径向水射流射孔辅助压裂技术分析
摘要近年来，采油厂投产新区主要以低渗透油藏为主，采取以压裂投产为主的增产工艺技术，但采油厂低渗透油藏存在着层多、层薄储层特征，缝高控制难度大，缝长延伸不出去，不利于地质井网开发，为此推广应用了径向水射流射孔辅助压裂技术。本文介绍了径向水射流射孔技术特点，与压裂工艺技术配合后的应用效果及工艺技术对比分析，为今后薄互层油藏开发提供一定的技术依据。
关键词径向水射流；压裂；射孔；裂缝；效果
1 径向水射流技术简介
径向水力喷射技术是最近几年在国际上刚刚兴起的一种油层改造增产的新工艺技术，工作原理是在油层部位套管上机械开窗，利用高压射流的水力破岩作用在油层的不同方向上定向钻出多个直径1.5英寸～2英寸，长度可达100m的定向井眼，从而增加原井眼的泄流半径，进而达到增加原油产量的目的。在国外该技术的研究和开展应用的深度和广度较我国要领先一步，尤其是美国在这方面的研究走在了该领域的前列，已经投入到了现场的工业化实施阶段，取得了一定的成果和经验。
2 径向水射流射孔辅助压裂技术的应用
2.1 技术概述
径向水射流射孔与常规压裂联合作业技术就是通过径向水射流技术在目的层定向水力喷射出一条长70m～100m，直径40mm的细长通道，结合常规压裂技术，达到定向压裂的目的。
2.2 实施效果
该技术在梁108块上实施2口井-梁108-11、梁108-10井，两口井压裂后至目前均自喷生产，初期平均日液11.8t/d，日油8.6 t/d，含水29%。相比同区块采取常规压裂投产井（梁108-8井）日油增加5.6t/d，单井增油效果明显。从人工测试裂缝来看，径向钻孔与压裂复合技术使裂缝方向与径向水射流孔道延伸方向一致，达到定向压裂的目的。
3 常规压裂技术井与联合压裂作业技术井对比与分析
3.1 油层数据对比
梁108-11井与梁108-8井同属于梁108块油井，井距240m。压裂储层层位都是c1-c2，渗透率10-50×10-3um2，孔隙度10%～20%，泥质含量29%～39%；地层物性相近，具有一定的可比性（见表1）。
3.2 射孔方式对比
梁108-11井射孔采用两种油层打孔方式：油管输送定向射孔；水力喷射径向钻孔，方向与最大主应力方向一致，北东110°。梁108-8井射孔采用电缆输送射孔方式（常规射孔）。
3.3 压裂施工参数对比
梁108-8井与梁108-11井压裂规模、施工排量基本相同（见表2）。但梁108-8井破裂压力64兆帕，高于梁108-11井13兆帕，说明径向钻孔后，有利于降低施工压力，从而控制裂缝高度的延伸，利于裂缝长度增加。
3.4 人工裂缝走向对比
梁108-11井压裂监测到两条相交的裂缝，主裂缝走向为北东145.0°，裂缝全长为370.1m；次裂缝走向为北东101.0°，裂缝全长为376.9m。梁108-8井压裂监测到两条近似平行的裂缝，走向为北东55.0°，一条裂缝全长为278.8m，另一条裂缝全长为260.7m。可以看出，径向水力喷射技术对裂缝延伸方向有一定的影响，基本沿着喷射方向延伸，具有定向压裂的作用。
4 认识
1）径向水射流射孔和压裂联合作业技术能够使主裂缝方向与径向水射流孔道延伸方向保持一致，提高了地层改造的针对性，具有压裂定向性；
2）径向水射流射孔和压裂联合作业技术水力喷射能够极大延伸主裂缝造缝缝长，比没喷射井的造缝缝长度增加约12.5%～50%，相应泄油面积大，有利于延长后期稳产生产周期，提高油井采收率；
3）径向水射流射孔和压裂联合作业技术水力喷射能够有效控制裂缝扩展高度，避免压开油层附近水层。同时，有助于主裂缝沿目的层延伸，更好改造油层。径向水射流射孔和压裂联合作业技术水力喷射适用多种地层，井筒条件要求较低。我厂绝大部分油水井都适用，应用前景广阔。
参考文献
[1]李宪文，赵文轸.水力射孔射流压裂工艺在大庆油田的应用[J].石油钻采工艺，2008（4）.
[2]崔会贺，姚光宇，等.水力喷射定向射孔与压裂联作技术在水平井压裂中的应用[J].特种油气藏，2011（3）.
[3]郑云川，陶建林，等.苏里格气田裸眼水平井分段压裂工艺技术及其应用
[J].天然气工业，2010（12）.
