国内压裂技术介绍

1998年，Surjaatmadja提出水力喷射压裂方法，并应用于水平井压裂。前言压裂技术压裂液喷射压裂工具喷砂射孔参数效率喷射起裂及水力封隔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。2021/10/10星期日1ppt课件关键：控制喷射压力和环空压力

射孔过程：Pv+Ph<FIP，不压裂

环空加压：Pv+Ph+Pa≥FIP，起裂

射流在孔底产生推进压力约2～3MPa，

调整Pa，与推进压力叠加>FEP，

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2021/10/10星期日2ppt课件滑套方案设计——5½″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2021/10/10星期日3ppt课件喷枪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2021/10/10星期日4ppt课件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4″～95/8″套管，～5500m井深材料和处理：喷嘴工作寿命6h以上地面泵压力：40～90MPa，排量：1.0～3.5m3/min施工层段数：1～5层（5½″套管），单层填砂量：15～50m32021/10/10星期日5ppt课件一、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

技术参数环空压力20MPa,排量0.6-1.2m3/min地面泵压40-90MPa单层加砂量15-50方2021/10/10星期日6ppt课件一、水力喷射分段压裂技术4.技术优势不受完井方式的限制，适用于裸眼井、套管井、筛管井增产措施不需要井下封隔器，降低井下作业风险逐层进行喷孔压裂，不需对已压开的井段进行封堵降低地层破裂压力，有助于裂缝的形成和延伸射孔-压裂联作，简化了射孔后压裂管柱的工序2021/10/10星期日7ppt课件一、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2021/10/10星期日8ppt课件中原油田新疆油田大牛地气田全国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2021/10/10星期日9ppt课件一、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8～14t/d，是压裂施工前的4～7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2021/10/10星期日10ppt课件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、1989.6-1991.6m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2021/10/10星期日11ppt课件油田井次(次)井段(m)单层砂量(m3)平均增产(%)完井方式经济效益（亿元）四川122415～289530～50710%套管+衬管(压裂完井)1.2061105～217310～50540%套管+尾管(压裂完井)0.18大庆161538～191120～40580%套管1.13中原242846～420010～25620%套管+筛管1.20吐哈201990～237315～18550%筛管0.96辽河92200～300030～40540%筛管0.38华北72550～307018～24630%套管＋裸眼0.40其他72303～237612420%套管0.30一、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2021/10/10星期日12ppt课件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2021/10/10星期日13ppt课件工艺管柱耐温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2021/10/10星期日14ppt课件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2021/10/10星期日15ppt课件二、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：2021/10/10星期日16ppt课件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。朝109-葡平39井起出工具照片上封下封二、双封单卡分段压裂技术2021/10/10星期日17ppt课件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123456789101112141315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2021/10/10星期日18ppt课件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2021/10/10星期日19ppt课件三、滑套式封隔器分段压裂技术1.压裂方式的选择2021/10/10星期日20ppt课件三、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2021/10/10星期日21ppt课件三、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2021/10/10星期日22ppt课件三、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2021/10/10星期日23ppt课件三、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2021/10/10星期日24ppt课件三、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2021/10/10星期日25ppt课件三、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2021/10/10星期日26ppt课件三、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2021/10/10星期日27ppt课件一次多层压裂措施（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2021/10/10星期日28ppt课件三、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2021/10/10星期日29ppt课件三、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2021/10/10星期日30ppt课件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2021/10/10星期日31ppt课件四、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）2021/10/10星期日32ppt课件四、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2021/10/10星期日33ppt课件四、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）2021/10/10星期日34ppt课件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1.7×104m3/d上升到5.70×104m3/d2021/10/10星期日35ppt课件四、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2021/10/10星期日36ppt课件水力泵入桥塞/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2021/10/10星期日37ppt课件技术来源油田水平井分段压裂技术施工井数分段5段以上井数单井最多分压段数自主研发大庆双封单压，水力喷砂422815长庆及苏里格水力喷砂分压，裸眼封隔器分压725010西南裸眼封隔器分压748吉林滑套分压3815吐哈水力喷砂分压303小计双封单压＋滑套分压＋水力喷砂1628315引进技术苏里格裸眼封隔器分压41288苏里格复合桥塞1115西南裸眼封隔器分压1055吉林裸眼封隔器分压1110吐哈裸眼封隔器分压1

4大庆裸眼封隔器分压204新疆裸眼封隔器分压225小计裸眼分压，复合桥塞583715

合计

22012015

2010年股份公司水平井分段改造应用情况2021/10/10星期日38ppt课件

2011年中石油股份公司分段压裂工作量安排单位水平井计划-新水平井压裂水平井多段压裂(5段以上)直井多层压裂(5层以上)油井气井油井气井油井气井油井气井大庆油田55733526350

辽河油田151120

15

吉林油田30830171517

20大港油田281

冀东油田10

华北油田25125

20

西南油气田

45

45

40

50长庆油田70195701