不同井况下水力压裂工具的应用
压裂裂缝监测技术及应用
压裂裂缝监测技术及应用【摘要】目前国内外油气田普遍采用裂缝监测技术了解水力裂缝扩展情况及其复杂性，将裂缝与油藏、地质相结合以评价增产效果，并制定针对性的措施。
目前形成的技术主要分为间接诊断、直接近井诊断、直接远场诊断等三类十多种方法，在B660、F142等区块开展了多口直井现场应用，并在F154-P1井采用多种监测方法对水平井多级分段压裂裂缝进行了监测试验。
通过裂缝监测技术的应用，大大提高了对裂缝复杂形态的认识。
【关键词】水力压裂；裂缝监测；微破裂成像；示踪陶粒；井下微地震裂缝监测技术是指通过一定的仪器和技术手段对压裂全过程进行实时监测和测试评价，通过数据处理，得到裂缝的方向、长、宽、高、导流能力、压裂液的滤失系数、预测产量、计算压裂效益等，从而评价压裂效果。
使用评价的结果可以验证或修正压裂中使用的模型、选择压裂液、确定加砂量、加砂程序、采用的工艺等，保证压裂施工按设计顺利进行并且取得最好的改造效果。
1、压裂裂缝监测技术裂缝监测的主要目的在于了解裂缝真实形态，并利用监测结果评价改造效果、储层产能、指导压裂设计。
目前国内外采用的裂缝监测技术可以分为地震学方法和非地震学方法，主要采用地面微地震、井下微地震、阵列式地面微地震和测斜仪阵列水准观测等技术。
1.1地面微地震技术1.1.1简易地面微地震简易地面微地震技术是采用最多的裂缝监测技术，该技术采用地震学中的震源定位技术，通过3-6个观察点接受的信号来定位震源。
该技术具有原理简单，费用低的特点，但对于埋藏的深油藏，井下微地震信号需要穿越多个性质不同的地层，因此只有震级高的脆性破裂信号可以被从噪音中区分出来，信号采集方面的缺陷降低了该技术的精确度。
目前在使用中多采用贴套管的微地震监测技术，通过在相邻井的套管上放置检波器来收受信号，可以在一定程度上避免这一问题，但是要求井距要小。
1.1.2微破裂成像技术微破裂成像裂缝监测技术采用埋在地表下30cm的20-30台三分量检波器，利用向量扫描技术分析目的层位发生的破裂能量分布，用能量叠加原理，解释出裂缝方位、裂缝动态缝长、裂缝动态缝高。
井下钻孔重复水力压裂技术应用研究
收稿日期：2012－08－15基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目（40902044，41002047）作者简介：刘晓（1981－），男，河北怀安人，硕士、讲师，研究方向为瓦斯预测及防治、煤层气勘探开发。
井下钻孔重复水力压裂技术应用研究刘晓1，2（1.河南理工大学能源科学与工程学院，河南焦作454003；2.河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室，河南焦作454003）摘要：我国煤矿煤层透气性系数低、抽采难度大，严重制约着矿井的安全高效生产。
水力压裂因其增透效果显著，被广泛使用，但井下钻孔水力压裂存在压裂裂缝类型单一、压裂钻孔抽采寿命短、不均衡，易垮塌、堵塞，后期裂缝导流能力不足等问题，为改进完善已有井下水力压裂技术，文章结合中马村煤矿实际情况，引入石油开采领域的重复水力压裂技术，探讨了井下钻孔重复水力压裂的原理、类型及裂隙体系的形成，并通过现场应用取得了较好的效果。
关键词：煤层重复水力压裂;煤层增透;裂隙体系中图分类号：TD713+.3文献标识码：B 文章编号：1671－0959（2013）01-0040-03Study on Application of Repeated Hydraulic Fracturing Technologyto Borehole in Underground MineLIU Xiao 1，2（1.School of Energy Science and Engineering ，Henan Polytechnic University ，Jiaozuo 454003，China ；2.Henan Provincial Key Lab of Gas Geology and Gas Control ，Jiaozuo 454003，China ）Abstract ：The low permeability coefficient of the seam and the high difficult gas drainage in China coal mine have seriously restrict the mine safety and high efficient production．