压裂酸化管柱设计

试油压裂施工设计（不动管柱压裂+低浓度胍胶）一、方案目的通过压裂改善地层渗透性，增强油层近井地带的渗流能力，提高单井产能。

二、设计依据该井试油地质方案，试油工程设计。

三、油气井基本数据1、基本数据2、井身结构3、固井质量四、油层数据五、通洗井、试压作业要求1．通井采用φ118mm×1.2m通井规通井（钻具结构自上而下为油管＋通井规），下钻速度控制在小于0.5m/s，在距人工井底100m时减慢速度下至人工井底，以悬重下降10-20KN 为准，试探3次，取最浅值为人工井底，然后上提钻具1-3m，坐好井口。

2．洗井用活性水反循环洗井，排量大于500L/min，洗至进出口水色一致，洗井液用量不少于井筒容积的1.5倍。

活性水配方：清水+0.3％COP-1+0.3%CF-5D3．试压新完钻井洗井结束后，必须进行套管试压，试压时启动泵小排量逐渐加压至15MPa，稳定30min压力下降小于0.5Mpa为合格，否则，要分析原因采取其它措施。

六、射孔方案射孔液配方：清水+0.3%COP-1+0.3%CF-5D七、压裂施工参数1、压裂方式：不动管柱分层压裂2、压裂管柱结构（自下而上）：φ23mm直咀子＋27/8"油管2.0m+K344-115封隔器+φ16mm滑套导压阀+ 27/8"外加厚油管1根+K344-115封隔器+ KDB112-48水力锚+273、压裂施工参数5、油管规范及性能6、工作液配方及数量7、施工步骤（1）施工前清洗储液罐，按设计配好施工液体，检验合格。

（2）按设计要求下好压裂钻具，坐好井口，联接好地面放喷管线。

（3）摆好压裂车辆，联接地面高低压管汇，先冲管线，再分别试压45Mpa和0.5Mpa 不刺不漏为合格。

（4）用活性水正循环灌井筒，套管必须返水。

3（6）压后投φ45mm钢球,关井10min,开泵憋压打开滑套导压阀压裂长332，泵注程序如下：（7）压后立即放喷，大排量反冲彻底，压后反冲完放喷管线出口有明显溢流不能提井口。

不动管柱分层酸化压裂工艺管柱研究摘要：随着油气资源的不断开采，一些常规的油气藏出现开采困难的局面，需要全新的压裂工艺技术才能提高油井产量，压裂工艺管柱技术在压裂工艺技术中是非常重要的环节，因此压裂工艺管柱需要不断的更新才能满足现在的趋势，否则就会浪费很大的人力物力，分层酸化压裂工艺技术能够成功解决这一问题。

关键词：不动管柱；分层酸化；压裂工艺分层酸化压裂技术是一种新型压裂技术，目前最常见的方法是依靠投球分层压裂，利用该压裂技术最大的困难在于压裂时投球控制问题，因此在利用该技术时，需要对投球的数量、投球速度以及施工排量的要求非常严格，由于此施工技术的难度比较大，在一定压力下对目标层进行改造非常困难。

针对这一现象成功研制出不动管柱分层压裂技术，可以很好的解决在实际应用中的难题。

1分层酸化压裂管柱1.1任意层酸化压裂管柱目前有很多油田都已经采用过酸化压裂改造，甚至有些油田已经采用过多次压裂改造，由于其中的流程已经得到双化改造，而未得到改造的油层并没有发挥出其作用，因此就需要对没有被改造的油层进行针对性酸化压裂，任意一层酸化压裂工艺管柱可以有效解决这一问题。

管柱结构。

任意层酸化压裂工艺管柱主要有水力锚、封隔器、定压喷砂器、平衡阀、坐封球座等部分所组成。

（1）施工工艺。

根据油井的实际情况，按照设计要求配置管柱，并对各种组成部件进行连接，先进行投球至坐封球座处，将油管内进行憋压处理，当油管内的压力达到20Mpa时打开定压喷砂器，然后按照酸化压裂设计要求对目标层进行压裂施工。