油田小井眼压裂技术研究及应用 摘要：随着石油开采技术的进一步深入，我国一些主力油气藏目前已经进入到了开发的中后期，伴随着小井眼井的迅速发展，小井眼井压裂技术也就随之应运而生，小井眼压裂技术的研究与应用对提高油井采收率具有重要的意义。文章首先分析了小井眼井压裂施工的工作原理，其次，对小井眼压裂技术的应用进行了深入的探讨，具有一定的参考价值。 关键词：小井眼；压裂工艺；应用 伴随着小井眼井的迅速发展，小井眼井压裂技术也就随之应运而生，小井眼压裂技术的研究与应用对提高油井采收率具有重要的意义。实践说明，在井涌控制、获取岩屑、取心、电测和钻柱测试方面都取得了成功，其经济效果令人鼓舞，全球钻井费用降低幅度达30%～50%。 1小井眼井压裂施工的工作原理 扩张式封隔器压裂管柱由安全接头、水力锚、K344-95封隔器、K344-95导压喷砂封隔器、节流嘴等组成单压下层管柱或选压任意层管柱。压裂时利用整体导压喷砂器中的节流装置或下面的节流嘴产生的压力损失，使封隔器坐封并密封油套环形空间分隔油层。压裂液经喷砂口进入地层，泄压后封隔器自动解封。结合低密射孔完井及上提方式可进行多层压裂。 压缩式封隔器管柱由安全接头、水力锚、Y344-95封隔器、导压喷砂器、节流嘴等组成单压下层管柱或选压任意层管柱。其原理同上。 技术指标：扩张式封隔器管柱耐压50 MPa、耐温90℃；压缩式封隔器管柱耐压60 MPa、耐温120℃。 技术特点及先进性：通过上提一趟管柱一次施工可压裂2~3层；管柱耐温耐压高，可反循环洗井冲砂。施工安全。 2小井眼压裂技术的应用 2.1小井眼压裂施工的特点 对于套管尺寸小于或等于φ101.6 mm的小井眼，其压裂不同于常规的水力压裂，需根据其自身的特点和对压裂工艺技术特殊的要求，选择适合油田自身情况的小井眼压裂方式。 ①井径小。老井侧钻后，侧钻段下入的套管外径—般是88.9 mm和101 mm，通径分别是76 mm和89 mm，但最常用的还是88.9 mm的尾管。这样，常规用
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。
水力喷射定点压裂改造技术研究与应用 水力喷砂压裂技术原理：射流在喷射通道中形成增压。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压开地层。 水力喷砂射孔参数设计优化 1、喷嘴选择：要具有良好的耐磨性和较高的流量系数。 2、压力、流速根据水力学的动量定律，当喷嘴的截面一定时，射流速度与压力成正比。试验证明，当通过喷嘴的流速保持在120米/秒、工作压力12MPa以上时，可以取得较好的切割效能。 3、喷射时间在一定的工作压力下，当射流达到一定深度后，继续延长喷射时间是无意义的。喷射时间一般在15-20分钟。 4、含砂浓度:含砂量越高，切割效能越好。但是，过多的含砂量容易引起砂堵，并会在途中互相碰撞，降低速度，影响喷射效果。确定砂浓度120 kg/m3。 5、砂粒直径砂粒直径越大，质量越大，冲击力就越大。一般讲，砂粒直径取喷嘴直径的1/6为最佳，确定选用40-70目和20-40目的石英砂或陶粒均适用。 6、围压：射孔深度随着围压的增大成线性递减。 （三）水力喷砂压裂工艺步骤 1、洗井，下喷射工具到预定位置，进行水力喷砂射孔。 2、泵入前置液，环空迅速增压产生裂缝，排量增加到设计压裂排量，进入主压裂施工程序，施工结束。 3、关井、放喷、压井上提油管到上一个压裂的位置。 4、重复以上步骤，至整个井段压裂结束。 创新点： 创新点一：设计优化水力喷砂射孔所需的流速、最佳喷射时间、喷砂液浓度、砂粒直径等参数。 创新点二：利用水力喷砂射孔定点压裂工艺技术，不用机械封隔一趟管柱实现多段改造。压裂排量：考虑压裂液摩阻、喷嘴的节流压差、裂缝延伸压力、喷射工具强度、套管强度、压裂限压等。 创新点三：水力喷射压裂管柱结构设计，实现多段压裂，又能解决砂堵后的反洗问题。管柱结构：引鞋+筛管+单流阀+短节+喷枪+油管 关键技术：应用了高耐磨喷嘴 喷嘴需承受高压和高速工作液的冲蚀，容易导致喷嘴变形、破损。要求喷嘴具有高耐磨性，是保证工艺成功的关键。 主要技术特点：水力喷射压裂技术是一项能有效控制裂缝起裂的增产措施。只在指定的位置处进行压裂造缝。 结论： 1、水力喷射定点压裂是集水力喷砂射孔、压裂、封隔一体化的新型改造技术，是一种精准、高效、经济、安全的分段增产技术。 2、是解决裸眼井、割缝管完井、水平井、直井分段压裂的尖端技术。 3、目前国内水力喷射工具与国外存在差距，普遍存在磨损，尚需要进一步研究。
水力喷射分段压裂技术研究 技术原理 水力喷射分段压裂技术原理是根据伯努利方程，把压能转变为动能，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/秒)在地层中射流成缝。水力喷砂射孔后，接着提高排量，在已射开孔上下部的井眼中产生负压值形成隔离，高速流体在地层岩石中形成孔洞，直接作用于孔洞底部，产生高于地层破裂压力的压势，在地层中造出一条裂缝(如图1所示)，然后加砂压裂。 工艺研究 水力喷射分段技术是由水力喷射、水力压裂(油管注入)和环空组合注入、注液体封堵剂四种工艺技术组合而成的，具体的工艺如下：①通井和洗井；②向井筒内下入水力喷射分段压裂钻具；③水力喷砂射孔，先泵入基液和携砂液（切割阶段），当携砂液距喷嘴250m左右时，迅速提升泵速以确保获得切割射孔所需的足够的压差；④在喷砂射孔2-3min后，顶替；⑤常规的水力压裂，关闭套放闸门，按照设计环空排量或环空最高压力所允许的最高泵速由环空泵入胍胶基液，按照设计由油管的泵入交联胍胶和砂；⑥压后放喷，冲砂；⑦向井筒内注入液体暂堵剂；⑧上提钻具。 上提钻具至设计位置，压裂下一层，重复③~⑥步。 一套水力喷射压裂钻具和一套压裂机组，这个工艺过程就可重复多次，如图2~5所示。在最后一个压裂作业结束后，压裂钻具被起出，然后清洗井筒，准备抽汲。