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分层压裂技术前言1、油藏开发特征文南油田属于深层、高压、低渗的复杂断块油气藏。
油层埋藏深，一般埋深范围在2210-3800m之间，平均油藏深度3100m；油层压力高，破裂压力在45-85MPa之间，大部分油层破裂压力在60Mpa以上；油层物性复杂，渗透率低，空气渗透率范围4.3-208×10-3um2，平均空气渗透率在25×10-3um2，渗透率差别较大；断块复杂，断层分布较多。
经过多年的开发，大部分油井射孔井段较长，油层跨度较大。
由于油层跨度大，射孔段油层较多，且油层之间物性差异较大，长期的多油层合采使得好油层大面积水淹，差油层注水开发困难，动用程度很低，因此有很大挖潜空间。
2、开展分层压裂的目的意义以往的长井段笼统压裂目的层段较长，一次施工不能压开尽可能多的油层，部分油层改造不彻底，已经不适应压裂工作的需要。
而分层压裂压裂层段跨度小且比较集中，压裂目的层比较明确，一次施工能够压开较多的油层，能有效改造差油层，因此推广分层压裂工艺技术对于提高二、三类油层的动用程度，提高压裂的整体效果，具有重要的意义。
一、分层压裂工艺技术特点分层压裂就是针对油层跨度较大的油井，根据油层潜力及工艺可行性分析，选出潜力较大的油层，采用限流、投球暂堵、卡单封、卡双封等分层方式，有针对性的开展压裂施工。
与长井段笼统压裂相比，分层压裂具有以下特点：1、压裂层段跨度相对较小分层压裂根据压裂油层的不同情况，采用不同的分层方式，可以有效减少压裂层跨度及总厚度，分层压裂层段的总厚度一般控制在50m以内，这样可以比较彻底的改造油层。
2、降低压裂施工风险，提高压裂成功率由于分层压裂有效减少了压裂目的层的跨度，这样在施工中就可以减少压裂液的滤失，有利于在井底憋起高压，形成有效的裂缝，减少压裂砂堵的可能，有效的降低了压裂施工风险。
3、能有效挖掘物性较差油层的潜力由于分层压裂采用工艺或机械的方式有效分层，这样大大提高了压裂目的层的针对性，能够有效改造物性较差油层的潜力，在一次压裂中可以压开尽可能多的油层，是对油层物性层间差异较大油井的有效压裂方式。
2010年2月1日水平井压裂工艺水平井压裂工艺建议一、封隔器+投球滑套压裂系统：完井工具一次入井实现水平井裸眼段分层压裂工艺一、封隔器+投球滑套压裂系统Primary Objectives主要作业目的•Control Where the Frac is Placed压裂作业区域控制ØIsolation of segments of the lateral实现压裂作业井段横向分段隔离ØCreate fractures over the entire length of the lateral 实现全井段完全压裂作业•Increase NPV 增加投资回报率ØHigher initial rate of production 提高产量ØIncreased reservoir drainage 增加采收率ØLower operational expenses降低作业成本产能分析投资回报率分析一、封隔器+投球滑套压裂系统单井产量对比124Well #7Koone 2-35185Well #6Knowles 1-26387Well #5Koone 1-34545Well #4Cassell 1-26578Well #3Hildreth 1-36880Well #2Hillis 1-271017Well #1McGee 1-352753Frac PointWell Knowles 2-26-H Initial Productio n Rate (mcf)Well Well Name Initial Production Rate of Offset Vertical Wells一、封隔器+投球滑套压裂系统压力时间水力开启球球球表面漏失导致压力降低一、封隔器+投球滑套压裂系统一、封隔器+投球滑套压裂系统一、封隔器+投球滑套压裂系统使用优势•Oil Company savings–Rig time compared to conventional completion methods.缩短钻机/修井机使用时间–The days of Fracturing time compared to conventional methods减少压裂作业时间–No cementing of Liner cost as with conventional methods 无固井作业需求–No wire line or perforating needed as with conventional methods.不需要钢丝作业和射孔作业一、封隔器+投球滑套压裂系统Ball Seat Sub球座Setting Ball Capture Seat一、封隔器+投球滑套压裂系统Ball Seat Sub 球座Used across all of BOT’s product linesDeveloped as a temporaryplugging system more than 25 years agoEstimated usage approximately 12,000 sincedevelopment“P”Pressure Activated Sleeve压力开关滑套一、封隔器+投球滑套压裂系统“P”Pressure Activated Sleeve压力开关滑套Developed as a pressure actuatedcirculating sleeve more than 25years ago –Used across all of BOT’s product linesPort configuration was modified for Frac-Point applicationsEstimated