The remarkable permeability improved effect of the unitary hydraulic fracturing was widely applied．The problems of the fractured crack type ，short service life of the gas drainage in the fractured borehole ，unbalance ，easy collapse ，jamming ，insufficient flow capacity of late crack were existed in the underground hydraulic fractured borehole．In order to improve the hydraulic fracturing technology in underground mine ，in combination with the mine actual conditions ，a repeated hydraulic fracturing technology was introduced from the oil mining industry．The paper tried to discuss the principle and type of the borehole repeated hydraulic fracturing in the underground mine and the formation of the crack system．Good effects were obtained from the site applications．Keywords ：repeated hydraulic fracturing in seam ；permeability improvement of seam ；crack system我国95%以上的高突矿井所采煤层渗透率只有10－310－4mD ，抽采难度大，效率低。
国外页岩气水力压裂技术及工具一览
国外页岩气水力压裂技术及工具一览页岩储层具有超低孔低渗特性，钻完井后需要压裂改造后才得到经济产量。
国外油田服务公司最新工具达到了很高水平，水平井裸眼封隔器投球滑套分段压裂技术用高强度低密度球级差达到1/16in，封隔器耐压差达到70MPa，TAM公司自膨胀封隔器最高可达302 °C ；泵送桥塞射孔分段压裂技术所用桥塞可分为：堵塞式、单流阀式和投球式复合桥塞，桥塞耐压差达103.4MPa，耐温232 °C ；哈里伯顿CobraMax H连续油管喷射工具系统，目前最多达到44段。
这些为国内页岩气水力压裂完井方式与压裂工具的选用打下基础。
从应用工具角度看，分段压裂工艺方面主要包括：水平井裸眼封隔器投球滑套分段压裂技术，泵送桥塞分段压裂技术，水力喷射分段压裂技术。
从压裂工具方面分析，目前页岩气压裂技术有可膨胀封隔器/裸眼封隔器+滑套多级压裂，泵送桥塞射孔压裂联作多级压裂，水力喷射压裂等。
在美国的页岩气开发技术中，可膨胀封隔器/裸眼封隔器+滑套多级压裂，泵送桥塞射孔压裂联作多级压裂技术比较成熟，使用比较广泛，可适用于较长的水平段；水力喷射压裂可实现准确定位喷射，无需机械封隔，节省作业时间，非常适合用于裸眼井、筛管井以及套管中井。
1、水平井裸眼封隔器投球滑套多级压裂系统封隔器投球滑套多级压裂技术一般采用可膨胀封隔器或者裸眼封隔器分段封隔。
