的问题，国内外科学家进行了大量的研究。
近年来，我国取得了一些重要进展，如：1. 新型的压裂液新型的压裂液能够更好地适应不同的岩石类型、油气特征和地质条件，能够更好地发挥水力压裂技术的作用，并减少环境污染。
2. 岩层力学参数的确定优化的水力压裂技术需要准确的岩层力学参数，这是一个复杂而难以确定的问题。
近年来，我国研究人员通过实验和数值模拟，确定了不同地貌条件下的岩层参数，为水力压裂技术的实施提供了重要依据。
3. 确定施工参数水力压裂技术的实施需要根据地质条件和油气特点确定不同的施工参数。
研究人员通过实地观测和模拟，确定了不同地区、不同类型页岩气和煤矿的施工参数，为水力压裂技术的推广和应用提供了重要依据。
水力压裂工艺技术研究与优化
支撑剂的研究与应用
总结词
高强度、低密度、耐久性强
详细描述
研究支撑剂的材质、形状、粒径和性能等，提高支撑剂的强度、耐久性和导 流能力，降低其密度和成本。
压裂液性能评价与优化
总结词
储层适应性、滤失性、稳定性
详细描述
针对不同储层的特点，研究压裂液的适应性、滤失性、稳定性和返排能力等性能 ，通过优化配方和工艺参数，提高压裂液的综合性能。
压裂效果评价与对策
评价方法
采用生产数据分析和测试资料等方法，对水力压裂效果进行评价。
效果优化对策
根据评价结果，采取针对性的技术措施，优化压裂参数和方案，提高油气井 产能和采收率。
水力压裂的环保问题与对策
环保问题
水力压裂过程中产生的废液、废气和固体废弃物等对环境的影响。
对策建议
采用环保型压裂液和废弃物处理技术，加强废水、废气的回收再利用，降低环境 污染风险。
研究方法
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法 进行，具体包括文献综述、实验材料的准备、实验测试与分 析、数值模拟计算和结果讨论等方法。
02
水力压裂理论基础
水力压裂的基本原理
定义
水力压裂是一种将高速高压流体注入地层，通过诱发地层裂缝和扩大裂缝来 增加储层渗透性，从而提高石油和天然气产量的技术。
高强度、低密度、耐腐蚀
低密度
选用低密度支撑剂，降低支撑剂对地层渗 透率的伤害。
高强度
选用高强度支撑剂，提高支撑剂的承载能 力，降低支撑剂破碎率和沉降速度。
耐腐蚀
选用耐腐蚀支撑剂，提高支撑剂的耐腐蚀 性能，延长支撑剂在油气层中的有效期。
压裂参数优化设计
总结词
高效、安全、稳定
油气田压裂施工参数优化及其影响因素分析
油气田压裂施工参数优化及其影响因素分析引言油气田压裂施工是一种常用的增产措施，通过注入高压液体将裂缝扩大，以增加油气流通能力。
然而，压裂施工的效果受到诸多因素的影响，因此，合理优化施工参数是提高增产效果的关键。
本文将重点探讨油气田压裂施工参数的优化方法和影响因素的分析。
一、施工参数优化方法1. 压裂液体积和粘稠度的优化压裂液的体积和粘稠度对于施工效果具有重要影响。
一般来说，增加压裂液的体积可增加裂缝扩展的距离和范围，从而提高增产效果。
此外，通过优化压裂液的粘稠度，可以控制裂缝的宽度和长度，以适应不同地层的裂缝性质。
因此，科学合理地确定压裂液的体积和粘稠度是优化施工参数的重要一步。
2. 施工压力的控制施工压力是影响裂缝扩展速度和范围的关键因素。
通过调整施工压力，可以控制裂缝的长度和宽度，以及裂缝的连接性。
在施工过程中，合理控制施工压力，避免过高或过低的压力对于提高增产效果至关重要。
3. 施工时间和频率的调整施工时间和频率是指压裂施工的时间长度和每次施工的间隔时间。
合理调整施工时间和频率可以最大限度地利用地层裂缝的能量。
充分的施工时间和适当的施工频率可以使裂缝达到预期的效果，并避免能量的浪费。
4. 压裂剂的选择和浓度控制压裂剂是指在施工过程中添加到压裂液中的化学物质。
选择合适的压裂剂并控制其浓度可以改变压裂液的性质，从而影响裂缝的扩展效果。
针对不同地层特性，对压裂剂的选择和浓度进行合理调整，对于优化施工参数至关重要。
二、影响因素分析1. 地层性质地层性质是影响油气田压裂施工参数的重要因素之一。
不同地层的性质差异较大，对施工参数的要求也不同。
例如，地层的压力、渗透率和孔隙度等参数会直接影响压裂液的扩散和裂缝的形成。
因此，在进行施工参数优化时，需要充分考虑地层的性质特点，以达到最佳的施工效果。
2. 压裂液性质压裂液的性质是影响施工效果的另一个重要因素。