usage since development approximately 7,500Ball’s球•Ball’s tested at 250 deg to 8,500 psi在121℃，58MPa下做球实验•Specific Gravity Options比重选项– 2.47 Phenolic2.47酚醛塑料– 1.9 Custom Rubber 20921.9橡胶– 1.25 Nytef–Available Sizes 可用尺寸•3.500 in 3.000 in 2.500 in 2.250 in 2.000 in 1.750 in 1.500 in一、封隔器+投球滑套压裂系统一、封隔器+投球滑套压裂系统Open Hole Packer 裸眼封隔器History :Developed as the Premier Removable Packer System 675 runs since 2001一、封隔器+投球滑套压裂系统Open Hole Packer Performance•Based on 10K Premier Packer ChassisØ6-1/8”Hole = 10,000 psi 3-7/8 Hole = 8,500 psiØ6-1/4”Hole = 8,500 psi 4.00 Hole = 8,500 psiØ6-1/2”Hole = 6,000 psi 4.25 Hole = 5,000 psiØTemperature Rating: 100 –350°FØInitiation Pressure adjust between 1,200 –1,800 psiØTorque Rating: up to 6,000 ft. lbs. depending on thread type ØNo body (mandrel)movement during settingØ255K Tensile RatingBall Activated Frac Sleeve投球开关滑套一、封隔器+投球滑套压裂系统Ball Activated Frac Sleeve 投球开关滑套Development in 1990 to selectively producedifferent intervalsModified for use in Frac-point applicationswith the addition of the ball seat insert9739 runs from 1992 to 2006Ball Activated Frac Sleeve投球开关滑套一、封隔器+投球滑套压裂系统Ball Activated Frac Sleeve投球开关滑套•Opening Pressures adjustable between 2,000 –4,000 psi ØAvailable Seat Sizes• 3.500 in• 3.000 in• 2.500 in• 2.250 in• 2.000 in• 1.750 in• 1.500 inLiner Top Packer System 尾管封隔器Ø 4 ½’’X 7’’SystemØRun On HR Liner Setting ToolØHydraulically releases at 2,300 psiØOD: 5.875 inØID: 3.958 in一、封隔器+投球滑套压裂系统一、封隔器+投球滑套压裂系统Liner Top Packer System尾管封隔器系统ØOne Trip Deployment –No Setting Tool NeededØPacker Set with 2,000 psi and Applied Tension and CompressionØ12,000 psi Differential RatingØ200,000 lb Tensile RatingØIntegral 5.250 in ID 6 ft. Tie Back ExtensionØTorque Capability of the HR 12,000 ft. lbs.Development HistoryØOriginally developed as an alternative for “two trip”North Sea permanent packer completions. Developed in 1980.Ø508 SB Packer runs since 2003Ø524 HR Running tool runs since 2003一、封隔器+投球滑套压裂系统Sizes Available 现有产品规格•4-1/2”Liner x 7.00”CSG x ( 6-1/4”to 6-1/2”) OH •2-7/8”Liner x 4-1/2”CSG x ( 3-7/8”to 4-1/4”) OH •3-1/2”Liner x 5-1/2”CSG x ( 4-1/2 to 4-3/4”) OH •5-1/2”Liner x 9-5/8”CSG x ( 8-1/2”to 8-3/4) OH二、机械滑套+封隔器/固井ZoneSelect水平井压裂技术该系统可在一次起下钻中完成多个操作（酸化或压裂），不需要过油管干预，经济省时。
1.固井滑套分段压裂简介该工艺技术是贝壳休斯公司在固井技术的基础上结合了开关式固井滑套而形成的多层分段压裂完井技术。
该技术利用可开关式固井滑套选择性的放置在油层位置，固井完成后，利用钻杆，油管或连续油管代开关工具将滑套打开，然后用同一趟管柱进行压裂作业。
该压裂完井体系可根据油藏产层情况，选择多个CM滑套，实现多层压裂投产或选择性压裂开采。
该完井体系中CM系列滑套内外表面进行了特殊镀层处理，保证了工具开关性能。
该技术可应用到任何利用压裂措施投产的井。