根据页岩气储层开发的需要，使用封隔器将水平井段分隔成若干段，水力压裂施工时水平段最趾端滑套为压力开启式滑套，其它滑套通过投球打开，从水平段趾端第二级开始逐级投球，进行有针对性的压裂施工。
水平裸眼井多级压裂目前已经是北美页岩气压裂开采主要技术手段，并越来越受到作业者的欢迎。
水平井多级压裂技术关键在于封隔器（压裂封隔器和可膨胀封隔器）和滑套可靠性和安全性能，尤其是管外封压裂管柱的可膨胀封隔器和开启滑套的高强度低密度球材料决定技术的成功与否。
目前国外油田服务公司都有自己成熟的工具，高强度低密度球级差达到1/16in，封隔器耐压差达到70MPa，TAM公司耐高温自膨胀封隔器最高可达30 °C 。
水力喷射压裂技术
力喷射分段改造技术是90年代末发展起来的目前国外应用比较广泛的技术,其技术原理是根据伯努利方程,将压力能转换为速度,油管流体加压后经喷嘴喷射而出的高速射流(喷嘴喷射速度大于126 m/s)在地层中射流成缝,通过环空注入液体使井底压力刚好控制在裂缝延伸压力以下,射流出口周围流体速度最高,其压力最低,环空泵注的液体在压差作用下进入射流区,与喷嘴喷射出的液体一起被吸入地层,驱使裂缝向前延伸,因井底压力刚好控制在裂缝延伸压力以下,压裂下一层段时,已压开层段不再延伸,因此,不用封隔器与桥塞等隔离工具,实现自动封隔。
通过拖动管柱,将喷嘴放到下一个需要改造的层段,可依次压开所需改造井段。
水力喷射压裂技术可以在裸眼、筛管完井的水平井中进行加砂压裂,也可以在套管井上进行,施工安全性高,可以用一趟管柱在水平井中快速、准确地压开多条裂缝,水力喷射工具可以与常规油管相连接入井, 也可以与大直径连续油管( 60.3 mm)相结合,使施工更快捷,国内外已有数百口井用此技术进行过酸压或加砂压裂处理。
水平井压裂主要分为笼统压裂和分段压裂，笼统压裂产生纵向缝，全井段改造，解除深度井筒伤害；分层压裂产生横切缝，主要用来强化处理低渗油气层，而分层的方法有很多种，水力喷射压裂是其中一种。
水力喷射压裂技术（HJF），是集水力射孔、压裂、隔离一体化的新型增产改造技术，它是借助一种特殊的喷射/压裂工具、利用水动力学原理在直井中分层或在水平井段分段压裂而不需其他机械封隔的方法：通过油管把水力喷射井下装置下到指定层位，地面流体加压，通过井下装置喷嘴形成高压高速射流，在地层中形成一定直径和深度的孔眼；关闭油套环空，保持环空压力略低于地层破裂压力，继续喷射，根据伯努利方程，在孔眼顶部的驻点压力将高于地层破裂压力，此时地层中的裂缝将仅在水力喷射形成的孔眼里破裂、扩展，但水平段端部由于环空压裂液压力低于地层起裂压力而不再开裂所以水力喷射射孔压裂是基于伯努利（Bernoulli）方程式，维持低的井底压力并且进行有效的压裂。
常用井下工具原理与用途
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4、卡瓦式封隔器 5）Y453永久式封隔器
用途：用于高压注水、堵水采气、封堵底层等施工作业 。 工作原理：坐封时，向油管内投钢球，打压推动三级坐封活塞下移， 剪断坐封销钉，继续提高压力，坐封工具推动上卡瓦、上锥体下行， 同时压缩胶筒，到额定坐封压力时实现封隔器的坐封坐卡。解封： 下入平底磨鞋进行钻铣，即可实现封隔器解封。 主要技术参数： 工作压差：50MPa； 工作温度：150℃
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4、卡瓦式封隔器 1）Y211封隔器
用途：用于采油、卡堵、找水、分层试油、酸化压裂。 工作原理：按所需高度上提管柱后下放管柱，由扶正器沿中心管轨 迹槽运动，使轨迹销钉从原来短槽到坐封位置时的长槽上死点，从 卡瓦被锥体撑开卡在套管壁上。同时在一定管柱重量作用下压缩胶 筒密封油套环形空间。上提管柱解封。 主要技术参数