影响施工参数的压裂液性质包括粘度、密度、流变性质等。
水平井连续油管分段压裂技术研究
水平井连续油管分段压裂技术研究一、引言随着石油勘探开发技术的不断发展，我国油田的油气开采过程中出现了许多难题，其中包括水平井开发技术的研究。
水平井在油气开采中应用广泛，通过水平井连续油管分段压裂技术，可以有效提高水平井的产量，改善开采效果。
对水平井连续油管分段压裂技术进行深入研究，对我国油气开采技术的提升具有重要意义。
水平井连续油管分段压裂技术是一种在水平井油管内实施分段压裂，以提高井底产量的技术。
该技术通过在水平井内设置多级隔离器，分段对油管进行压裂，达到改善油气开采效果的目的。
水平井连续油管分段压裂技术具有以下特点：1. 提高产量：通过分段压裂，可以有效提高井底产量，改善油气开采效果。
2. 节约成本：采用该技术可以减少井下作业次数，降低油气开采成本。
3. 操作简便：通过水平井连续油管分段压裂技术，可以实现在线压裂，操作简单方便。
1. 分段隔离器的设计：水平井连续油管分段压裂技术中的关键技术之一是分段隔离器的设计。
分段隔离器需要具备良好的密封性能，能够承受高压力，有效分隔每个压裂段。
2. 压裂流量控制：在水平井连续油管分段压裂过程中，需要对每个压裂段的流量进行控制，确保每个压裂段都能够得到合适的压裂效果。
3. 压裂液的选取：水平井连续油管分段压裂技术中，需要选取合适的压裂液，以满足不同地质条件下的压裂需求，提高压裂效果。
4. 压裂参数优化：对水平井连续油管分段压裂的参数进行优化，可以提高压裂效果，降低成本。
压裂参数的优化需要考虑地质条件、井筒情况等因素。
四、水平井连续油管分段压裂技术的应用案例分析某海上油田利用水平井连续油管分段压裂技术，对水平井进行了分段压裂作业。
实验结果显示，该技术可以在海上油田中有效提高井底产量，降低成本，适用于海上油气开采。
1. 智能化技术的应用：随着人工智能、大数据等技术的不断进步，水平井连续油管分段压裂技术将更加智能化，实现自动化、精细化管理。
2. 环保技术的应用：未来水平井连续油管分段压裂技术将更加注重环保，选取更加环保的压裂液、减少压裂对地下水资源的影响。
水力喷射压裂技术研究与应用
水力喷射压裂技术研究与应用引言水力喷射压裂技术是一种通过高压水将岩石破碎的技术，广泛应用于油气开采、地下水开采和岩层改造等领域。
随着我国石油、天然气资源勘探开发深入，水力喷射压裂技术的研究和应用也越来越受到重视。
本文将介绍水力喷射压裂技术的研究现状和应用前景，探讨其在油田开发中的重要作用。
一、水力喷射压裂技术概述水力喷射压裂技术是一种将水以极高的压力注入地层，通过水的冲击力使岩石破裂，从而增加地层渗透性的技术。
它通过高压水射流对地层进行破碎，增加油气流体的渗流能力，从而提高油气产量。
与传统的机械压裂技术相比，水力喷射压裂技术不需要大型设备和复杂的施工流程，施工成本低、效率高，对地层破坏小，有利于环境保护。
水力喷射压裂技术通常包括以下几个步骤：首先是选取合适的压裂液，通常使用水或液体二氧化碳；其次是确定压裂参数，包括压裂液的流量、压力和注入时间等；然后是进行压裂过程监测，通过监测岩石中的应力变化和裂缝扩展情况，以及岩石孔隙度和渗透率的变化情况；最后是对压裂效果进行评估，包括油气产量的变化、地层渗透性的增加等。
二、水力喷射压裂技术的研究现状1. 技术原理研究水力喷射压裂技术的研究主要包括压裂液的选择、压裂参数的确定、岩石破裂机理的研究等方面。
近年来，随着地质勘探和工程技术的进步，对压裂液的研究逐渐深入，不仅在稳定性、黏度、密度等方面进行了优化，还研究了特殊条件下的压裂液配方。
对压裂参数的确定也有了更加准确和系统的研究，通过对地层岩石物理力学性质的研究，确定最佳的压裂参数。
岩石破裂机理的研究也为水力喷射压裂技术提供了理论支持，为进一步提高压裂效果提供了依据。
2. 设备技术研究水力喷射压裂技术的研究还包括相应的设备技术研究。
目前，主要涉及高压水泵、压裂车、压裂管道等设备的研发和改进。
高压水泵是水力喷射压裂技术中最关键的设备之一，其性能的稳定性和耐用性对技术的应用起到了至关重要的作用。
压裂车和压裂管道的设计和制造也决定了施工的高效性和安全性。
水力喷射分段压裂技术研究
水力喷射分段压裂技术研究技术背景：水平井低产主要归因于储层低渗、非均质性，近井污染或表皮损害以及无效的改造技术。
传统水力压裂应用于水平井改造增产效果并不理想，经常最多产生两个主要裂缝区，而且位置也不确定。