水力喷射分段压裂钻具研究水平井井下作业风险大、周期长、遇卡机率高，所以在设计水力喷射分段压裂钻具时，井下工具设计要求尽可能简化，可操作性好；在喷射和压裂过程中，要求工具定位准确、稳定性好；井下工具耐压、耐温、密封性能满足不同区块储层的压裂要求；喷射器工作寿命必须能够满足一趟管柱压裂两段以上的要求。 水平井水力喷射分段压裂钻具 根据以上要求，水平井水力喷射分段压裂钻具主要万向节、偏心定位器、喷射器、球座等关键工具组成，钻具组合如示意图6所示。 水力喷射器(如图7所示)的喷嘴由加入钼的特殊等级碳合物的材料制成，孔眼根据设计要求被放置在几个平面上，针对不同地层的喷嘴尺寸可以不同，在某些地层中，喷嘴外径达到了3.68"，内径则为1.99"，喷嘴具有超大的壁厚以保证使用寿命。喷嘴的作用是产生高速射流，射开套管并在地层内形成喷孔，采用螺旋式布孔。 万向接(如图8所示)的作用是保证压裂工具能顺利通过井眼轨迹不规则井筒，与偏心定位器配合调整喷射方位，使之与设计方位一致。 偏心定位器(如图9所示)利用偏心原理，当液流以较高速度流经偏心定位器时，在压力作用下，产生向上的作用力，推动定位器旋转并定位。 水力喷射分段压裂设计优化方案初探 裂缝系统优化研究水平井压裂水力裂缝特性均影响压后效果，应优化水平井水力裂缝系统，以尽量提高压后产能。由于地应力方位的复杂性以及射孔段长度等对裂缝起裂的影响，水平井井筒方位很难做到与最小主应力方向平行或垂直，一般存在一定角度的夹角。理论研究表明：随着裂缝条数增加，产量增加，但是增加的幅度变小，裂缝条数为3~5条最佳，但水平井究竟需要多少条裂缝与之匹配，须依据实际的储层状况进行优化。增加裂缝长度有利于提高单井产量，但这里还要考虑经济效益等其它多方面因数。根据优化模拟计算：裂缝长度为100~150m。
水力喷射压裂技术原理及应用 【摘要】水力喷射压裂是一种利用水射流独特性质的储层改造新技术。该技术结合了水力射孔和水力压裂技术，能够垂直井孔方向在多个位置独立连续压裂改造而不使用任何机械密封装置，本文对国内外该项技术的发展和应用情况进行调研分析，并结合延长油田现场应用效果进行论证，分析影响该工艺的关键因素，指出该项技术应用的局限性及难度，最终对射流参数进行初步优化。 【关键词】水力喷射喷砂射孔低渗透增产改造 1 水力喷射压裂技术原理 1.1 基本原理 水力喷射压裂技术是将一套水力喷砂射孔压裂工具连接在油管柱上，下到需射孔、压裂的位置，进行射孔压裂施工，含压裂砂的压裂液首先射穿套管、水泥环层，并在地层射开多个孔，完成射孔作业，在后续压裂时可将压裂砂和支撑剂填充到压裂缝中，从而完成压裂加砂作业，在降压后支撑剂就留在压裂缝中，保证了压裂地缝的渗透性。该工艺由三个过程共同完成，水力喷砂射孔、水力压裂以及环空挤压。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，实现水力喷射压裂。 1 水力喷射压裂一次管柱可进行多段压裂，施工周期短，有利于降低储层伤害；可进行定向喷射压裂，准确造缝；喷射压裂可以有效降低地层破裂压力，保证高破裂压力地层的压开和压裂施工；该工艺
压井次数少，对储层伤害小，而且施工程序简单，能够产生大的经济效益。 2 水力喷射工艺影响因素分析 水力喷射压裂过程中，固体颗粒受水载体加速，高速冲击套管和岩石，产生切割作用。影响水力喷射压裂的因素主要包括流体参数、磨料参数、围压及岩石性质等。优化射流参数是该项技术的关键之一。 2.1 流体参数 流体参数的影响受压力、排量、和喷嘴直径控制。喷射深度随压力的增加呈线性增加，孔径也随压力的升高变大，当压力达到临界压力是才可破压，对应不同的最大破裂深度，当达到最大破裂深度是再增加喷射时间只能增加孔径而对射孔深度几乎不影响。 2.2 磨料参数 磨料参数主要包括磨料类型、浓度、粒度，压力和排量恒定时，磨料的切割能力随硬度的增加而增大，射孔深度并不是随磨料浓度和粒度的增加而一直增加的，相反在磨料粒径增加一定程度时射孔深度反而有下降趋势。实验室实验结果最佳浓度范围为6%—8%，使用浓度4%-10%，最佳粒度为0.4-0.6mm，现场推荐采用6%—8%，0.4-0.8mm，浓度随压力增高而变大。 3 七里村油田应用效果分析 3.1 现场试验 2011年先后进行水力喷射压裂试验5井次，郑685-6井、郑868-6
连续油管水力喷射压裂技术 在石油开采过程中，压裂技术是一种常用的提高石油采收率的方法。连续油管水力喷射压裂技术作为压裂技术的最新进展，具有许多独特的优势。与传统的压裂技术相比，连续油管水力喷射压裂技术具有更高的效率和更低的成本。该技术还能在复杂的地理环境和恶劣的天气条件下进行作业，因此具有更广泛的应用范围。 连续油管水力喷射压裂技术的原理是利用高压水流的力量将油层压裂，同时通过喷射的方式将裂缝撑开。具体实现方法是利用高压泵将水和压裂液混合在一起，将混合液通过连续油管输送到油层，然后通过喷嘴将混合液喷出，利用喷出的高速射流形成冲击力将油层压裂。随着裂缝的形成，石油藏的渗透性将得到提高，从而增加石油的产量。连续油管水力喷射压裂技术的优点主要表现在以下几个方面。该技术具有较高的施工效率，可以大幅度缩短施工时间，降低开采成本。该技术的适用范围广泛，可以在复杂的地理环境和恶劣的天气条件下进行作业。再次，该技术对地层的伤害较小，不会对环境造成污染。该技术的操作简单，便于掌握，不需要复杂的设备和人员培训。 然而，连续油管水力喷射压裂技术也存在一些缺点。该技术需要使用大量的水和压裂液，对于水资源匮乏的地区来说不太适用。该技术在
施工过程中可能会对油层造成进一步的损害，导致石油渗透性降低。该技术的施工精度和可控制性较传统压裂技术略低。 尽管存在一些缺点，连续油管水力喷射压裂技术的优势仍然使其成为未来石油开采技术的有力竞争者。随着科技的进步和应用范围的扩大，该技术的未来应用前景非常广阔。为了更好地发挥该技术的应用潜力，建议在以下几个方面进行研究和改进： 针对不同地质条件和石油储层的特点，研发出更加适应不同环境的连续油管水力喷射压裂技术； 通过优化设计和材料选择，提高该技术的施工精度和可控制性； 研究新型的环保型压裂液，减少对环境的污染； 加强与其他石油开采技术的结合，形成复合开采技术，提高石油采收率。 连续油管水力喷射压裂技术作为一种新型的石油开采技术，具有很高的应用价值和广阔的应用前景。在未来的石油工业中，随着技术的不断进步和应用范围的扩大，该技术将会发挥越来越重要的作用，为提高石油采收率和降低开采成本作出更大的贡献。
