国内压裂技术介绍课件.ppt

1998年，Surjaatmadja提出水力喷射压裂方法，并应用于水平井压裂。,前言压裂技术,1.压裂机理,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。,关键：控制喷射压力和环空压力,射孔过程：Pv+PhFEP，裂缝持续延伸，适应不同地层压裂射流孔口抽吸作用，强化封隔效果。,特别适合于低渗透油气藏直井分层、水平井分段作业。,一、水力喷射分段压裂技术,1.水力喷射分段压裂机理,滑套方案设计5套管五级喷枪,第一级滑套内径50mm,第二级滑套内径45mm,第三级滑套内径40mm,第四级喷枪无滑套,使用后滑套基本无磨损,2.水力喷射分段压裂工具,一、水力喷射分段压裂技术,喷枪2,喷枪1,实现水力喷射分段压裂工艺的关键之一,2.水力喷射分段压裂工具（工具串组成）,一、水力喷射分段压裂技术,拖动式喷射器,滑套式喷射器,2.水力喷射分段压裂工具,一、水力喷射分段压裂技术,适用于495/8套管，5500m井深材料和处理：喷嘴工作寿命6h以上地面泵压力：4090MPa，排量：1.03.5m3/min施工层段数：15层（5套管），单层填砂量：1550m3,一、水力喷射分段压裂技术,3.技术参数,套管孔径15-25mm,喷砂压力30MPa,排量2.5-3.6m3/min,环空压力20MPa,排量0.6-1.2m3/min,地面泵压40-90MPa,单层加砂量15-50方,一、水力喷射分段压裂技术,4.技术优势,一、水力喷射分段压裂技术,6.水力喷射分段压裂工艺及应用,施工工艺与参数,工具入井定位油管内加压，射孔维持喷嘴压降、环空加压，孔内起裂、裂缝延伸第二段裂缝射孔、压裂重复4，完成多段压裂,10油田、百余井次规模应用井型：直井、水平井、定向井，油井、气井完井：套管射孔、割缝筛管、裸眼管柱：油管、连续管，拖动管柱与滑套不动管柱自主：参数软件、井下工具、工艺设计,全国10几个主要油田规模应用，占全国油田总数的60%以上,7.应用规模与经济效益,一、水力喷射分段压裂技术,一、水力喷射分段压裂技术案例分析,X5-4-PB092井1960m,水平段746m,施工前产液11t/d，油2t/d，含水84.3%。2009年7月滑套水力喷射加砂压裂三层，加砂120m3,油814t/d，是压裂施工前的47倍,含水降为45%。微地震监测,三段裂缝走向明显,均垂直裂缝,长50-101m,高14-29m.,8.套管完井水平井喷射分段压裂X5-4-PB092井,NDP2井是吐哈三塘湖盆地一口割缝管水平井，割缝管长度596m。施工前产液不足2.0m3/d。难以实施常规压裂。水力喷射分段加砂压裂，分别在2103-2105m、1989.6-1991.6m两层段加入陶粒18.1m3和17.8m3，日产油13-19m3，是压裂施工前的6.5倍以上。,8.割缝管完井水平井喷射分段压裂NDP2井,一、水力喷射分段压裂技术案例分析,一、水力喷射分段压裂技术,9.应用规模与经济效益,合计117口：水平井93口，直井24口；油井80口，气井37口，累计5.75亿元,企业介绍与系统能力一、水力喷射分段压裂技术二、双封单卡分段压裂技术三、滑套式封隔器分段压裂技术四、国外水平井分段压裂技术五、华鼎施工能力保障,汇报提纲,工艺管柱耐温100、耐压差80MPa一趟管柱最多压裂15段，一天可实现8段压裂单趟管柱最大加砂可达160m3管柱具有防卡、脱卡功能工艺成功率97.8%,工艺原理：采用小直径双封隔器单卡目的层压裂，通过反洗、拖动实现一趟管柱多个层段的压裂。(专利号：200710129818.3、200810136897.5),性能指标,水平井滑套分压管柱示意图,二、双封单卡分段压裂技术,2.技术特点,二、双封单卡分段压裂技术,针对性强：双封单卡目的层，可控制各层段处理规模,加砂量大：研制了耐磨导压喷砂器，应用了低摩阻支撑剂，单趟管柱最大160m3,安全性高：小直径封隔器，有可靠地防卡、解卡机构,效率高：一趟管柱可完成6-8层压裂，节省施工时间，降低作业工人劳动强度,二、双封单卡分段压裂技术,3、指标：,工艺管柱耐温、耐压指标达到100、80MPa一趟管柱最多压裂15段单趟管柱最大加砂规模达到160m3陶粒最大卡距达到112m,2006年8月-2010年底，大庆油田形成了以双封单卡分段压裂为主，和水力喷砂压裂为辅的水平井增产改造工艺技术系列,双封单卡分段完成156口井800段，占已成为水平井压裂的主体技术,应用情况：,4、应用实例：,朝109-葡平39井现场试验,该井水平段长559m，设计一趟管柱压裂5段，最高施工压力38MPa，排量3.6m3/min，卡距24m，加砂100m3，施工顺利。