许多高产段仍然没被改造而维持着表皮损害。
水力喷射压裂技术就是最近引入的可代替传统压裂工艺的有效方法。
水力喷射压裂工艺技术是近年石油工程领域的新技术，它将水力喷射射孔和水力压裂工艺合为一体，且自身具有独特的定位性，能够快速准确的进行多层压裂而不用机械密封装置。
该技术在国外水平井已应用于几百口井，在一些低压、低产、低渗、多薄互层的油气层压裂改造中取得了较好的效果。
水力喷射压裂技术原理：水力喷射压裂技术结合了水力射孔和水力压裂的新型增产工艺。
该工艺由三个过程共同完成，水力喷砂射孔、水力压裂（通过普通油管或钻杆或连续油管）以及环空挤压（通过另外一个泵）。
通过安装在施工管柱上的水力喷射工具，利用水击作用在地层形成一个（或多个）喷射孔道，从而在近井地带产生微裂缝，裂缝产生后环空增加一定压力使产生的微裂缝得以延伸，实现水力喷射压裂（见图1）。
该技术基于伯努力方程：方程表明流体束中的能量维持常量，虽然实际上摩擦缓慢消耗能量使其转化为热能（但这个简化方程不包含温度因素）。
由方程可知流体束的速度变化引起压力反向变化。
喷嘴出口处速度最高压力就最低，随着流体不断深入孔道速度逐渐减小，压力不断升高，到孔道端处速度达到最低压力最高。
常规造缝方法需要对整个井筒加压，大多数情况下观察到的破裂压力比裂缝扩展压力要大得多，而且井内的每个裂缝都必须克服该压力。
水力喷射压裂通过喷射流体在孔道内动能到压能的转换利用喷射滞止压力破岩从而在喷射点处产生微裂缝。
由于能量集中在孔道端处，井筒不受破裂压力的影响，从而消除了压力曲线中地层破裂时的压力峰值（见图2），并且近井筒扭曲问题很少出现。
水力喷射裂缝一旦形成，由于喷嘴出口周围流体速度最高，其压力就最低，故流体会自动泵入裂缝而不会流到其它地方。
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3本文受到中国石油天然气股份有限公司攻关项目“天然气多层开采技术研究”的资助。
作者简介:马发明,1964年生,高级工程师,博士研究生;长期从事采油气工程技术研究和管理工作。
地址:(618300)四川省广汉市广东路东1段2号。
电话:(0838)5151475。
E 2mail :mafam @连续油管水力喷射压裂关键参数优化研究3马发明1,2 桑宇2(1.西南石油大学 2.中国石油西南油气田公司采气工程研究院) 马发明等.连续油管水力喷射压裂关键参数优化研究.天然气工业,2007,28(1):76278. 摘 要 连续油管水力喷射压裂是集不压井作业、水力喷射射孔、分段压裂于一体化的高效增产改造技术。
为此,介绍了该技术中的连续油管压降参数、工具参数、工作液性能等关键参数的实验研究。
应用其研究成果,优化了连续油管水力喷射分层压裂设计参数,即喷嘴个数、大小。
在不同喷嘴组合的泵压预测中实验了4种喷嘴组合,在接近喷嘴压降的情况下,优选出3个 6mm 喷嘴,获得了最大排量。
在四川油气田进行了国内第一口井连续油管水力喷射分层射孔及压裂现场试验,并取得了成功。
主题词 完井 连续油管 水力喷射 压裂 参数优化 水力喷射压裂是一种新的增产作业措施,可借助连续油管将高压流体送入到改造层段后,通过喷嘴,实现高压射流能量转换产生的高速流体冲击套管和岩石形成射孔通道,完成水力射孔。
射流连续作用在喷射通道中形成增压,同时向环空中泵入流体增加环空压力,喷射流体增压和环空压力的叠加超过破裂压力后将地层压破。
环空流体在高速射流的带动下进入射孔通道和裂缝中,使得裂缝得以充分扩展,裂缝形成后,高速流体继续喷射进入孔道和裂缝中,这一过程与水力喷射泵作用十分相似,每一个射孔孔道就形成了“射流泵”[127]。
根据Bernoulli 方程:v22+pρ=C(1) 射流出口附近的流体速度最高,压力最低,流体不会流向其他地方。
环空的流体则在压差作用下被吸入地层,维持裂缝继续延伸。
只要系统中的连续油管和喷射工具不被损坏,不仅可以不下分层工具(如封隔器)就能实现上下分隔,而且还可以快速地多次重复作业,缩短作业周期。
一、连续油管压降参数修正 连续油管是流体从地面传递至井下的通道,在作业过程中,由于流体与管壁之间的摩擦力,将会产生摩擦压力损失。