用途：用于分层试油、采油、找水、堵水和酸化。不仅可单独使用， 还可与卡瓦式封隔器或支撑卡瓦配套使用。 工作原理：坐封：按所需坐封高度下放管柱。下接头与尾管连接， 以井底或下部支撑卡瓦为支点，管柱重量下压，剪断坐封销钉，压 缩胶筒下行，使胶筒膨胀坐封，密封油套环形空间。解封：上提管 柱解封。 主要技术参数
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4）油管锚
1、锚类
工作原理： 油管锚主要用于深抽管柱的锚定，对管柱施加预拉张力，以消除其 纵向伸缩及弯曲，平均提高泵效可以达到10%以上，降低抽油机能 耗，减轻抽油杆与油管之间的摩擦，减少杆管断脱和漏失，延长检 泵周期，增产降耗显著。
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1、锚类 5）螺杆泵油管锚
工作原理： 螺杆泵油管锚主要用于锚定螺杆泵生产管柱，以消除管柱的径向旋 转，防止油管脱扣。
工作压差：35MPa 工作温度：120℃
不动管柱水力喷射逐层压裂技术在腰英台油田水平井现场的实际应用
不动管柱水力喷射逐层压裂技术在腰英台油田水平井现场的实际应用【摘要】传统的水平井压裂施工是通过tcp射孔和分段压裂来实现的，而且一般最好情况只能形成2个裂缝区，为了简化施工工序、降低成本，确定裂缝区位置，腰英台油田的腰北1p1井试验应用了不动管柱水力喷射逐层压裂技术。
成功证明了该技术的安全、高效性。
【关键词】水平井水力喷射压裂不动管柱1 概述腰英台油田的构造位于松辽盆地长岭凹陷东北部，沉积体系为远物源缓坡河流——三角洲沉积体系，纵向上发育多套含油层，层间、层内和平面上得渗流特性都存在较大差异。
为低孔低渗砂岩储层，该储层在纵向上具有层薄、横向变化大、层数较多等特点，目前一般采用分层压裂改造技术来提高单井的产量，但常规的分层压裂改造技术在水平井的施工中有着明显的缺陷，为满足油田开发的需求，获得更好的水平井增产效果，降低单井施工成本，开展了水力喷射压裂技术的施工、研究。
2 地质及井深结构概况腰北1p1井为腰英台油田第二口水平井，构造位置位于松辽盆地南部长岭坳陷腰英台油田1号区块北。
该井钻遇青一段ⅱ砂组4小层，测井解释油层47.5m/2层，差油层101.5m/4层。
该井从1888m 处开始造斜，实测a靶点斜深2359.02m，垂深2222.51m；b靶点斜深2802m，垂深2248.74m。
水平段长度442.98m。
2.1 储层特性（1）储层严重微裂缝发育，地层的滤失大；（2）地层岩性较致密，压裂过程中套压的不断上涨，在压力作用下裂缝开启有一定困难；（3）容易产生多裂缝，限制了主裂缝的缝宽，造成地层进砂困难，规模普遍较小。
2.2 完井套管程序及固井本井采用复合完井方式，目的层水平段前端采用筛管完井，水平段后端采用套管固井完井。
筛管下深2630.35-2781.19m，封隔器位置2605-2608.08m ，分级箍位置2592.96-2594.11m。
2.3 地应力分析根据腰北1区块裂缝监测结果表明，裂缝方向为120o和300o，由于地磁偏角约为10o，因此腰英台地区最大水平主应力方向为110o和290o。
水力压裂技术 分类
水力压裂技术分类水力压裂技术，又称水力压裂法或液压压裂法，是一种用于增强油气井产能的技术。
它通过注入高压液体，使岩石裂缝扩大并连接，从而增加油气井的渗透性和产能。
本文将从水力压裂技术的原理、应用领域、优缺点以及环境影响等方面进行详细介绍。
一、水力压裂技术的原理水力压裂技术利用高压水将岩石裂缝扩大并连接起来，以增加油气井的渗透性和产能。
具体的操作步骤包括：首先，通过钻井将管道和注水设备安装到油气井中；然后，注入高压液体（通常为水和一些化学添加剂）到井中；随着注水压力的升高，岩石裂缝开始扩大，形成通道；最后，注入的液体通过这些通道进入油气层，将其中的油气释放出来。
二、水力压裂技术的应用领域水力压裂技术主要应用于以下几个领域：1. 油气开采：水力压裂技术可以提高油气井的产能，增加油气的开采量。
特别是对于低渗透性油气层，水力压裂技术可以显著改善渗透性，提高开采效率。