当压裂结束以后，利用套管注入洗井液，做到快速排酸和冲砂的目的，随后投入专用的撞击杆，打开下部的平衡阀，保持管柱内外的压力平衡，有利于对将封隔器提出。

（2）管柱特点。

管柱工作时工作压力比较高，而且可以大排量正反替液，可以对油层中的任何部位进行酸性压裂施工。

并且该管柱在设计时留有反洗井通道，有利于进行冲砂和排酸等工作。

（3） 1.2不动管柱分层酸化压裂工艺管柱由于很多油田的油层厚度比较薄，并且存在的数量也非常多，因此常规的酸化压裂只能对油层中的某一层进行酸化，所以只有一个油层能被完全开采，需要对多个油层进行酸化时需要进行多次施工，容易出现施工复杂化，并且施工时间比较长、难度大。

一、油气开采工艺油气开采工艺――石油、天然气是怎样开采出来的？1、勘探初勘—地质普查—油、气勘探—打探井—打生产井—完井—试油—完井投产—管道输送—用户—初勘—用飞机重力、磁场、地球物理等方法进行宏观的初勘，以确定矿藏的性质及大概分布情况。

地质普查—进一步查明矿藏的种类及分布情况。

油气勘探―查明油气的分布规律，藏量等。

打探井—评估是否有开采价值。

打生产井—正式生产。

2、钻井—探井、评估井、生产井钻井的方法：冲击钻、旋转钻、涡轮钻。

钻井及完井的模式有两种：1）．传统型（老办法）13 3/8－９5/8－７－５－４1/2表层技术油层油层衬管此法节约套管和固井费用，但给后期的试油带来弊病，往往９5/8套管不能承受高压而窜漏，若采取套管回接则固井质量难过关，如塔指的英买２井。

