国内压裂技术介绍

1、1998surjaatmadja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

2、,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

3、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,

4、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 2.0 m3/d。难以实施常规压裂。 水力喷射分段加砂压裂，分别在2103-2105m、1989.6-1991.6

5、m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

6、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、8

7、0mpa 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

8、，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

9、、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

10、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:44 mpa-52 mpa 压裂作业结束后，球随产液回流至井口,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,

11、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

12、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：3 3/4”-9 7/8 (95.25mm-222.25mm) 裸眼尺寸：4 1/2”-10 3/4 (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

13、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-施工服务