另外，根据以后生产的需要还可以调整油藏层间矛盾。
提高油藏的利用率。
2.作业步骤1）根据油藏产层情况，确定各CM滑套位置；2）按照确定的深度将滑套和套管管柱一趟下入井内，然后进行常规固井；3）下入压裂和滑套开关服务工具，有选择性地打开滑套进行压裂作业。
4）压裂完一层之后，通过上提下放管柱将压裂层位滑套关闭，随后打开下一层滑套进行压裂。
5）所有层位压裂完成之后，通过上提下放管柱将所有需要生产的层位的滑套打开，起出管柱，进行生产。
6）在生产过程中，如果出现产水层或者由于别的原因，需要将某个层位关闭，可下入滑套开关工具将其关闭。
如果还需打开，还可以下入开关工具将其打开。
3.优点：1）随套管一趟下入，无需射孔。
压裂作业一趟连续完成，节省了时间。
2）无需射孔，无需额外的封隔器卡层，节省了成本。
3）压裂完成之后套管内保持通径，方便了以后的修井作业。
4）滑套可以多次开关：根据生产需要，滑套可以随时关闭和打开，大大增强了其实用性。
5）在每一层压裂后，可以关闭滑套，保护地层不受污染。
4. 可用规格尺寸尺 寸(in) 压力级别(psi) 温度级别(°F) 抗拉强度(lb) 抗扭力(ft-lb) 2 3/8 96,000 1,7822 7/8 140,000 3,5003 1/2 10,000 375 182,600 4,0004 7,500 291,900 5,700 4 1/2 8,200 325 270,000 6,000 5 7,300 315,000 5,5005 1/2 6,300 351,000 6,2007 7,000 300 628,000 8,7005. 图例CM 滑套示意图 CM 滑套进行特殊涂层处理之后，水泥固井图。
双封隔器分层压裂工艺技术研究与应用摘要:分层压裂工艺技术是改善Ⅱ、Ⅲ类油层的主要手段。
针对单封、填砂、投球、桥塞、以及限流压裂及其组合等压裂方式存在投球量难以确定，不能保证压开所有的目的层，油层改造不彻底等问题，通过对水力锚、喷砂器、安全接头以及封隔器等井下工具的组合优化，优选有机硼低伤害压裂液，研制出了双封压裂工艺技术。
该项技术克服了其它形式分压的弊端，油层改造针对性强，安全性强，工艺效果好。
现场十井次实验表明，施工成功率100％，单井日增油7.75t，累计增油23240.7t。
主题词：双封压裂工艺喷砂器井下工具压裂液1.前言中原油田属低渗油气藏，油层非均质严重，开发历史上压裂技术一直是油藏增产和改善开发效果的重要措施。
对于射孔井段长，层间跨度大的井，必须分层压裂。
采用分层压裂工艺技术［1］进行分层改造是改善Ⅱ、Ⅲ类油层的主要手段，是长井段、多非均质油层改造的有力措施。
以往采用的压裂工艺技术主要有合压、卡单封、填砂、投球、永久性桥塞、可捞式桥塞以及限流压裂及其组合等压裂方式，现已满足不了目前实际需要［2］。
卡单封、填砂分层压裂存在一次施工层段有限，增加作业工序，对生产套管产生伤害，对工具的要求比较苛刻以及入井液污染地层的缺陷。
投球分压只是用于单套油层内层间物性差异不大，多套油层物性差异明显并有较大的隔层。
而对长井段、多油层、物性差异不大的储层进行压裂改造时难以保证压开所有的目的层，未被压开的部分油层反受压裂液的污染；如果油层厚度较大，压裂液受多层滤失影响造缝，油层改造不彻底；无法判断哪一个层段先压开，投球量难以确定。
总之投球分压存在这很大的不确定性和不封闭性，影响了压裂效果。
因此对双封压裂工艺技术进行研究，解决了投球分压的缺陷，能准确地、有针对性地对目的层进行压裂改造。
现场试验证明，采取双封分层压裂工艺效果好，能有效的降低作业费用。
2.双封分层压裂工艺技术原理及应用条件2.1工作原理与管柱结构2.1.1双封压裂工作原理双封压裂是通过分层压裂管柱来实现，通过封隔器和喷砂器将压裂目的层分开，实现分层压裂的目的。
大庆井下工艺技术_____________________________________________________1．研究与发展井下作业分公司高度重视技术研究与发展，把推进科技进步作为企业生存发展的根本出路。
拥有专门的技术发展中心，下设7个专业研究室、3个实验室、1个信息中心。
现有各类专业技术人员1350人。
主要从事油藏地质、油（水、气）井措施改造、修井、信息情报等方面的研究。
科研人员以建成国内外一流的油田技术服务公司为目标，始终瞄准国内外油田勘探与开发的最新科技发展动态，积极开展科研攻关。
年承担局、省部级以上课题10多项，公司级课题50余项；加大科技投入，年投入科技经费占公司总收入的1%以上；注重高精尖技术人才培养,每年都选派10%以上的技术人员到国内外科研院所进行深造。
科技工作结出丰硕成果,先后获得国家科技进步奖3项、省部级科技进步奖18项、发明和实用新型专利23项，在国内外发表有影响的论文135篇。
2．配套技术井下作业分公司经过30多年技术研究与应用的实践，形成了适应不同地质条件的12套压裂工艺技术、7套修井工艺技术、5套酸化技术、4套堵水技术及试油、测试技术，在油田勘探、开发中发挥了重要作用。
压裂工艺技术1．滑套式分层压裂技术采用水力扩张式封隔器和滑套式喷砂器组成的压裂管柱，自下而上不动管柱一次施工完成对1～3个层段的压裂。
适用于高、中、低渗油层。
到98年底，共施工21840口井56783层。
2．选择性压裂技术压裂施工时利用暂堵剂对井段内渗透率高的层进行临时封堵后，再压裂其它层，以达到选择油层压裂的目的。
该技术适用于层内不均质的厚油层或层间差异大的油层。
自78年应用以来，共施工2570口井4832层。
3．多裂缝压裂技术在施工时用高强度暂堵剂对已压开层进行临时封堵后，再压裂其它层。
一趟管柱可以压裂3～4个层段，每层段可以形成2～3条裂缝。
适用于油层多、隔层小、高密度射孔的油水井。
4．限流法压裂技术压裂时通过低密度射孔、大排量供液，形成足够的炮眼磨阻，实现一次压裂对最多 5 个破裂压力相近的油层进行改造。
