水力喷射压裂技术在水平井中的应用探讨

不动管柱水力喷射压裂技术在川西气田水平井的应用屈静【摘要】水力喷射分段压裂技术是针对低渗透致密油气藏开发的水平井特别是裸眼水平井最有效的储层改造技术之一.现有的水力喷射压裂技术存在需带压装置、需动管柱、工期长、需取工具、压井伤害、连续油管排量低等缺点,不适合川西地区低渗致密的地层特征.通过对现有的水力喷射压裂技术进行改进,形成了水平井不动管柱滑套水力喷射分段压裂技术.该工艺结合了水力喷射压裂技术和滑套多层压裂的优点,不动管柱连续分段改造、不带封隔器、管柱容易起出,克服了常规水力喷射压裂技术的众多缺点,并进行了现场实践,获得了显著的增产效果.【期刊名称】《油气藏评价与开发》【年(卷),期】2012(002)001【总页数】4页(P41-44)【关键词】水力喷射;水平井;低渗致密储层;压裂技术【作者】屈静【作者单位】中国石化西南油气分公司工程技术研究院,四川德阳618000【正文语种】中文【中图分类】TE375川西气田总体属于低渗致密气藏，水平井分段压裂是这类油气田实现最大化开采的重要手段。

一般的封隔器分段压裂技术存在成本高、工序复杂、施工周期长、对储层伤害大、对地层与井筒的适应能力较差等诸多局限，特别是对裸眼水平井，裂缝往往是在水平段端部而不是在水平井段的一个指定位置开裂，裂缝位置及方向难以控制，达不到预期增产效果。

水力喷射压裂技术借助于使用一种特殊的喷射压裂工具，可以达到对地层任意位置进行定点压裂改造的目的，同时避免了下入封隔器分段压裂时可能带来的问题，施工周期短、作业成本低[1]。

原有的水力喷射压裂技术存在需带压装置、需动管柱、工期长、需取工具、压井伤害、连续油管排量低等缺点，不适合川西地区低渗致密的地层特点，通过对现有的水力喷射压裂技术进行改进，形成了水平井不动管柱滑套水力喷射分段压裂技术并进行了现场实践，获得了显著的增产效果。

水力喷射分段压裂技术主要是采用“动态”封隔方法来代替常规的机械封隔方法，使压裂液沿着井眼流入特定的裂缝中，该技术结合了四大关键技术：水力喷射、水力压裂、喷射泵注、双通道流体注入。

水力喷射压裂技术在水平井中的应用探讨【摘要】水力喷射压裂工艺参数主要包括油管排量、环空排量、前置液量、顶替液量、最高砂比控制和环空压力控制，其中，精确控制环空压力是水力喷射压裂关键技术之一。

本文将应用基本方法，介绍如何优化设计水力喷射压裂工艺参数，最终给出设计实例。

【关键词】水力喷射压裂水平井工艺参数目前，各油气田储层物性逐步变差，随着开采的深入，储量的有效动用越来越难。

较为成熟的储层分段压裂改造技术是封隔器分段压裂，但封隔器分段压裂时存在固井问题、封隔器失效、后期管柱不能上提等缺点。

在此背景下，水力喷射分段压裂技术得到了大力发展和推广运用。

自中国首次水力喷射压裂试验成功以来，短短的五年间，水力喷砂射孔与分段压裂联作技术已在中国大庆油田、四川气田、中原油田等8个油气田进行了现场应用。

多数应用于水平井分段压裂，逐步成为中国水平井压裂新工艺之一。

1 水力喷射压裂工艺参数设计方法1.1 喷嘴参数优化合理选择喷嘴直径和喷嘴个数是前提条件。

如果选择小直径、个数少的喷嘴组合，那么施工排量将受限制；如果选择小直径、个数多的喷嘴组合，那么水力喷射压裂工具成本将会剧增：如果选择大直径、个数多的喷嘴组合，那么对地面泵功率要求较高。

因此，需要综合考虑施工排量要求，加砂量和喷嘴耐磨性等因素才能最终确定喷嘴直径及个数。

优选原则有三：（1）保证水力射孔穿深的情况下喷嘴压降最低，实践证明，保持射流速度在200～250m/s才能达到良好的射孔效果；（2）保证油管要求的施工排量；（3）满足加砂规模，降低单只喷嘴的磨损率。