水力喷射压裂技术：水平井储层改造新 方法 摘要：本文首先简要阐述了水力喷射压裂技术应用原理，进而分别就施工工艺、技术施工影响因素、技术局限性展开具体分析，旨在合理利用水力喷射压浆 技术，实现水平井改造增产的作用效果。 关键词：水力喷射压裂技术；水力喷砂射孔技术；水平井储层 引言：对于水平井储层改造，应用传统水力压裂应用效果有限，甚至会相应 形成裂缝区。在此情况下，水力喷射压浆技术作为一种新型储层改造技术，能够 充分利用水力射孔、水力压裂技术的应用优势，并不需要任何多余的机械密封装置，便能够完成连续压裂改造的作用效果。 1. 水力喷射压裂技术应用原理 近年来，伴随着技术研究力度不断增强，高压水射流技术研究范围不断拓宽，涉及领域也更加广泛。其中，包括水力喷砂射孔技术、高压水射流油井解堵技术 在内的各种技术均为用于油井增产的新技术，水力射流压裂基于传统的高压水射 击流技术，能够替代传统压裂工艺，将压裂、隔离等功能作用于一体，借助特殊 的注入工具，形成高速流体，相应形成孔缝，促使流体能够直接作用形成高于孔 底破裂眼的作用力，进而形成主裂缝。在实际工程施工期间，则可以从低排量开始，不断泵入原胶携砂液，等到喷嘴和携砂液保持一定大小的距离后，则需要在 短时间范围内快速增加射孔、排量。当完成喷洒后，则需要相应关闭环空、泵入 原胶携砂液。与此同时，在油管内部，基于工程设计排量、含砂浓度要求，直接 注入混砂液，完成压裂处理工序。每完成一次压裂，都需要相应调整钻具，促使 喷嘴能够直接和下次压裂位置保持一致性，分段完成压裂施工处理。水力喷射压 裂技术充分整合水力喷砂射孔、水力压裂、环空挤压三个环节，基于伯努利方程，
浅析压裂防砂工艺技术 摘要：近年来，随着油气田多种工艺技术的综合运用和开采技术的发展，压裂技术已经广泛的应用于各类油藏，主要解决低渗透油藏的造新缝问题，中高渗透油层的污染、堵塞问题。但是在解决问题的同时伴随着油井压后出砂的问题，这样严重的制约油井的产能。 关键词：地层出砂机械防砂压裂施工参数优化 随压裂规模的不断扩大，油井压后吐砂现象不断出现，设备腐蚀速度加快，甚至造成设备无法正常工作。当油井处于开采后期，地层亏空，油井见水时，油井吐砂将严重加剧，这时油井产能将会严重减少。特别是压裂油井，压裂出砂频繁出现，这就需要采取有效的防砂措施来控制出砂。 一、油层出砂原因分析 1.油层出砂机理 油层出砂机理较为复杂。从宏观上看油层出砂是射孔孔眼不稳定和井筒不稳定造成的；从微观上看其与岩石强度、所受外力、胶结状况、变形特征等因素有关。油井压裂后，具有高导流能力的裂缝就会在地层中形成，地层流体流入井底是由径向流动变化为沿裂缝直线流和垂直于裂缝的直线流入井底，称为双线性流动模式。流体沿着具有高导流能力裂缝的方向流动，其阻力非常小。压裂防砂目的是形成裂缝，穿透污染带并加砂，挡住砂的同时，增加泄油面积，减缓流速，减少出砂并提高油井产能。 2.油井出砂的危害 油气井出砂是石油开采遇到的重要问题。如果砂害治理，出砂会越来越重，甚至造成停产。出砂的危害主要表现在以下几个方面：（1）减产或停止作业。（2）地面和井下设备磨蚀。（3）套管损坏、油井报废（4）生产时间的损失。（5）油气井的经济和技术损失。 二、压裂防砂原理和防砂技术适用条件 1.压裂防砂原理 压裂防砂是由于裂缝的存在而形成了典型的双线性流动形式，压裂防砂是通过向油层高压泵入支撑剂，在油井近井地带造成微裂缝，将支撑剂挤入裂缝、地层亏空带，在油层中形成一定厚度的人工滤砂屏障——人工砂桥，从而依靠砂桥实现油井防砂的目的。压裂防砂由于在地层中形成微裂缝，人工砾石在裂缝中形成了高渗流通道，从而改变了油层内的渗流状态，使原来的原油向心径向流改变为流向裂缝的水平流，渗流条件得到改善，从而降低了油流的携砂能力。同时，
页岩气井水力压裂技术及其应用分析．天然气工业 摘要：页岩储层孔隙度小、渗透率低，页岩气井完井后需要经过储层改造才能获得理想的产量，而水力压裂是页岩气开发的核心技术之一。在研究水力压裂技术开发页岩气原理的基础上，剖析了国外的应用实例，分析了各种水力压裂技术（多级压裂、清水压裂、水力喷射压裂、重复压裂以及同步压裂技术）的特点和适用性，探讨了天然裂缝系统和压裂液配制在水力压裂中的作用。研究表明，中国现阶段页岩气勘探开发水力压裂应从老井重复压裂和新井水力压裂两个方面着手，对经过资料复查、具有页岩气显示的老井可采用现代水力压裂技术重复压裂；埋深在1 500 m以浅的有利储层或勘探浅井可采用氮气泡沫压裂，埋深在1 500~3 000 m的井可采用清水压裂，埋深超过3 000 m的储层暂不考虑开发。 关键词：页岩气开发技术储层改造水力压裂应用分析埋藏深度老井重复压裂 1 页岩气井水力压裂技术及其适用性 页岩储层厚度薄，渗透率低，水平井加多级压裂是目前美国页岩气开发应用最广泛的方式。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。在美国页岩气开发中使用过的储层改造技术还有氮气泡沫压裂和大型水力压裂，氮气泡沫压裂目前还使用在某些特殊条件的页岩压裂作业中，大型水力压裂由于成本太高，对地层伤害大已经停止使用。页岩气水力压裂技术特点及适用性见表1 。 1.1 多级压裂 多级压裂是利用封堵球或限流技术分隔储层不同层位进行分段压裂的技术。多级压裂能够根据储层的含气性特点对同一井眼中不同位置地层进行分段压裂，其主要作业方式有连续油管压裂和滑套完井两种。多级压裂技术是页岩气水力压裂的主要技术，在美国页岩气生产井中，有85%的井是采用水平井和多级压裂技术结合的方式开采，增产效果显著。美国Newfield 公司在Woodford 页岩中的部分开发井采用了5～7段式的分段压裂，页岩气单井最大初始产量达到28.32×104 m3/d ，最大最终产量达16.99×104 m3/d[1]。 多级压裂的特点是多段压裂和分段压裂，它可以在同一口井中对不同的产层进行单独压裂。多级压裂增产效率高，技术成熟，适用于产层较多，水平井段较长的井（图1）。页岩储层不同层位含气性差异大，多级压裂能够充分利用储层的含气性特点使压裂层位最优化。在常规油气开发中，多级压裂已经是一个成熟的技术，国内有很多成功应用的实例。多级压裂技