2. 地热能开发：水力压裂技术也可以应用于地热能开发领域。
通过在地下注入高压水，可以扩大裂缝，提高地热井的渗透性，增加地热能的采集量。
3. 存储库容增加：水力压裂技术还可以应用于水库、储气库等储存设施的建设中。
通过扩大岩石裂缝，可以增加储存设施的库容，提高储存效率。
三、水力压裂技术的优缺点水力压裂技术具有以下优点：1. 提高产能：水力压裂技术可以显著增加油气井的产能，提高油气的开采效率。
2. 适用性广泛：水力压裂技术适用于各种类型的油气层，包括低渗透性油气层和页岩气层等。
3. 可控性强：水力压裂过程中的注入压力和液体组成可以根据实际情况进行调整，以达到最佳效果。
然而，水力压裂技术也存在一些缺点：1. 环境影响：水力压裂过程中会产生大量的废水和废液，其中可能含有有害物质。
如果处理不当，可能对地下水和环境造成污染。
2. 能源消耗：水力压裂需要消耗大量的水和能源，特别是在水资源短缺的地区，会对水资源和能源供应造成压力。
3. 地震风险：一些研究表明，水力压裂过程中产生的地下应力改变可能会导致地震活动的增加，增加地震风险。
浅谈油田压裂供水系统的应用
浅谈油田压裂供水系统的应用1. 引言1.1 引言油田压裂是一种常见的油田开发技术，通过对含油层进行高压注水，使岩石发生裂缝，从而增加地层的渗透性和提高油井的产能。
在油田压裂过程中，供水系统起着至关重要的作用，它提供了所需的注水和处理设备，确保了压裂作业的顺利进行。
供水系统通常由水处理单元、水储存设备、水泵和管道等组成，可以根据不同的压裂需求进行定制化设计。
其作用主要包括提供清洁的注水、控制注水流量和压力、保证注水稳定性等。
通过供水系统，可以有效地管理、调控和优化压裂过程，提高油田的开采效率和经济效益。
在现代油田开发中，供水系统已经成为油田压裂作业的重要组成部分，为油田的高效开发提供了有力支持。
随着技术的不断创新和发展，供水系统的应用范围和功能还将不断扩展和优化，为油田生产带来更多的便利和优势。
2. 正文2.1 油田压裂技术概述油田压裂技术是一种重要的油田增产技术，通过在井孔中注入高压液体使地层岩石发生破裂，以增加油气流动性和采收率。
油田压裂技术一般分为水力压裂、酸压裂和地面压裂等形式。
水力压裂是最常见的一种形式，通过将水、沙和化学品混合后注入井孔，产生巨大的压力使地层裂隙扩大从而增加产量。
油田压裂技术的优势主要包括提高油气产量、降低生产成本、延长油田寿命、提高采收率等。
在应用过程中，供水系统是至关重要的一环。
供水系统主要负责输送水、沙和化学品到压裂现场，并确保流体的充分混合和准确注入井孔。
优质的供水系统可以提高施工效率，减少资源浪费，保证压裂效果。
通过实际应用案例的分析可以看出，供水系统的运行稳定性和质量直接影响到油田压裂的效果和经济效益。
在当前的油田开发中，供水系统已经成为不可或缺的重要装备。
随着技术的不断创新和发展，供水系统将更加智能化、自动化，进一步提高油田压裂的效率和成本效益。
油田压裂技术的应用离不开供水系统的支持，优质的供水系统是油田增产的关键。
随着油田开发技术的不断完善，供水系统的应用将会迎来更广阔的发展空间。
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水力喷射压裂技术是一种通过水力喷射将高压水射入地下岩层，使岩石裂缝扩大并增强岩石的渗透性和导流能力的一种工程技术。
它是一种高效、经济、环保的地下资源开采方法，可广泛应用于石油、天然气、煤层气等能源领域。
水力喷射压裂技术的原理是利用高压水射流对岩石进行冲击，使岩石裂缝扩大，并通过水压力将岩层内的岩屑和颗粒物冲刷出来，从而增加渗透性和导流能力。
具体而言，水力喷射压裂技术主要包括以下几个步骤：选用合适的喷射器和喷射剂，将高压水射入岩层，并对岩层进行切削和破碎；然后，通过喷射水压力将岩层内的岩屑和颗粒物冲刷出来，并形成一定大小的裂缝；利用压裂介质填充岩层裂缝，增加岩层的渗透性和导流能力。
水力喷射压裂技术在能源开采中具有重要的应用价值。