1.2 确定喷砂射孔参数喷砂射孔参数包括磨料类型、射孔砂浓度、喷嘴压降、喷砂射孔时间等。

射孔液一般选择基液，磨料可选20～40目天然石英砂或陶粒，磨料最佳浓度值（体积浓度）为6%～8%，喷砂射孔时间控制在15～20min为宜。

根据油管排量和喷砂射孔时间就可以得出所需的射孔液量，然后确定磨料体积浓度，即可计算得到所需的磨料体积。

水平井的水力喷射压裂技术的研究发布时间：2021-09-22T02:45:18.587Z 来源：《工程管理前沿》2021年5月14期作者：靳玉强[导读] 水力喷射压裂工艺作为一类集射孔、压裂等一体化技术靳玉强中国石油天然气股份有限公司玉门油田分公司油田作业公司甘肃省酒泉市 735000摘要：水力喷射压裂工艺作为一类集射孔、压裂等一体化技术，主要适用于低渗透油藏直井、水平井的增产改造，具有良好的应用成效。

本文主要分析水平井水力喷射分段压裂基本原理、特征，明晰影响压裂实际工艺参数，介绍三种不同的管柱压裂工艺。

关键词：水平井；水力喷射压裂；技术要点水力压裂历经半个世纪发展，尤其自80年代末以来，处于压裂设计、添加剂、压裂设备等均获取大幅度提升，促使水力压裂技术在多领域获取新的突破。

现下水力压裂作为一项新工艺技术，其进一步改变流动方式，从本质层面降低实际渗流阻力，可实现增产增注的目标。

一、水力喷射压裂基本原理及特征1、水力喷射压裂的基本原理水力喷射压裂技术基本原理为，充分借助水力喷射压裂工具，通过两个环节完成地层裂缝开启，首先需将喷射分段压裂管放置于初期设定部位，实现水力喷射，利用高压射流处于地层内形成喷射孔道，其次待孔道形成后，压裂液通过油管内由喷嘴射入孔道内，同时环空注入基液补偿地层其他缺失的部位，以此保证环空自身压力，将孔道内压力提升至一定程度，保证孔内压力吻合压开地层实际水平，以免进入孔内压裂液从孔口返出环空，促使地层产生裂缝并逐步向更深层次延伸，从而实现对油气井改造增产目标。

射流射入孔道内实现增压过程中，压裂液定点注入仅产生局部增压，不会处于井筒内部其他部位产生高压，促使形成新的裂缝，亦或发现有裂缝再次张开。

水力喷射压裂工艺本质在于借力高速射流，可处于井下产生一个低压区域，保证环孔流体进入施工层段，无需选用机械进行密封。

2、水力喷射压裂射流密封计算模型结合实践数据系统性分析，射流密封压力与多个因素相关，其与喷嘴流量系数、试验回归系数、喷嘴直径均呈正相关，与套管控孔眼实际直径成反比，通过对试验数据进行回归性分析，最终获取计算模型公式如下：式中：K为试验数据回归系数；C为喷嘴流量系数，无量纲；p为射流密封压力，MPa，Pd为射流压力，MPa，D为套管孔眼直径mm，d 为喷嘴直径mm。

水力喷射压裂技术研究与应用1. 引言1.1 研究背景水力喷射压裂技术是一种在油田开发中广泛应用的新型技术，它通过高压液体射流作用于裂隙岩石，从而使岩石发生裂缝并增加渗透性，有利于油气的产出。