1、端部脱砂压裂技术（TSO） 随着油气田开采技术的发展和多种工艺技术的交叉综合运用，压裂技术应用范围已不再局限于低渗透地层，中高渗透地层也开始用该技术提高开发效果。 当压裂技术应用于中高渗透性地层时，希望形成短而宽的裂缝，并尽可能地将裂缝控制在油气层范围内。为了适应这一特殊的要求，国外于20世纪80年代中期研制开发了端部脱砂压裂技术，并很快应用于现场，目前国内也开展了这方面的研究，并取得了很大的进展。 （1）端部脱砂压裂的基本原理 端部脱砂压裂就是在水力压裂的过程中，有意识地使支撑剂在裂缝的端部脱砂，形成砂堵，阻止裂缝进一步向前延伸；继续注入高浓度的砂浆后使裂缝内的净压力增加，迫使裂缝膨胀变宽，裂缝内填砂浓度变大，从而造出一条具有较宽和较高导流能力的裂缝。端部脱砂压裂成功的关键是裂缝的周边脱砂，裂缝的前端及上下边的任何部分不脱砂都不能完全达到预期的目的。 端部脱砂压裂分两个不同的阶段。第一阶段是造缝到端部脱砂，这实际上是一个常规的水力压裂过程，目前的二维或三维模型都可以应用。第二阶段是裂缝膨胀变宽和支撑剂充填阶段，这一阶段的设计是以物质平衡为基础，把第一阶段最后时刻的有关参数作为输入参数来完成的。 （2）端部脱砂压裂的技术特点 在端部脱砂压裂技术中，压裂液的粘度要满足两方面的要求：一是保证液体能悬砂，二是有利于脱砂。若压裂液的粘度过低，液体内不能保证悬砂，裂缝的上部就会出现无砂区，达不到周边脱砂的目的，在施工过程中也容易导致井筒内沉砂。若压裂液的粘度过高，滤失就会较慢，难以适时脱砂。所以端部脱砂压裂技术对压裂液的粘度要求比常规压裂液的要严格一些。 和常规压裂相比，端部脱砂压裂技术的泵注排量要小，这是为了减缓裂缝的延伸速度，控制缝高和便于脱砂。前置液的用量也比常规压裂少，目的是使砂浆前缘能在停泵之前到达裂缝周边。而端部脱砂压裂的加砂比通常高于常规压裂，以提高裂缝的支撑效率。 （3）端部脱砂压裂的适用范围 端部脱砂压裂技术的突出特点是靠裂缝周边脱砂憋压造成短宽缝，因此只能在一定的条件下使用。主要用于浅层或中深地层(能够憋压地层)、高渗透或松软地层以及必须严格限制缝高的地层。 2、重复压裂技术 重复压裂技术是改造失效井和产量已处于经济生产线以下的压裂井的有效措施。美国对重复压裂技术的理论研究、工艺技术和矿场应用都作了大量有成效的工作。如美国的Rangely油田在891口井上作业1700多次，许多井压裂达4次之多，重复压裂成功率达到70％～80％。North westbark unit油田在重复压裂作业时采用先进的强制闭合技术和端部脱砂技术，取得了很好的经济效益。重复压裂可用来改造低、中渗透地层；适用于常规直井、大斜度井和水平井。 (1)选井原则 根据油井生产史、地层评价结果及开发动态综合分析进行选井。 ①油井必须有足够的剩余可采储量和地层能量； ②前次压裂由于施工方面的原因造成施工失败； ③前次压裂生产情况良好，压裂未能处理整个油层或规模不够；
射孔、压裂、下泵工程范围及技术要求 执行Q/SY31-2002压裂工程质量技术监督及验收规范,未涉及部分按照国家、石油行业的有关法律法规、规范或标准执行。本工程的工程质量要求达到合格等级。 1射孔技术要求： 1.1射孔施工严格执行甲方批准的射孔通知单。 1.2射孔发射率必须达到90%,小于90%需重新补射。 1.3射孔施工质量分级标准： 1.4 合格井：同时满足以下条件即为合格井。 1) 射孔发射率必须达到90%（包括90%）。 2) 射孔层位准确无误。 3) 无工程、质量、安全、环保事故。 1.5 不合格井：发生以下任何一项即为不合格井。 1) 射孔发射率小于90%。 2）射孔层位错误。 3) 发生工程、质量、安全、环保事故。 2压裂技术要求： 2.1 压裂施工严格执行甲方批准的压裂施工设计(除非有特殊说明,甲 方批准的压裂施工设计以下均称施工设计)。 2.2 压裂设备及其辅助设备应处于良好状态,能保证施工质量及施工 正常、顺利进行。压裂设备应满足压裂技术方案、压裂施工设计的要求。 2.3 压裂液及各类添加剂都必须是经室内评价后确定的合格产品(须 出示产品合格证书和现场采样的分析结果)。压裂支撑剂按石油天然气行业标准《SY 5108—2006 水力压裂支撑剂性能测试推荐方法》执行。 2.4 压裂液必须按确认配方加料、配制,按石油工业部颁发的《SY/T
5107—2005 水基压裂用液性能评价方法》执行。 2.5 压裂储液罐必须清洗干净，压裂用水必须清洁干净。 2.6 加砂量、排量、平均砂比以压裂设计及施工方案为准。 2.7 压裂施工质量分级标准： 2.7.1 合格井：达到以下全部指标即为合格井。 A) 施工砂量达到设计要求95%以上（含95%）； B)施工液量，平均砂比达到设计要求； C) 无工程、质量、安全、环保事故。 2.7.2 不合格井：发生以下任何一项即为不合格井 A) 加砂量低于设计加砂量的95%。 B) 由于造成工程、质量事故等原因,致使该井不能进行排采。 3下泵施工技术要求及合格标准： 3.1合格井：达到以下指标即为合格井。 A）试压、通井、探砂面等采集数据准确无误。 B）井下管柱所下深度达到设计要求。 C）下泵后试抽试压合格,井口安装合格。 D）井场恢复达到进场时水平。 3.2不合格井：由于乙方人员和设备原因造成以下情况之一者即为不 合格井。 A）试压、通井、探砂面及油管丈量等采集数据有误。 B）井下管柱所下深度未达到设计要求。 C）井口安装未达到设计要求。 D）下泵后试抽试压不合格。 E）存在重大工程、质量、安全、环保事故。