根据范宁(Fanning )方程,连续油管流体在管中流动的压力损失可由下式计算:Δp =2f ρv 2L d(2)式中:Δp 为流体在长度L 的连续油管内的摩擦压力损失,Pa ;ρ为流体密度,kg/m 3;v 为连续油管内流体平均速度,m/s ;d 为连续油管内径,m ;f 为摩阻;L 为连续油管长度,m 。
实际施工中,由于压裂液的剪切稀释作用,压裂液在连续油管中的摩阻与理论计算有一定的误差(某些压裂液体的实际值与理论值会相差很大),因而需要对实际应用的压裂液体的摩阻和性能进行实验,可以对理论计算的结果进行修正。
在 139mm 套管内下入 50mm 连续油管,在不同排量下,测试基液、交联液、黄原胶在连续油管中的摩阻。
实验结果见表1～3。
研究表明:液体在连续油管中的摩阻都是随着排量的增加而增加,但是排量越大,增加的幅度越小。
由实验结果可得出基液摩阻回归方程:Δp =19.829Q 1.1664(3)表1 基液摩阻实验结果表排量(m 3/min )油管压力(MPa )套管压力(MPa )CT 摩阻(MPa )0.635.1134624.1626910.950770.854.212639.036815.17580.965.8003948.1745617.62583・67・钻井工程 天 然 气 工 业 2008年1月表2 交联液摩阻实验结果表排量(m3/min)油管压力(MPa)套管压力(MPa)CT摩阻(MPa)0.419.8683511.457458.410898 0.637.399923.8691213.53078 0.858.5922241.7476516.84458 0.8666.0895747.6739118.41565表3 黄原胶摩阻实验结果表排量(m3/min)油管压力(MPa)套管压力(MPa)CT摩阻(MPa)0.417.5011.05 6.450.632.1721.4210.750.740.8527.9312.930.855.5139.2616.25 由回归方程计算出不同排量下基液在连续油管中的摩擦阻力损失,见表4。
表4 不同排量下基液的摩阻表排量(m3/min)0.60.80.9 1.0 1.1 1.2 CT摩阻(MPa)10.9515.1617.6319.8322.1624.52 同样,由实验结果可得出交联液摩阻回归方程:Δp=21.544Q1.0042(4) 由回归方程可以计算出在不同排量下交联液在2100m连续油管中的摩擦阻力损失,见表5。
表5 不同排量下交联液的摩阻表排量(m3/min)0.40.60.80.860.91 1.1 1.2CT摩阻(MPa)8.4113.5316.8418.4219.3821.5423.7125.87 黄原胶摩阻回归方程:Δp=21.166Q1.3069(5) 由回归方程可计算出在不同排量下黄原胶在2100m连续油管中的摩擦阻力损失,见表6。
表6 不同排量下黄原胶的摩阻表排量(m3/min)0.40.60.70.80.91 1.1 1.2CT摩阻(MPa)6.4510.7512.9316.2518.4421.1723.9726.86二、井下工具参数优化 1.喷嘴个数、大小优化 喷嘴个数、大小选择的原则是在保证穿深的前提下喷嘴压降最低。
例如在不同喷嘴组合的泵压预测中实验了4种喷嘴组合,在接近喷嘴压降的情况下,选择3个 6mm喷嘴可以获得最大排量。
2.喷砂射孔参数选择 地面试验是确定射孔参数的主要依据。
目的是确定磨料类型、射孔砂浓度、喷嘴压降、喷射射孔时间等等。
通过大量的地面试验,基本确定了砂浓度的具体范围、喷嘴压降的最低下限、射孔时间范围等。
三、压裂液体优化研究 因羟丙基瓜胶压裂液体系属于非牛顿流体,具有剪切稀释的特性,所以冻胶的耐剪切、悬砂、破胶性能等与液体的剪切关系密切。
与常规压裂工艺不同,由于压裂液必须高速通过只有几毫米的喷嘴(一般选用的喷嘴直径只有3～6mm,如6个 6mm的喷嘴),从排量与剪切速率的对应关系来看,即使仅有很小的排量,所以,压裂液通过喷嘴时的剪切速率也高得惊人,压裂液通过喷嘴将经受剧烈的剪切破坏。
在地面摩阻试验中观察到,常规冻胶过喷嘴后全部被剪切成清水状,黏度下降到5～8mPa・s,并且完全不具备悬砂能力。
因此,压裂液的抗剪切性能将是决定工艺成败的关键,如何使压裂液具有超强的抗剪切能力,保证压裂液过喷嘴后还可以携砂,将是很大的难题。
在室内实验中,笔者确定的研究内容包括:①根据现场对延迟交联时间的要求(2～3 min)确定延迟交联剂SD228A、SD228B的最佳配比;②将确定的最佳配比进行可控延迟时间最高加量测定;③在尽量满足推荐用量及保证环空呈弱凝胶的前提下确定环空和油管中交联剂的加量。