随着油气资源开采难度的增加，传统的压裂技术已经不能满足对高效、高产的需求，水力喷射压裂技术应运而生。

研究背景是水力喷射压裂技术在油田开发中的应用历史较短，相关研究相对较少，而且存在一些问题和挑战。

目前对水力喷射压裂技术的理论研究还不够深入，工程实践中存在一定的技术难点，如流体动力学特性、裂缝扩展规律等方面的研究仍需加强。

由于水力喷射压裂技术在油田开发中具有重要的应用价值，因此对其进行深入研究具有积极意义。

本文将对水力喷射压裂技术的原理、工艺流程、应用案例以及未来发展趋势进行探讨，旨在为该技术的进一步应用提供理论参考和实践指导。

1.2 研究意义研究水力喷射压裂技术的意义在于解决油气田开采中存在的一系列挑战和问题。

水力喷射压裂技术可以提高油气井的产能和采收率，加快油气的开采速度，从而提高油气田的经济效益。

水力喷射压裂技术还可以降低油井的产能下降速度，延长油气田的产出周期，延长油井的寿命。

水力喷射压裂技术的研究和应用不仅可以提高单井生产能力，还可以改善整个油气田的开发效果，为油气资源的高效开发和利用提供技术支持和保障。

深入研究水力喷射压裂技术的原理和工艺，探索其在油气田开采中的应用范围和效果，具有重要的实际意义和推广价值。

1.3 研究目的研究目的是为了深入了解水力喷射压裂技术在地下岩石中的应用及效果，为油气田的开发提供技术支持和指导。

通过研究水力喷射压裂技术的原理和工艺流程，探讨其在不同地质条件下的适用性和优势，为进一步优化和完善该技术提供参考。

通过分析水力喷射压裂技术的应用案例和发展趋势，可以为相关领域的研究人员和工程师提供实际操作的指导和经验分享，推动水力喷射压裂技术的进一步应用和推广。

最终目的是为了推动油气勘探开发领域的技术创新和发展，提高油气勘探开发效率和产量，促进能源行业的持续发展和进步。

水力喷射压裂技术研究与应用引言水力喷射压裂技术是一种通过高压水将岩石破碎的技术，广泛应用于油气开采、地下水开采和岩层改造等领域。

随着我国石油、天然气资源勘探开发深入，水力喷射压裂技术的研究和应用也越来越受到重视。

本文将介绍水力喷射压裂技术的研究现状和应用前景，探讨其在油田开发中的重要作用。

一、水力喷射压裂技术概述水力喷射压裂技术是一种将水以极高的压力注入地层，通过水的冲击力使岩石破裂，从而增加地层渗透性的技术。

它通过高压水射流对地层进行破碎，增加油气流体的渗流能力，从而提高油气产量。

与传统的机械压裂技术相比，水力喷射压裂技术不需要大型设备和复杂的施工流程，施工成本低、效率高，对地层破坏小，有利于环境保护。

水力喷射压裂技术通常包括以下几个步骤：首先是选取合适的压裂液，通常使用水或液体二氧化碳；其次是确定压裂参数，包括压裂液的流量、压力和注入时间等；然后是进行压裂过程监测，通过监测岩石中的应力变化和裂缝扩展情况，以及岩石孔隙度和渗透率的变化情况；最后是对压裂效果进行评估，包括油气产量的变化、地层渗透性的增加等。

二、水力喷射压裂技术的研究现状1. 技术原理研究水力喷射压裂技术的研究主要包括压裂液的选择、压裂参数的确定、岩石破裂机理的研究等方面。

近年来，随着地质勘探和工程技术的进步，对压裂液的研究逐渐深入，不仅在稳定性、黏度、密度等方面进行了优化，还研究了特殊条件下的压裂液配方。

对压裂参数的确定也有了更加准确和系统的研究，通过对地层岩石物理力学性质的研究，确定最佳的压裂参数。

岩石破裂机理的研究也为水力喷射压裂技术提供了理论支持，为进一步提高压裂效果提供了依据。

2. 设备技术研究水力喷射压裂技术的研究还包括相应的设备技术研究。

目前，主要涉及高压水泵、压裂车、压裂管道等设备的研发和改进。

高压水泵是水力喷射压裂技术中最关键的设备之一，其性能的稳定性和耐用性对技术的应用起到了至关重要的作用。

压裂车和压裂管道的设计和制造也决定了施工的高效性和安全性。

水力喷射分段压裂技术研究技术背景：水平井低产主要归因于储层低渗、非均质性，近井污染或表皮损害以及无效的改造技术。

传统水力压裂应用于水平井改造增产效果并不理想，经常最多产生两个主要裂缝区，而且位置也不确定。

许多高产段仍然没被改造而维持着表皮损害。

水力喷射压裂技术就是最近引入的可代替传统压裂工艺的有效方法。

水力喷射压裂工艺技术是近年石油工程领域的新技术，它将水力喷射射孔和水力压裂工艺合为一体，且自身具有独特的定位性，能够快速准确的进行多层压裂而不用机械密封装置。

该技术在国外水平井已应用于几百口井，在一些低压、低产、低渗、多薄互层的油气层压裂改造中取得了较好的效果。

水力喷射压裂技术原理：水力喷射压裂技术结合了水力射孔和水力压裂的新型增产工艺。

该工艺由三个过程共同完成，水力喷砂射孔、水力压裂（通过普通油管或钻杆或连续油管）以及环空挤压（通过另外一个泵）。

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，裂缝产生后环空增加一定压力使产生的微裂缝得以延伸，实现水力喷射压裂（见图1）。