压裂技术(jìshù)现状及发展趋势 (长城(Chángchéng)钻探工程技术(jìshù)公司(ɡōnɡsī)) 在近年(jìn nián)油气探明储量中，低渗透储量所占比例上升速度在逐年 加大。低渗透油气藏渗透率、孔隙度低，非均质性强，绝大多数油气井必须 实施压裂增产措施后方见产能，压裂增产技术在低渗透油气藏开辟中的作用日益明显。 1、压裂技术发展历程 自1947年美国Kansas的Houghton油田成功进行世界第一口井压裂试验以 来，经过60多年的发展，压裂技术从工艺、压裂材料到压裂设备都得到快速 的发展，已成为提高单井产量及改善油气田开辟效果的重要手段。压裂从开 始的单井小型压裂发展到目前的区块体积压裂，其发展经历了以下五个阶段 [1]： （1）1947年-1970年：单井小型压裂。压裂设备大多为水泥车，压裂施 工规模比较小，压裂以解除近井周围污染为主，在玉门等油田取得了较好的效果。 （2）1970年-1990年：中型压裂。通过引进千型压裂车组，压裂施工规模 得到提高，形成长缝增大了储层改造体积，提高了低渗透油层的导流能力， 这期间压裂技术推动了大港等油田的开辟。 （3）1990年-1999年：整体压裂。压裂技术开始以油藏整体为单元，在低 渗透油气藏形成为了整体压裂技术，支撑剂和压裂液得到规模化应用，大幅 度 提高储层的导流能力，整体压裂技术在长庆等油田开辟中发挥了巨大作用。 （4）1999年-2005年：开辟压裂。考虑井距、井排与裂缝长度的关系，形 成最优开辟井网，从油藏系统出发，应用开辟压裂技术进一步提高区块整体改造体积，在大庆、长庆等油田开始推广应用。 （5）2005年-今：广义的体积压裂。从过去的限流法压裂到现在的直井细 分层压裂、水平井分段压裂，增大储层改造体积，提高了低渗透油气藏的开发效果。 2、压裂技术(jìshù)发展现状 经过五个阶段的发展，压裂技术(jìshù)日益完善，形成为了三维压裂设计 软 件和压裂井动态预测(yùcè)模型，研制(yánzhì)出环保(huánbǎo)的清洁压裂液
水平井分段压裂技术总结 篇一：水平井分段压裂技术及其应用 水平井分段压裂技术及其应用 摘要：水平井分段压裂工艺技术为改善水平井水平段渗流条件、提高单井产量提供了技术支持。本文从我国水平井分段压裂技术的发展现状入手，以应用最为广泛的裸眼水平井封隔器分级压裂技术为重点，以该技术在长庆油田苏里格气田苏75区块的现场应用为例，对水平井压裂技术及其现场应用情况进行了分析与总结。 关键词：水平井分段压裂封隔器苏里格气田 水平井因其具有泄油面积大、单井产量高、穿透度大、储量动用程度高等优势，在薄储层、低渗透、稠油油气藏及小储量的边际油气藏等的开发上表现出了突出的优势，成为提高油气井产量和提升油田勘探综合效益的重要手段之一，近年来在我国得到了快速的发展。然而在低渗透油藏开采中因其渗透率较低、渗透阻力大、连通性较差，导致水平井单井产量也难以提升，难以满足经济开发的要求，水平井增产改造的问题便摆在了工程技术人员的面前。而水平井分段压裂工艺技术的推广应用为改善水平井水平段渗流条件、提高单井产量提供了技术支持。 一、我国水平井分段压裂技术现状 我国的水平井分段压裂技术及配套工具的研究起步较晚，国内三大石
油公司对于水平井分段压裂技术开展广泛的研究开始与“十一五”期间，近几年得到了大力的推广应用。目前国内应用规模较大的水平井分段压裂技术主要包括以下三种： 1.裸眼封隔器分段压裂技术。20XX年我国在四川广安002-H1-2井第一次实施了裸眼封隔器分段压裂试验，当时是由Schlumberger提供的技术。目前该技术在我国的现场应用仍然以国外技术为主，主要采用由BakerHughes、weatherford、Packersplus等公司提供的装置系统，我国应用总规模约300～500口，占去了水平井分段压力工艺实施的1/3左右，分段数最多达到20段。我国在该技术方面上处于研发和现场试验阶段，现场试验分段数能达到10段，所采用的压裂材质、加工工艺等方面和国外相比还有一定差距。 2.水平井水力喷射分段压裂技术。1998年，首先由Surjaatmadja提出了水力喷射压裂工艺方法，并将其应用于水平井压裂。我国于20XX 年在长庆油田引进Halliburton配套技术，首次成功的完成了靖平1井的分段压裂。目前该技术在我国大部分油田都得到了广泛的现场试验和应用，总实施口数达到200口以上，分段数在10段以内。 3.套管完井封隔器分段压裂技术。该技术在我国应用和研发的规模较大，且技术以区域成熟，尤其是在中石油吉林油田国内研发和应用规模较大。此外应用较为广泛的还有：吉林油田的油套两段压裂技术、大庆油田实施的双封单卡拖动 篇二：国内外水平井分段压裂技术研究 国内外水平井分段压裂技术进展
小直径连续油管水力喷砂射孔环空压裂技术在切六9—15井的试验 应用 【摘要】连续油管技术是石油天然气勘探开发中一项蓬勃发展的技术，在世界范围内已经用于到了新技术方面，连续油管也已经广泛用于压裂施工。青海油田自2009年5月引进1-1/2〞连续油管作业车以来只能应用于一些简单的运用，如：气举、冲砂、酸化等，为了更高效的应用此设备，由工程技术人员牵头与江汉机械研究所合作、大胆尝试了国内首次使用1-1/2〞连续管进行的压裂试验取得了成功，为青海油田高原油田开发作业的提速提效，提供了新的思路和发展方向。本文重要阐述了连续油管水力射孔环空压裂技术在切六9-15井的试验应用情况。 【关键词】连续油管水力喷砂射孔环空压裂试验 低渗透油气田是我国石油工业稳定发展的重要资源，水力压裂能经济有效开发低渗透油气藏的重要手段，而连续油管水力喷射压裂是集射孔、压裂、隔离一体化的新型增产改造技术，适用于低渗透油藏直井、水平井的增产改造，是低渗透油藏压裂增产的一种有效方法，此技术已经在国内得到广泛应用。