通过水力喷射压裂技术可以有效增强地下岩石的渗透性和导流能力，从而提高油、气等能源的开采效果。
水力喷射压裂技术可以减少能源开采过程中产生的地面挖掘和爆破等对环境的破坏，并减少对地下水资源的占用和污染，具有较好的环保效益。
水力喷射压裂技术还可以降低能源开采的成本，提高经济效益。
水力喷射压裂技术的研究与应用在国内外取得了显著成果。
近年来，国内外许多研究机构和企业都对水力喷射压裂技术进行了深入的研究和开发，并取得了一系列的创新成果。
国内某大型石油公司利用水力喷射压裂技术成功提高了某油田的产能，并实现了多层油藏的集中开采；国外某煤层气企业通过水力喷射压裂技术实现了煤层气的大规模开采，并取得了良好的经济效益。
水力喷射压裂技术是一种重要的地下资源开采技术，具有很大的应用潜力和发展前景。
未来，我们应加强水力喷射压裂技术的研究和开发，提高技术水平和应用能力，积极推动其在能源开采领域的广泛应用，为能源保障和经济发展做出更大的贡献。
梁北矿井下水力压裂增透技术应用研究
—Hale Waihona Puke ＣｎＮｗ ｅ ｎｏｅａ ｏ ｃ ｈａ ｅＴ ｈ ｌｉ ｎＰｄ ｔ ｉ ｃ ｏｇｓ ｄ ｒｕｓ
高 新 技 术
梁北矿 井下 水 力压裂 增透 技术应用研 究
袁 宗 柱 白新 华 苏 永敏 史小 卫
（ 河南省煤层 气开发利用有限公 司， 河南 郑州 ４ ０ １ ） ５ ０ ６
中 图 分 类 号 ：Ｄ８ ３１ Ｔ ５． 文献标 识码 ： Ａ
引言
梁北矿位 于禹州市 城南 ６ ｍ 于 １９ ｋ ， ９７年 ７ 月开工建设 ，０４ １ 月竣工投产 ， 计生产 ２０ 年 ２ 设 能力 ９ 万 ，主采 煤层 为二叠 纪 山西组 二 １ ０ 煤， 煤层 平均 厚度 ４ ｍ， 田面 积 ４ｋ ｚ ２ 井 ８ ｍ， 为煤 与瓦 斯突 出矿 井 ，０８ ２０ 年矿井 瓦斯绝对 涌出量 为 ２ ２ ｍ／ｉ， １ ０ ３ ｎ相对涌 出量 为 １． ｍ／煤层瓦 ｍ ２ ０ ３， ４ ｔ 斯压力 ０ ．． Ｍ ａ瓦斯含量 ８１ｍ／硬度系 ．３５ ￣．６ Ｐ ， ６ －３ ３ ｔ ， 数 ０ ５ ），煤层 透气性 系数 ０ ０ ０ ４４ Ｚ ． ４． １ ３ ． １￣． ５ ｍ／ ０ １ ０ ＭＰ２ ， ａ． 属于难抽 放性 “ ” ｄ 三软 煤层 ， 灾害严 瓦斯 重制 约着企业 安全生产 。１ １ ４ 工作面煤 巷掘 １ １ 进缓慢 ，瓦斯涌出量大 、掘进期 间瓦斯 超限频 繁 、 超标率高 ， 效检 该矿采用 了井下压 裂增透技 术 ， 加 了煤层透气 性 ， 斯预抽率 明显 提高 ， 增 瓦 效检超标率 明显 降低 ， 了安 全、 实现 快速掘进。 １１ １１ １４ 工作面概况 １ １ ４ 工作 面机巷设计 长度为 ７５ ， １ １ ７ ｍ 瓦斯 灾害严 重 ， 期间瓦斯超 限频 繁 ， 检指标超 掘进 效 标 率为 １％，煤巷 掘 进 ４ ｍｆ左 右 ，施 工 了 ４ ０／ １ ］ １１ １ 抽巷 ， ４ 底 １ 距二 １ 煤层底板 １－０ ， ８２ ｍ 底抽巷 内施工 钻场 ， 钻场断 面宽 ４ 高 ３ ｍ， ５ 钻 ｍ， ． 深 ｍ， ８ 场间距 ４ ｍ， 内施 工穿层抽采孔 ， ０ 钻场 每个钻场 施工 ３ 个 抽采孑 ， 孑布置见 图 １ 所示 ， ０ Ｌ钻 Ｌ 、 ２ 控 制机巷 掘进 条带上下 帮各 １ｍ ５ 。该 技术掘进工 程量 、施工 钻孔工程量大 ， 抽采孔 见煤长度有 限、 未有 限增 加煤层 透气性 ， 效果 一般 ， 抽采 在 掘进期 间瓦斯依然超 限 ， 指标仍然超标 ， 效检 影 响掘进速度 ， 未达到预期效果 。 ２井下水力压裂增透技术 我国 ８ 层渗透率小于 １ Ｄｌ ｍ ｌ ， 科研工作 者 、工程技 术人员进行 了广泛的尝试 ：水力 冲 孔、 水力割 缝 、 水力 挤 出、 孑松 动爆破 和深孔 深 Ｌ 控 制爆 破等 增透方 法日采 用 了采 前预 抽 、 中 ， 采 抽采 、 采空 区抽采 ， 采后 瓦斯抽 采效果 不理 想 ， 我 国矿井瓦斯平均 抽采率仅有 ２％ ， 的瓦 ３ 日常规 斯 治理措 施效果 有 限 ， 纯依 靠增 加孔数 、 单 孔 径 、 时间 ， 抽采 效果有效 。 周世宁等研究认为 ： 钻 孔周 围瓦斯流动理 论以及瓦斯涌 出的一 般式得 知 ， 孔瓦斯涌 出量 与煤层透气性成正 比关 系 钻 Ｍ 只有增 加煤层透气 性才是增 加瓦斯抽采 率的