通过测试结果确定出SD228A、SD228B最佳配比为10∶1.2; SD228最高加量为0.75%;环空交联剂最佳加量为0.15%。
两种液体在喷嘴处可快速成胶,在该交联剂浓度下的破胶也是可控的,由此说明采用上述的加入方法是可行的。
室内实验表明:经过12000r/ min高速剪切10min后,压裂液能在6～12s内恢复黏度;恢复交联后在170s-1转速下剪切60min,黏度始终稳定在200mPa・s携砂性能好。
四、现场施工评价 1.白浅110井储层基本情况 白浅110井是白马庙构造蓬莱镇组的一口开发井,产层井深为602.1～1105.2m,间断有4个含气层段。
储层砂岩为灰绿色、紫红色细粒,分选为中等—好,次棱角—棱角状,灰质胶结为主,较致密。
・77・第28卷第1期 天 然 气 工 业 钻井工程据岩心资料分析结果,蓬莱镇组气藏最大孔隙度为21.42%,最小为2.75%,平均为11.78%;气测渗透率最大为27.1×10-3μm 2,最小为3.28×10-3μm 2,平均为2.2×10-3μm 2;含水饱和度(水基钻井液取心)最大值为100%、最小值为10.57%,平均为64.28%,储层物性总体表现出低—中孔、低渗、高含水饱和度的特征。
本次施工选择了储层物性较好、层间间隔合适的3层进行压裂。
2.施工评价 经现场施工及资料分析表明,白浅110井采用 50.8mm 连续油管实施逐层压裂,在1d 时间连续加砂压裂3层。
其破裂压力分别为:10.67、8.66、6.74M Pa ,表明压开了3个独立的产层。
为判别喷砂射孔射开地层的效果,利用多臂井径仪对1091～1105m 试气井段进行了孔眼监测。
分别在1099.1m 、1099.22m 、1099.62m 、1099.75m 检测到4个孔眼,孔之间夹角为120°,单孔孔径为6～7mm ,与喷嘴分布完全吻合。
压后生产测井结果表明,在3个加砂压裂位置都存在对应的产气剖面,同样证明了成功实施了分层压裂。
3层累计加入20/4030.32m 3(47t ),累计挤入地层压裂液277.7m 3。
连续油管排量最高达到1.31m 3/min 。
压后获得天然气产量1.33×104m 3/d ,并且以0.72×104m 3/d 的产量稳定生产,压裂效果明显,标志着连续油管逐层压裂工艺在国内获得成功应用。
五、结论与建议 (1)实践证明,把连续油管技术和水力喷射压裂技术结合起来形成连续油管逐层压裂工艺技术是可行的,白浅110井工艺试验的成功,为国内多层压裂提供了一条新的途径。
(2)研究形成的水力喷射压裂参数优化设计方法为新工艺的成功实施奠定了基础,实践证明方法是合理的、可行的。
(3)通过测井手段验证了白浅110井连续油管定位准确、喷砂射孔成功有效、并且按照设计成功压开了3个不同层段,获气1.33×104m 3/d ,并且以0.72×104m 3/d 的产量稳定生产。
(4)受连续油管长度和内径影响,采用连续油管逐层加砂压裂始终难以用于深井,也难以达到较高排量,但比较适合于浅气层压裂。
对于深井或者高渗油气藏,建议采用常规油管代替连续油管,可以大大拓宽该项工艺的应用范畴。
参 考 文 献[1]王步娥,舒晓晖.水力喷射射孔技术研究与应用[J ].石油钻探技术,2005,33(3):51254.[2]赵彦整,刘方玉.水力喷射射孔效果初探[J ].测井技术,2002,26(1):86288.[3]胡风涛.水力喷射射孔工具的研制与应用[J ].石油机械,2000,28(10):39246.[4]邓建新.新型陶瓷喷砂嘴的制备及其应用[J ].工具技术,2005,39(3):31233.[5]牛继磊.水力喷砂射孔参数实验研究[J ].石油钻探技术,2003,31(2):14216.[6]钟水清,马发明.天然气计量有关公式剖析[J ].钻采工艺,2004,27(6):55259.[7]王霞,钟水清,马发明,等.含硫化氢气井钻井过程中的腐蚀因素与防护研究[J ].天然气工业,2006,26(9):80284.