在切六9-15井进行工艺应用试验验中，施工人员连续作战，应用连续油管试压、通井、替泥浆工艺后，立即连接连续油管喷砂射孔工具，安装环空压裂专用井口，成功完成了环空压裂施工作业，使新井压裂投产施工工期由常规作业8天缩短至4天，实现了提速、提效。 1 工艺原理 1.1 连续油管水力喷砂射孔 连续油管水力喷砂射孔是用地面压裂车将混有一定浓度磨料（一般为石英砂、陶粒）液体加压，通过油管泵送至井下，液体经喷射工具的喷嘴，高压势能转换成动能产生高速射流，磨料射流以冲量做功射穿套管和近井地层，形成一定直径和深度的射孔孔眼。水力喷砂射流的破岩能力随压力和排量的增加而增加，一定条件下，磨料的浓度和粒度存在最佳值，存在着最优射孔时间和最大射孔深度。水力喷砂射孔优于常规聚能炮射孔，没有形成压实带污染，可以减轻近井筒地带应力集中，有利于提高近井筒地带渗透率，穿透近井筒污染带，泄油面积增大，有利于降低生产压降，增加向井筒的渗流速度，提高未污染地层流向井筒的液体，从而提高油井产量。且定向水力喷砂射孔容易实现射孔方向与最大水平主应力方向一致，喷射出的孔道较深，在裂缝的扩展过程中起到导向孔的作用，避免多裂缝和裂缝弯曲，可以提高射孔和压裂效率。水力喷砂射孔如图1所示： 1.2 环空压裂 水力喷砂射孔完成后，维持喷砂射孔排量，基液顶替10-15min；顶替过程
定向限流法射孔压裂技术及发展方向 摘要：研究了射孔方位角、地应力和岩石力学性质与射孔方位相关关系，为射孔方位确定和压裂施工效果提供坚实基础和可靠保障。应用表明，定向射孔压裂可以有效减小近井摩阻，增加地层中流体的渗流能力，提高低渗油田的产能，并提出了低孔低渗储层射孔工艺发展方向及改进的建议。 关键词：定向射孔；井筒崩落；横波异性 水力压裂技术是某油田绝大多数油层进行良好改造措施的有效方法。但是有些井在压裂施工过程中由于近井筒处高摩阻，造成油层改造失败。针对这一问题，结合地应力方向的研究，探索出了定向射孔压裂技术，这项技术解决了由于螺旋射孔形成的复杂近井筒裂缝几何形状导致高摩阻造成施工失败的问题。定向射孔是解决近井筒处较高的摩阻一种有效途经，施工安全，针对性强。 1 理论研究 定向射孔压裂技术是在与水平最小主应力方向成某一角度定向射孔，通过水力压裂造缝，使裂缝沿射孔孔眼方向起裂，然后重新定向到垂直于最小主应力方向，在同一压裂层内形成二条裂缝。研究表明，射孔方位角对裂缝起裂方位有重要影响，裂缝的起裂位置与射孔方向一致。地应力是压裂工程中的重要参数，其方向解释有井筒崩落地应力方向分析方法和横波各向异性地应力方向分析方法。 1.1 井筒崩落地应力 1.1.1 基本原理 油井钻井过程是在地应力作用下进行的。钻井井孔的形成导致地应力在钻孔井壁上产生应力集中，当应力集中超过井孔周围岩石的破坏强度时，岩石便出现破坏而产生井孔崩落现象。因此，井孔崩落与地应力状态即地应力大小和方向)存在内在的必然联系。分析表明，水平最小主应力方向出现最大的应力集中，因此最容易发生井孔崩落。也就是说，井孔崩落方向代表着水平最小主应力方向。当考虑井孔中流体压力和岩石中孔隙流体压力时，水平最小主应力方向上最容易发生井孔崩落，即井孔崩落方向反映水平最小主应力方向。 1.1.2 基本方法 井孔崩落导致崩落处的的井径增大，利用四臂、六臂地层倾角井径测井仪或FMI成像测井可以直接测定井孔井径变化特征，便可确定井径增大方向，即最小主应力方向。 1.2 横波各向异性地应力 横波各向异性地应力方向分析是应用交叉多极阵列声波测井（或偶极声波测
水平井压裂工艺技术 1. 引言 水平井压裂工艺技术是一种常用于油田开发的工艺方法，通过在地下水平井中 注入高压液体和固体颗粒，以增加井壁与油层之间的接触面积和裂缝的数量，从而提高油气开采率。本文将对水平井压裂工艺技术进行详细介绍。 2. 水平井压裂原理 水平井压裂是基于岩石力学及流体力学原理，通过在水平井中引入高压液体， 使岩石产生裂缝，并在裂缝中注入固体颗粒以保持裂缝的持久性。其主要原理包括以下几点： •应力超出岩石破裂强度: 通过增加井内压力，使岩石超过其破裂强度，从而产生裂缝。 •固体颗粒填充: 在裂缝中注入固体颗粒，以阻止裂缝的闭合，保持裂缝的持久性。 •液体射孔: 在井脚附近进行液体射孔，使液体与油层接触面积增加，通过喷射作用形成径向裂缝。 •裂缝扩展: 扩大裂缝面积，增加岩石与流体的接触面积，提高油气开采效率。 3. 水平井压裂工艺步骤 水平井压裂工艺的实施需要经过以下步骤： 3.1 井筒设计 井筒设计是水平井压裂工艺中的关键步骤。设计人员根据油田地质特征和开采 需求，确定井深、井径、压裂层位置等参数，选择合适的井筒设计方案。 3.2 固定套管 固定套管是为了确保井壁的稳定性和防止井筒坍塌而进行的操作。在水平井压 裂工艺中，需要使用高强度套管并通过水泥固定，以确保井筒的完整性和稳定性。 3.3 液体射孔 液体射孔是将高压液体注入到井脚附近岩石中，通过喷射作用形成径向裂缝的 过程。在水平井压裂工艺中，液体射孔是实施压裂的前提条件。
3.4 压裂液注入 压裂液注入是水平井压裂工艺的核心步骤。在该步骤中，高压液体被注入到井 筒中，压力超过岩石破裂强度，使岩石产生裂缝，并将固体颗粒混入液体中以保持裂缝的持久性。 3.5 压裂结束与产能测试 在完成压裂液注入后，需要进行压裂结束与产能测试。通过对产出的油气进行 采集和分析，评估压裂效果以及井的产能，并进行相应的调整和优化。 4. 压裂液组成与性能 压裂液是水平井压裂过程中使用的液体。根据不同的需求和地质条件，压裂液 可以选择不同的组成和性能。常用的压裂液组成包括以下几种： •基础液体: 常用的基础液体包括水和液体添加剂。水作为压裂液的主要基础组分，起着传递压力和将固体颗粒输送到裂缝中的作用。液体添加剂可以调整液体的黏度、密度和PH值等性能。 •固体颗粒: 固体颗粒一般是以石英砂为主，用于填充裂缝，保持裂缝的持久性。固体颗粒的直径可以根据裂缝的宽度和油田特征进行选择。 •添加剂: 添加剂主要是为了改善液体的性能。常用的添加剂包括增稠剂、分散剂和减水剂等。增稠剂可以增加液体的黏度，分散剂可以防止固体颗粒聚集，减水剂可以减少液体的黏度。 5. 压裂效果评估与优化 完成压裂液注入后，需要进行压裂效果评估与优化。这是提高油气开采效率的 重要环节。评估压裂效果可以通过收集产出的油气进行分析，衡量裂缝的宽度和数量，并根据评估结果进行优化调整，提高压裂效果。 6. 结论 水平井压裂工艺技术是一种常用的油田开发工艺方法，通过在水平井中注入高 压液体和固体颗粒，增加井壁与油层之间的接触面积和裂缝的数量，提高油气开采率。在实施水平井压裂工艺时，需要根据地质特征和开采需求，进行井筒设计、固定套管、液体射孔、压裂液注入等步骤，并在压裂结束后进行压裂效果评估与优化，以提高开采效果。