２）．常规型分级固井，分两级或三级固井，目前国内尚用两级固井，成本高，且固井质量好。

3.完井试油及投产采取自下而上逐层上试，搞清各层位的油气情况。

1）射孔测试射孔--测试—完井投产，如大庆，青海有的井。

射孔--用射孔枪装上射孔弹将套管和地层射开。

射孔方法：电缆和无电缆射孔电缆射孔：用电缆带射孔弹射孔无电缆：射孔枪内装射孔弹射孔引爆方式：液压、投棒。

液压：油管加压、环空加压、全井筒加压三种方法。

射孔抢种类：51、73、89枪等。

2)暂时或永久性封堵。

注塞――打水泥塞封堵。

下桥塞——电缆或机械式、或可取式桥塞。

易污染油气，成本高——钻塞。

3）卡层酸化试油（另讲）4）完井投产用插管封隔器保护套管完井投产。

使套管长期不承受高压和腐蚀介质的侵入，可谓百年大计，也是国际上最先进和通用方法。

二、高压压裂酸化管柱1、管柱结构，作用及工作原理。

1）、管柱结构油管+水力锚——紧接封隔器——油管——起动器+筛管2）、作用：保护套管不受高压，对产层进行高压挤住、使产量增加。

3）、工作原理：A、水力锚靠压差将锚爪推出咬住套管，克服封隔器工作时的上顶力，使封隔器能正常工作，同时稳定管柱。

296酸化压裂是一项重要的技术，其作用在油层改造挖潜方面尤为突出，给许多油田带来了稳定的产率和较高的产量。

在整个设计技术过程中，酸压管柱扮演着实施场所的角色，对这个场所的结构及井下工具组合的设计与优化，是酸化压裂工艺技术中很重要的部分。

1　背景知识概述压裂工艺：为了达到提高地层中流体渗透能力的作用，采用压裂的工艺技术，也就是通过压裂靠在地表中可以形成高渗透能力的裂缝来实现。

对于带有一定能量的低渗透地层能力的产量问题，或是由于堵塞而导致产量降低的一些井，是压裂工艺的设计范畴。

压裂工艺对选井有一些要求，需注意套管强度、距边水、气顶距离、遮挡层的好坏等一些有关井况的问题，更重要的是选择那些地层压力、油饱和度以及地层系数均较优的井。

为确保压裂设计的最终完美效果，还需在技术工艺方面设计到位。

酸化工艺：为了发挥提高地层中流体渗透能力的作用，采用酸化工艺技术，也就是通过靠向地层挤酸的水力作用以及酸液的化学溶蚀作用来实现。

酸化工艺技术一般分为两种基本类型：常规酸化（孔隙酸化）工艺、酸化压裂（压裂酸化）工艺，在此主要对后者展开详细探讨。

酸化压裂：注酸压力较高，油（气）层破裂压力相对较低，也就是说在满足可以压开地层形成的裂缝的前提下，同时可以向地层挤酸的工艺处理，此类酸化，简称酸压。

它对于堵塞较严重或是渗透能力较弱的油气井更为适用。

酸压已成为一种重要的完井方式，并且是国内外油田灰岩油藏广泛采用的一项增产增注措施。

2　酸化压裂工艺技术作用2.1　油田实施酸压工艺的必要性就多油层油田来说，其层间差异问题越来越严重，主要是由于各井油层数量多、物性差别远、跨距大、地层间压力下降导致，这种差异使得层间矛盾尤为明显，制约着油藏纵向层间运动的平衡性。

水平井可以提高有锥进的油气藏、带有裂缝的油气藏、薄油气层的采油指数和最终采收率，它主要是通过扩大油层泄油面积来实现的，是一项提高油田开发经济效益的技术。

但是由于水平井油藏间渗流阻力大、渗透率低、连通性差，甚至单井产能也较低，满足不了经济开发需求，所以还应对水平井的产能进行提高，可以对其实施压裂来达到欲求目的。

中国石化西北分公司企业标准Q/XB KF02—20072007-03-01发布 2007-03-01实施QB 酸化压裂施工规范前言酸化压裂施工是石油天然气开采中的一项重要增产工艺，为了改善西北分公司酸化压裂作业施工条件与环境，保护施工作业人员安全和健康，保证储层改造作业成功,特制定本标准。

本标准由中国石油化工股份有限公司西北分公司开发处提出.本标准由中国石油化工股份有限公司西北分公司标准化委员会批准。

本标准由中国石油化工股份有限公司西北分公司标准化委员会归口管理。

本标准起草单位:中国石油化工股份有限公司西北分公司工程技术研究院.本标准起草人:陈朝刚张烨米强波耿宇迪焦克波本标准从2007年3月1日起实施,代替2004版酸压/酸化施工规范标准（Q/XB KF02-2004）。

本标准的附录A是提示的附录。

目次1 范围 02 施工准备 03 现场施工 (2)4 施工后返排 (3)5 施工资料录取及提交 (3)6 施工质量评价 (4)7 QHSE要求 (4)附录A（提示的附录) 酸压施工公报格式1 范围本标准规定了油井酸化、酸压和压裂施工作业的一般方法。

本标准适用于西北分公司油田酸化、酸压和压裂施工作业。

2 引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成本标准的条文.本标准出版时，所示的版本均为有效。

所有标准都会被修订，使用本标准时的各方应探讨使用下列标准的最新版本的可能性。

SY/T5225-2005 石油与天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产管理规定SY/T 5127-2002 石油井口装置额定工作压力与公称通径系列SY/T 5323—2004压裂管汇与节流管汇SY/T 6137—2005含硫气井安全生产技术规定SY 6277-2005 含硫油气田人身防护安全管理规定3 定义本标准采用下列定义。

3.1压裂利用各种方式产生高压，作用于储层形成具有一定导流能力的裂缝，可使井达到增产（注）目的的工艺措施。

!应用技术#不动管柱分层酸化压裂工艺管柱研究肖国华X(江汉油田分公司采油工艺研究院)摘要常规多油层全井酸化压裂只能对其中的某一薄弱层进行改造,而其他大多数层位并未得到改善,往往是得到处理的层位并不完全是设计层位,因此全井酸化压裂改造的效果受到很大的影响,这需再对其他层位进行重新施工,增加了施工难度,耗费大量的人力物力。

针对这一问题,研究成功分层酸化压裂工艺技术,该工艺管柱由多级压裂封隔器和滑套喷砂器组成,通过自下而上的处理方式可以实现不动管柱酸化压裂3层或对其中任意1层进行施工改造。

现场38井次的试验表明,该分层酸化压裂管柱配套齐全,施工成功率达100%。

关键词多油层分层压裂管柱封隔器喷砂器分层酸化压裂技术是各油田亟待解决的问题,而目前最常见的方法之一是采用投球分层压裂[1]。

该压裂技术最大的不足是在压裂时投球控制不准,其投球的数量、投球速度、施工排量要求很严,因此施工技术难度大,在一定的压力下难以控制需重点改造的层位,分层效果并不十分理想。