该技术基于伯努力方程：方程表明流体束中的能量维持常量，虽然实际上摩擦缓慢消耗能量使其转化为热能（但这个简化方程不包含温度因素）。

由方程可知流体束的速度变化引起压力反向变化。

喷嘴出口处速度最高压力就最低，随着流体不断深入孔道速度逐渐减小，压力不断升高，到孔道端处速度达到最低压力最高。

常规造缝方法需要对整个井筒加压，大多数情况下观察到的破裂压力比裂缝扩展压力要大得多，而且井内的每个裂缝都必须克服该压力。

水力喷射压裂通过喷射流体在孔道内动能到压能的转换利用喷射滞止压力破岩从而在喷射点处产生微裂缝。

由于能量集中在孔道端处，井筒不受破裂压力的影响，从而消除了压力曲线中地层破裂时的压力峰值（见图2），并且近井筒扭曲问题很少出现。

水力喷射裂缝一旦形成，由于喷嘴出口周围流体速度最高，其压力就最低，故流体会自动泵入裂缝而不会流到其它地方。

水力喷射压裂技术研究与应用1. 引言随着人类对能源需求的不断增长以及传统能源资源的逐渐枯竭，非常规能源资源的开发和利用变得愈发重要。

页岩气、煤层气等储层的开发就成为目前研究的热点之一。

而水力喷射压裂技术作为非常规能源勘探和开发中的重要手段之一，正扮演着越来越重要的角色。

本文将对水力喷射压裂技术的研究与应用进行深入探讨。

2. 水力喷射压裂技术的原理及特点水力喷射压裂技术是指通过高压液体在井下将岩石进行压裂，从而使天然气和原油等可燃性气体及液体通过裂隙泄漏到井孔中，达到提高气田、油田开采生产的目的。

其原理主要是利用高压液体对目标储层进行压裂，从而增加目标储层的渗透性，提高产能。

与传统的压裂技术相比，水力喷射压裂技术具有以下几个特点：1) 压裂过程中压力分布均匀，裂缝展状效果好；2) 不用添加人工密实剂；3) 无需基质砂层作保证层；4) 液压裂解使用量小，经济效益好。

3. 水力喷射压裂技术的研究进展随着非常规油气能源勘探的不断深入，水力喷射压裂技术的研究也在不断深化。

近年来，基于水力喷射压裂技术的研究成果主要集中在以下几个方面：1) 水力喷射压裂技术的提高：包括液压裂解水质的改善、压裂液体的选取、压裂参数的合理配置等；2) 目标储层特性的研究：包括对储层裂缝的特性、渗透性的影响等；3) 水力喷射压裂技术与环保的结合：包括压裂液回收、废弃液处理等环保技术的研究；4) 水力喷射压裂技术与智能化的结合：包括智能化的压裂液控制、自动化控制等技术研究。

4. 水力喷射压裂技术的应用案例在国内外的一些非常规油气勘探开发中，已经有一些水力喷射压裂技术的成功应用案例。

下面举几个具体的应用案例进行介绍：1) 美国马绍尔盖斯的页岩气勘探：水力喷射压裂技术在这一项目中得到了广泛的应用，并取得了不错的效果。

通过水力喷射压裂技术，该项目的产能明显提高，成为当地的一块明星气田。

2) 中国四川盆地的煤层气开发：在中国四川盆地的煤层气勘探中，水力喷射压裂技术也取得了不错的应用效果。

水力喷射分段压裂技术在水平井施工中的应用当前，我们通常采用的分段压裂技术如限流压裂技术和机械封隔分段压裂技术均有其自身限制性。

而水力喷射分段压裂技术囊括磨料射流射孔、压裂、隔离等多项工艺，施工工艺简便，实现安全生产，是提高产量的有效手段.我油田近几年不断扩大水平井的开发业务，但约占一半以上水平井均为低产，开发效率无法提高。

文章通过对工程进行考查、试验研究并优化施工方案，主要包括射孔压力、压裂液、井下工具、管柱、施工参数等方面的研究和设计，最终实现了低产水平井产能的提高。

标签：水平井；水力喷射分段压裂；压裂液；管柱0 前言当前，我们通常采用的分段压裂技术如限流压裂技术和机械封隔分段压裂技术均有其限制性。

前者比较适用于密度偏小的射孔，从而会对井筒尺寸产生很大的限制。

在施工过程中，可能会导致于射孔内及裂缝入口位置产生的压力将太大且不利于层间压裂液的良好分布。

采用该压裂技术还不能保证足够大的裂缝入口，这可能会导致施工返排时支撑剂出现返出情况。

如果采用机械封隔分段压裂技术，在层位完工之后，封隔器比较容易出现砂卡的故障，这可能会引起发生施工事故。

水力喷射分段压裂技术能够有效地提高低渗透油藏的产能，该技术囊括磨料射流射孔、压裂、隔离等多项工艺，施工工艺简便，能够通过先进的施工工艺有效地提高射孔通道的压力且无需封隔器械，施工故障率较小。

为了实现产能的提高，改善开发效果，经过认真分析后，决定采用水力喷射分段压裂技术进行实际尝试并应用。

这项技术利用分段压裂管柱进行两层喷射压裂。

对地层采用石英砂携砂液进行射孔，接着采用油管加压裂砂进行压裂处理，于投球并打开滑套之后进行下一层的施工。

该施工工艺具有一趟管柱、多段压裂的特点，是水平井储层改造的一种有效的方法。

1 技术原理及特点水力喷射分段压裂技术囊括磨料射流成孔、压裂、隔离多项工艺，施工工艺简便，具有一趟管柱、多段压裂的特点。

该技术通过将支撑剂如陶粒及石英砂添加到压裂液内来进行射孔和压裂施工的。