射孔与压裂一体式复合技术 1 引言随着油气勘探与开采的深入，人们对提高油气井产量的装置与方法 提出更高、更易行的要求。从油气井现场施工简单易行、经济实用、效果良好的愿望出发，进行了高速射流和复合推进剂压裂一体化技术的研究。 过去，用来提高油气产量的最普通又常用的方法是地层压裂分步法。即先用射孔弹对油层射孔，然后用高压泵对油井进行水力压裂，使射孔弹形成的短窄又具有压实带的裂缝加宽和延长。为使预定区的裂缝扩展，必须在高压下泵入液体，这就需要投入庞大设备，且需耗费大量资金和时间，因此对于大多数低产井和多层井来说，这种分步法是不合算的。后来用高能气体压裂代替水力压裂，但其工艺仍为分步法，而高速射流和复合推进剂压裂一体化技术正是弥补了这种分步法的不足之处，提高了推进剂压裂的可用性。它在时间和器材方面为使用者节约了 很多经费，并能最大限度地把推进剂释放出的潜在能量用于扩大裂缝。2 作用原理聚能高速射流-推进剂压裂一体化技术是一种把射孔器与新型的成气 推进剂压裂弹 复合为一体的技术，作用时在高速侵彻射流之后，瞬时跟上成气推进剂产生的高温高压气体，使侵彻射流形成的地层裂缝得以增宽和延长，消除了射孔形成的堵塞与压实带，改善了渗流条件，从而提高了产量。此技术所用成气推进剂是一种带有支撑剂的固体燃烧材料，这些材料作用时产生与压力有关系的非线性比容，得到一可控的膨胀率，而非线性比容与所在地层压裂作用的扩展紧密相关。 此技术中推进剂和射孔弹是沿壳体的轴线同步点火，结果射孔弹产生连续的高速射流完成射孔，推进剂的径向燃烧形成气体的全特定脉冲。两种作用一前一后相继发生。点火后的径向燃烧导致单位时间推进剂的燃烧量正比于其燃烧半径的平方，并伴随有局部的压力上升。这种燃烧产生了使井筒射孔处的裂缝能够扩展的压力，正当裂缝试图扩展和接收来自井筒的气体与液体的同时，特定压力脉冲迅速地提供了更多气体，这就保证裂缝扩张时有更大的压力。而射孔弹的数量与型号决定射孔的数量和大小，决定了推进剂的用量。因此，射孔少就需用低压小装置，射孔多就用高压大装置。以便确保既能达到扩张裂缝所需的压力又不损 坏井筒。3 结构设计3．1 总体思路.m－1～16孔.m－1。 （2）成气推进剂包围着每个聚能射孔弹，推进剂加有氧化剂和支撑剂，属于一种固体燃料型材料，燃料有金属粉、碳氢化合物和其它还原剂材料，氧化剂采用过氯酸盐和其它富氧材料，支撑剂采用复膜砂粒、碳化硅等粒状材料。 (3)点火方式采用轴向点火，使之在引爆射孔弹的同时，点燃复合推进剂，使推进剂进行径向燃烧。之所以采用径向燃烧，是因为能使单位时间的质量燃速与燃烧面的半径成正比；并且使推进剂的燃烧量与燃烧面半径的平方成正比，这样还可消除向井上或井下的纵向推力。这就使射孔弹形成的岩层裂口与气体压裂入口精确地对在一起，做到能量的最大利用。 (4)为了确保枪体安全，在枪体上预制了一些卸压孔，作业前进行封堵，控制枪体内峰压值。为确保套管与井筒无损害，根据不同的枪体、射孔弹型号，调节射孔弹孔孔密和复合推进剂的成分与用量。复合推进剂的成分调节主要通过增加或减少添加剂来调节燃速，控制单位时间成气量。(3)耐温150℃；
第六章水力压裂技术 第一节造缝机理 一、教学目的 了解压裂含义，和各种压裂的种类，熟练掌握油井的应力状况，能够计算简单的地应力，掌握形成裂缝的条件以及破裂压力梯度，会对压裂施工曲线进行分析与应用，了解裂缝方位的判断方法。 二、教学重点、难点 教学重点 1、地应力的计算 2、压裂过程中井壁的周向应力 3、形成水平裂缝、垂直裂缝的条件 教学难点 1、压裂施工曲线的分析与应用 2、有裂缝和无裂缝时的破裂压力梯度计算 三、教法说明 课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表 四、教学内容 本节主要介绍四个方面的问题： 一、油井应力状况 二、造缝条件 三、压裂施工曲线的分析与应用 四、裂缝方位的判断
压裂：用压力将地层压开一条或几条水平的或垂直的裂缝，并用支撑 剂将裂缝支撑起来，减小油、气、水的流动阻力，沟通油、气、水的流动通道，从而达到增产增注的效果。 压裂的种类(根据造缝介质不同)⎪⎩ ⎪⎨⎧干法压裂高能气体压裂水力压裂 水力压裂：利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压；当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地层产生裂缝；继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，使井达到增产增注目的工艺措施。 高能气体压裂：利用特定的发射药或推进剂在油气井的目的层段高速燃烧，产生高温高压气体，压裂地层形成多条自井眼呈放射状的径向裂缝，清除油气层污染及堵塞物，有效地降低表皮系数，从而达到油气井增产的目的的一种工艺技术。 干法压裂：利用100%的液体二氧化碳和石英砂进行压裂，无水无任何添加剂，压后压裂液几乎完全排出地层，可避免地层伤害。其关键技术是混合砂子进入液体二氧化碳中的二氧化碳混合器。适用于对驱替液、冻胶或表面活性剂的伤害敏感的地层，适合的储层包括渗水层、低压层及有微粒运移的储层以及水敏性储层。 水力压裂的工艺过程：