(收稿日期 2007212211 编辑 钟水清)・87・钻井工程 天 然 气 工 业 2008年1月 N A TU R A L GA S I N DUS T R Y,vol.28,no.1,2008 January25,2008 effects than array shooting,which has been proved to be used in a wide area.SUB JECT HEADING S:seismic exploration,delay,stack,shooting condition,charge intervalZHANG Wen(associate professor),born in1964,graduated f rom Daqing Petroleum Institute in1986,and is currently engaged in reservoir description and computer application.Add:Dept of Petroleum Engineering,Daqing Petroleum Institute,Daqing City,Heilongjiang Province163318,P.R.ChinaT el:+86245926503482 E2m ail:zhw64@LOGGING RESPONSE CHARACTERISTICS AN D DISCRIMINANT METH OD OF CARBONIFER OUS F L U2 ID PR OPERTIES IN EAST SICHUAN BASINZHAN G Rong2yi1,TAN G Kai1,ZHAN G Pei1,TAN Y ong2(1Chongqing Gas Field of PetroChina Sout h2 west Oil&Gasfield Company;2East Sichuan Develop ment Company of CN PC Sichuan Pet roleum).N A2 T U R.GA S I N D.v.28,no.1,pp.73275,1/25/2008.(ISSN100020976;In Chinese)ABSTRACT:The research was developed particularly for the misjudgement of reservoir fluid properties caused by the fact that the fluid in the carbonate reservoir has same properties but different logging characteristics.Analyzing well log,well testing, and the core data,this paper discovered that the difference among pore types in the reservoirs is the main reason that the differ2 ent logging response characteristics existed in the fluid with the same properties,and the misjudgement occurred mainly in the intercrystal pore reservoir.On this basis,this paper established a method which could be used for judging the pore type and the reservoir fluid properties combined with porosity/resistivity intersection.And this method could also be used for resolving the problems of judging oil2gas2water layers by well logging,thereby to increase the accuracy of fluid properties interpreted by well logging.SUB JECT HEADING S:reservoir,pore type,fluid properties,well log,Sichuan Basin,CarboniferousZHANG