,二、双封单卡分段压裂技术,5.典型实例,二、双封单卡分段压裂技术,州扶51-平52井压裂施工曲线,州扶51平-52井开发目的层为扶余储层，水平段长593m，实测井底温度高达98.5，全井射开15段为了提高压裂施工效率，提高低渗储层产能，降低水平井开发成本，开展了点源限流射孔、加密布缝、脱砂压裂、大排量施工现场试验现场总加砂量110m3，15段有效施工时间仅34h，施工效率大大提高,该井目前产液9.5t/d，产油8.1t/d，是周围压裂直井产液、产油量的6.3倍和7.4倍，是同区块压裂水平井的1.4倍和1.6倍,企业介绍与系统能力一、水力喷射分段压裂技术二、双封单卡分段压裂技术三、滑套式封隔器分段压裂技术四、国外水平井分段压裂技术五、华鼎施工能力保障,汇报提纲,三、滑套式封隔器分段压裂技术,1.压裂方式的选择,三、滑套式封隔器分段压裂技术,（1）层间隔离方式的选择,液压传统封隔器,高压扩张式封隔器,超长隔离段,遇烃（水）膨胀封隔器,常用封隔器，长度1.6-1.7m,耐压70MPa,适用于裸眼、套管井,膨胀率大，长度2m以上,耐压52MPa,适用于井眼扩张大的非标裸眼井、套管井,适用于层间段长井况，长度50-500m,适用于裸眼、套管、筛管井,遇油、遇水封隔器，长度5.2-5.3m,耐压70MPa,适用于裸眼、套管井,三、滑套式封隔器分段压裂技术,（2）压裂滑套及压裂方式的选择,工具开工具关固井环境,投球打开锁死不可关闭,打压开启不可关闭,投球打开工具关闭,三、滑套式封隔器分段压裂技术,（3）复合材质的投球,投球到位及持压后的环行卡痕,复合材料球比重：1.8,不建议采用酚醛树脂球比重：1.25送球泵速:2.00m3/min压裂泵速:4.00m3/min作业压力:44MPa-52MPa压裂作业结束后，球随产液回流至井口,2019/12/16,24,可编辑,三、滑套式封隔器分段压裂技术,1.裸眼井固井滑套选择性分段压裂技术,（1）层间封隔通过固井实现（2）压裂过程中HWB液压装置打开或关闭滑套工具。（3）可实现无限级分段压裂（理论上）,大大减少作业时间外部复合材质铠皮包裹，无固井碎屑,三、滑套式封隔器分段压裂技术,HWB液压开关工具,1.裸眼井固井滑套选择性分段压裂技术,三、滑套式封隔器分段压裂技术,施工步骤,1.裸眼井固井滑套选择性分段压裂技术,三、滑套式封隔器分段压裂技术,施工步骤,1.裸眼井固井滑套选择性分段压裂技术,一次多层压裂措施（酸化或砾石充填），最多压裂15层（14个球座，1个趾端滑套），无需中心管。,采用投球、压裂滑套方式；球座设计能保证密封，又不卡球。球能够返回地面；减少作业时间和成本；各层独立作业；压裂滑套外覆复合材质铠皮，防止杂质；球座易磨铣；,三、滑套式封隔器分段压裂技术,2.封隔器滑套选择性分段压裂技术,三、滑套式封隔器分段压裂技术,3.水平井封隔器滑套选择性分段压裂技术,施工步骤,三、滑套式封隔器分段压裂技术,3.水平井封隔器滑套选择性分段压裂技术,施工步骤,企业介绍与系统能力一、水力喷射分段压裂技术二、双封单卡分段压裂技术三、滑套式封隔器分段压裂技术四、国外水平井分段压裂技术五、华鼎施工能力保障,汇报提纲,四、国外水平井分段压裂技术,StageFRAC压裂技术（裸眼封隔器+滑套多段压裂）,四、国外水平井分段压裂技术,StageFRAC压裂技术（裸眼封隔器+滑套多段压裂）,套管尺寸：33/4”-97/8(95.25mm-222.25mm)裸眼尺寸：41/2”-103/4(114.3mm-273.05mm),工具适用范围,四、国外水平井分段压裂技术,TAP*压裂技术（套管阀投飞标压裂技术）,TAP套管滑套完井分层压裂技术,四、国外水平井分段压裂技术,技术特点TAP阀和完井管柱一起下入通过滑套和飞镖实现分层压裂开关滑套可实现分层测试、分层生产应用情况苏里格应用4口井，已实现分压9层米37井分压9层，液量1672.0m3，砂126.4m3分析山2、盒7段2层产水，关闭产水层后，气量从1.7104m3/d上升到5.70104m3/d,四、国外水平井分段压裂技术,连续油管喷砂射孔环空加砂压裂技术,作业程序水力喷砂射孔环空加砂压裂层间封堵方式砂塞封堵底封隔器封堵技术特色不受压裂层数限制可实现对多层系的动用,砂塞封堵,底部单封,水力泵入桥塞/射孔联作分级压裂技术,四、国外水平井分段压裂技术,压裂时间13天15级,所有桥塞用一个钻头一趟钻完,用时40小时,2010年股份公司水平井分段改造应用情况,2011年中石油股份公司分段压裂工作量安排,技术团队与工程能力一、水力喷射分段压裂技术二、双封单卡分段压裂技术三、滑套式封隔器分段压裂技术四、国外水平井分段压裂技术五、华鼎施工能力保障,汇报提纲,五、施工能力保障