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不同井况下水力压裂工具的应用
不同井况下水力压裂工具的应用
页岩储层孔隙度小，渗透率低，水平井加多级压裂是页岩气开发应用最广泛的技术方式。
目前常用的技术有多级压裂、清水压裂、水力喷射压裂、重复压裂和同步压裂等。
页岩气压裂技术：可膨胀封隔器+滑套多级压裂、压裂封隔器+滑套多级压裂、泵送桥塞多级压裂、水力喷射压裂等。
在美国的页岩气开发技术中，封隔器+滑套多级压裂、泵送桥塞多级压裂技术比拟成熟，使用也较为广泛，可适用于较长的水平段;水力喷射压裂可实现准确定位喷射，无需机械封隔，节省作业时间，非常适合用于裸眼井、筛管井以及套管井中。
1、封隔器+滑套多级压裂
封隔器+滑套多级压裂技术分为管内封多级压裂和管外封多级压裂两种。
管内封多级压裂适用于套管完井压裂，一般采用压裂封隔器分段封隔;管外封多级压裂适用于裸眼井，一般采用可膨胀封隔器分段封隔。
无论是管内封还是管外封压裂，施工原理根本一致，都是根据页岩气储层开发的需要，使用封隔器将水平井段分隔成假设干段，水力压裂施工时通过投球翻开滑套，从水平段趾端开始逐级投球，进行有针对性的压裂施工，水平井多级压裂目前已经是北美页岩气压裂开采主要技术手段。
水平井多级压裂技术关键在于封隔器(压裂封隔器和可膨胀封隔器)和滑套可靠性和平安性能，尤其是管外封压裂管柱的可膨胀封隔器和开启滑套的高强度低密度球材料决定技术的成功与否。
2、泵送桥塞+多级压裂
页岩气桥塞多级压裂技术属于机械封堵分层压裂技术，适用于套管井。
国外油田效劳公司都有相当成熟的技术和产品，贝克休斯QUIKDrill的可钻式复合材料桥塞，可耐温450℉(232℃)，耐压12500PSI(86MPa)，材料为易钻磨复合材料。
桥塞需要电缆坐封工具坐封(E-4效劳工具)，可实现坐封射孔联作。
其压裂作业过程为：井筒准备，用适宜尺寸通井规通井，第一段射孔，取出射孔枪，进行第一段压裂，电缆作业下入桥塞及射孔枪，水平段开泵泵送桥塞至预定位置，点火
坐封桥塞，上提射孔枪至预定位置，射孔，起出射孔枪和工具，投球至球座，封隔已压层，压裂作业，用同样方式，根据水平页岩层段设计段数，依次下桥塞，射孔，压裂。
3、水力喷射+多级压裂
水力喷射分段压裂技术原理是根据伯努利方程：把压力能转变为动能(即喷射速度)，是一种将水力喷砂射孔与水力压裂结合起来的工艺技术，由高速射流实现水力封隔，无需封隔器。
水力喷射可以实现准确定位射孔，根据需要精确的布置不同尺寸的多条裂缝。
利用这种技术可以精确的控制水平井水力压裂裂缝的位置，尤其对于裸眼完井和筛管完井的低渗透页岩气水平井来说，是一种最有效的压裂增产措施。
喷射流体在底层中形成裂缝，通过油套环空泵入液体使压裂层压力小于裂缝延伸压力，射流出口周围流体速度最高，其压力最低，射流流体卷吸环空周围液体，一起进入页岩目的层，驱使裂缝向前延伸，因目的层压力低于裂缝延伸压力，所以在喷射压裂下一层时，以前压开层段裂缝不再延伸。
水力喷射压裂技术可以在裸眼、筛管完井的水平井中进行加砂压裂，也可以在套管井中进行，施工平安性高，可以用一趟管柱在水平井中快速、准确地压开多条裂缝，水力喷射工具可以与常规油管或连续油管相连接入井。
水力喷射工具关键部件是喷嘴，喷嘴的耐用性和可靠性是制约页岩气水平井水力喷射改造的瓶颈。
现阶段制造喷嘴的材料主要有硬质合金、陶瓷、人造宝石、金刚石等。
但是由于金刚石和人造宝石本钱高，目前水力喷射压裂用喷嘴主要由硬质合金和陶瓷加工制造。
随着页岩地层深度不断加深，地层压力增高，喷射压力也高喷射速度越快，要求喷嘴材料的硬度和耐磨性也越高。