Rong2yi(engineer),born in1955,is currently engaged in exploration and development of petroleum and natural gas reservoir.Add:Chongqing Gas Field of PetroChina Southwest Oil&Gasfield Company,Daqing Village,Jiangbei District,Chongqing 400021,P.R.ChinaT el:+86223267311755 E2m ail:zhangrongyi@OPTIMIZE D KE Y PARAMETERS OF H YD RAU L IC FRACTURING COMBINE D WITH COI L E D TUBING S MA Fa2ming1,2,SAN G Yu2(1Sout hwest Pet roleum University;2Oil Recovery Engineering Research In2 stit ute of Pet roChina Sout hwest Oil&Gasfield Company).N A T U R.GA S I N D.v.28,no.1,pp.76278, 1/25/2008.(ISSN100020976;In Chinese)ABSTRACT:Hydraulic f racturing combined with coiled tubing has become a highly efficient measure for EOR,which complete snubbing service,hydraulic jetting perforation,and segregated completion as a whole.This experimental study concentrated on the key parameters involved in this technology such as pressure drop,operating fluids,and various tools.Then this study opti2 mized the design parameters in this technology,for example,the size and numbers of the used nozzles.After four combinations of different types of nozzles through the tests,three 6mm nozzles combined to use were found out to obtain the maximum discharge rate.This technology was initially tested on a certain well in the Sichuan Basin with great success achieved in the end.SUB JECT HEADING S:well completion,coiled tubing,hydraulic jetting,f racturing,optimized parametersMA F a2ming(senior engieer),born in1964,is studying for a Ph.D degree.He has long been engaged in studies and manage2 ment works on oil and gas recovery and production engineering.Add:Oil Recovery Engineering Research Institute of PetroChina Southwest Oil&Gasfield Company,No.2,Sec.1,East Guangdong Rd.,Guanghan City,Sichuan Province618307,P.R.ChinaT el:+86283825151475 E2m ail:mafam@ 10 /e/abstracts.asp。