针对这一问题,江汉油田分公司采油工艺研究院研究并试验成功一套不动管柱分压3层或对其中任意1层进行压裂改造的分层压裂技术,较好地解决了应用中的难题。

分层酸化压裂管柱11任意层酸化压裂管柱[2]目前有很多油田的大部分油井均进行过酸化压裂改造,甚至进行过多次改造,因此其中的部分油层得到过酸化压裂改造,为了让未得到改造的油层发挥作用,就需要有针对性地进行酸化压裂,即处理其中某一油层,而其他层位不受影响。

为了解决这个问题,研制了一种任意层酸化压裂工艺管柱。

(1)管柱结构任意层酸化压裂管柱由水力锚、Y341系列酸化压裂封隔器、定压喷砂器、平衡阀、坐封球座等组成(见图1)。

图1任意层酸化压裂管柱1、5)水力锚;2、4)Y341封隔器;3)定压喷砂器;6)平衡阀;7)坐封球座(2)施工工艺按设计要求配好管柱;连接管线,循环泵,替液(该管柱正反顶替均可);先投球([Ê38mm)至坐封球座处,油管内憋压15 M Pa坐封封隔器,继续憋压至20M Pa左右打开定压喷砂器;然后按照酸化压裂设计要求进行选定层位的酸化压裂施工。

压裂（酸化）工艺管柱及工具说明书东营市兆鑫工贸有限责任公司联系电话0546-7776159锚定式分段压裂（酸化）管柱使用说明1、工具下井前必须仔细检查，在确保工具完好时才能下井，检查内容如下：两端连接螺纹(2-7/8UPTBG)是否完好无损，胶筒外表面不得有划痕，工具外表面不得有碰撞后产生的永久变形。

2、封隔器胶筒坐封位置必须避开套管接箍位置。

3、封隔器下井应严格执行井下作业操作规程及安全规定，下井过程中要求操作平稳、速度适中，不得猛提、猛刹、猛放。

井口必须装指重表。

4、施工过程注：以51/2套管压裂为例。

所用工具为: AQJT-100ZX 、YLK344-108AZX、SLM-114A、PSQ上-100、PSQ中-100、PSQ下-95。

封隔器下至设计位置后，装好井口，接好管线，从油管内加压，排量每分钟不大于0.5m3，低替所需的液体后提高排量进行施工，（封隔器、水力锚的工作压力0.6- 1.5Mpa）。

第一段施工完毕后从油管投入φ35钢球一个，加压16Mpa-20Mpa打掉滑套，使第二层封隔器和喷砂器处于工作状态，对第二段实施压裂。

施工完毕，再从油管投入φ42钢球，加压16Mpa-20Mpa打掉滑套，对第三段实施压裂。

全井施工完毕（在有条件的情况下最好反洗井），上提管柱即可。

如起管柱遇阻无法提出管柱，从油管投入Φ55钢球一个加压20-22Mpa，打开安全接头的滑套，安全接头断开、上提管柱，使管柱与工具脱开，提出管柱再作处理。

安全接头（压裂AQJT90～108）ZX一、概述ZX安全接头采用分瓣卡爪结构，该结构具有抗拉强度高、打脱可靠、打捞方便等特点。

打捞时采用捞锚打捞。

三、工作原理（以AQJT-95ZX安全接头为例）安全接头主要有上体、滑套、剪断销钉、下体等部件组成。

其主要工作原理是接在压裂管柱之上，随压裂管柱下至设计深度。

当压裂管柱施工后被砂卡或被砂埋时，通过反洗井等措施也无法解卡时，从油管投入φ50钢球一个，加压20-22 MPa（油管内地层压力除外）直至销钉被剪断，滑套下行，此时上提油管提出安全接头以上部分，再进行丢掉管柱的打捞处理。

压裂施工管柱摩阻计算苏权生摘 要：压裂施工管柱摩阻计算对压裂施工过程中压力波动判断和压后净压力拟合具有重要意义。

目前对压裂液在层流状态下的摩阻计算比较成熟，计算结果可信度高，但对压裂液在紊流状态下性质还未找出一定的规律，摩阻计算结果误差较大。

本文以降阻比法为基础进行压裂管柱摩阻计算，通过理论计算与现场实测数据进行对比分析，提高计算精度。

关键词： 管柱摩阻 紊流 降阻比 计算精度压裂管柱摩阻计算是压裂施工过程中压力变化判断的基础，是进行井底压力和裂缝净压力计算的关键。

在实际压裂设计中经常采用经验估计法对管柱摩阻进行粗略计算，往往不能准确地预测实际管柱摩阻。

本文以降阻比法为基础，分别对HPG 压裂液的前置液、携砂液沿程管柱摩阻进行理论计算，并结合胜利油田现场施工井的实际数据进行对比分析，对影响管柱摩阻计算的影响因素进行修正，提高理论计算和现场施工数据的一致性，形成适合胜利油田压裂施工管柱摩阻计算的相关计算程序。

1、降阻比管柱摩阻计算Lord 和MC Gowen 等人在前人研究的基础上提出了HPG 压裂液前置液，携砂液摩阻计算的新方法，称为降阻比法，其基本原理是在相同条件（如排量、管径、管长相同）下，压裂液摩阻与清水摩阻之比称为降阻比，用公式表示为:wf p f P P )()(∆∆=δ (1)式中：p f P )(∆：压裂液摩阻，Mpa ；w f P )(∆：清水摩阻，Mpa ；δ：降阻比系数,无单位。

1.1 清水摩阻计算从公式（1）可以看出，降阻比法要首先计算清水摩阻，且其值的准确性对压裂液摩阻计算有较大的影响，水力学中伯拉休斯清水摩阻计算式:L Q D P ***10*779.775.175.461--=∆ (2)式中： 1P ∆：清水摩阻，Mpa ； D ：管柱内径，m ； Q ：施工排量m 3/s ； L: 管柱长度，m ；用车古201井数据进行清水摩阻验证，车古201井酸化施工管柱为Φ73mm 光油管，下深4505m ，施工前用20m 3清水正洗井降温，排量1.5m 3/min ，测得沿程管路摩阻为31Mpa ，用公式(2)计算管柱摩阻值为30Mpa ，计算值与实际值误差3.2%。

891 管柱下入原理分段改造工具管柱分2次下入，首先用钻杆带悬挂封隔器、裸眼封隔器、压差滑套、自封式坐封球座、回压阀等工具管串下到预定位置，坐封丢手后起出送入钻杆。

再下入油管带反打开循环滑套、水力锚和回接插管，将回接插管插入悬挂封隔器回接筒内，组成水平井分段压裂完井管柱。

直接憋压打开压差滑套对第一段进行改造施工，第二段以上施工井段通过滑套控制器开启滑套进行施工。

（1、引鞋；2、筛管 3、回压阀 4、自封式坐封球座 5、压差滑套；6、裸眼封隔器；7、套管串；8、投球滑套Ⅰ；9、投球滑套Ⅱ；10、投球滑套Ⅲ；11、投球滑套Ⅳ；12、悬挂封隔器；13、水力锚；14、反打开循环滑套）图1 分段改造图2 施工步骤2.1 井眼准备（1）原钻具通井 ：按原钻具组合通井到人工井底。

（2）套管技术刮管 ：以177.8mm技术套管、152.4mm裸眼完井的水平井为例，用套管刮管器对技术套管通内径，注意平稳、匀速下钻，下深不要超过套管鞋井深，在悬挂点附近位置要反复刮铣套管内径，确保套管内光滑畅通。

（3）套管技术通径：用Ф148mm通井规通套管，注意通井规下深不要超过套管鞋深度，在悬挂点附近位置要反复通内径，保证悬挂器坐封顺利。

同时对悬挂点上部钻柱进行称重，在钻杆送入下部完井管串后，准确判断中和点，确保钻杆与悬挂器倒扣成功。

（4）依次用单铣柱、双铣柱、三铣柱通水平井段。

组合152.4mm牙轮钻头带150mm铣柱进行通井，裸眼段下钻速度控制在10m/min以内，下钻到裸眼段后如遇阻，可在50kN范围内上下提放管柱，直到可以顺利下钻；若仍不能通过，可适当采取旋转、上下划眼的方法，划眼通过后必须对划眼井段上下提放3～5次，确保井眼光滑且起下钻无额外阻力，记录遇阻位置和遇阻吨位，严禁强行下钻。

单铣柱通井顺利后再依次用双铣柱、三铣柱进行通井。

三铣柱通井正常后在水平井段注入液体润滑剂，方可进行下管柱施工。

2.2 完井管柱下入（1）工具管柱入井前的检查与准备。