不动管柱水力喷射分段压裂工艺在川西水平井中的应用

水平井分段压裂技术的研究与应用摘要：腰英台油田属于低渗透油田类型，直井压裂后开采有”三快三低”特征，即三快包括产量下降速度快，含水上升速度快，自然递减速度快；三低包括开采程度低，开采速度低，开采产能低。

围绕低渗透油田开发技术问题，腰英台油田试验水平井分段压裂改造低渗透储层的应用研究，其中主要包括滑套式封隔器分段压裂的应用研究，水力喷射分段压裂的应用研究，腰英台油田现场试验3口井，压裂改造后单井产量最高达到相邻直井的4.5倍，积累了大量的现场经验，为在低渗透油藏大规模应用水平井创造了条件。

关键词：低渗透油田水平井压裂改造分段压裂一、水平井分段压裂发展历程及技术现状[1]国内从1994年开展了水平井的压裂改造试验研究，国内各油田（大庆油田、胜利油田、吉林油田等）已对多口水平井进行了压裂改造的试验，制约水平井分段压裂的关键技术初步得到突破，分段压裂优化设计、分段压裂工具上基本配套完善，保证了水平井压裂技术在低渗透油气藏的应用[2]。

目前国内水平井分段压裂施工工艺有三种：水力喷射分段压裂技术、双封单卡分段压裂技术、滑套式封隔器分段压裂技术。

二、水力喷射分段压裂技术的应用1.水力喷射分段压裂机理1998年，surjaatmadja提出水力喷射压裂方法，并应用于水平井压裂。

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（如图1）。

1—引鞋；2—多孔管；3—单流阀；4—扶正器；5—喷枪：6—安全接头；7—套管。

2.水力喷射分段压裂—yb1p1的应用2011年9月18日施工，对yb1p1井2320.8～2781.0m水平段分四段进行压裂改造，施工总时间7.97小时，累入地层液量1206.4m3，累入地层砂量111.1m3，最高砂比22.3%，平均砂比19.45%，排量2.4～2.5m3/min，破裂压力最高68.1mpa，最低21mpa，工作泵压50～66.8mpa。

水平井水力喷射分段压裂技术的研究与应用赵绍伟【摘要】随着本厂利用水平井开发的油藏类型范围不断扩大,水平井总数不断增多,同时低效开发的水井数也逐渐增多,常规增产增效措施已无法满足开发需求,针对这一问题,引进了集射孔、压裂、分隔一体化的水力喷射分段压裂技术储层改造工艺.本项目结合油田油藏开发和完井特点,优化选井条件并开展了工艺技术的适应性研究,主要是在压裂液的研究、井下工具的配套、施工参数的优化、施工管柱的设计等方面开展研究与应用、最终提高了低产低效水平井的单井产能.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2015(034)006【总页数】4页(P49-51,55)【关键词】压裂;分段;喷射;水平井【作者】赵绍伟【作者单位】江苏油田试采一厂,江苏扬州225000【正文语种】中文【中图分类】TE243近年来，随着试采一厂利用水平井开发的油藏类型范围不断扩大，水平井总数不断增多。

据统计，试采一厂5 t以下的低产低效水平井多达52口，占水平井开井总数的55%。

改善低效水平井的开发效果成为增产稳产的重要环节。

针对这一问题，引进应用了水力喷射分段压裂工艺。

该工艺采用分段压裂管柱对水平井段分两段实施喷射压裂，压裂液基液携带石英砂对地层射孔，射孔后油管加压裂砂对射孔段实施压裂，投球打开滑套之后实施第二层喷射压裂。

该技术是集射孔、压裂、分隔一体化的新型储层改造措施，具有一趟管柱实现多段压裂的增产的特点，适合水平井储层改造的需求。

1.1 目前水平井压裂工艺的局限性现场常用的分层（段）压裂方法主要有：限流法压裂、机械封隔器分层压裂。

限流法压裂要求的射孔密度较低，将会妨碍射孔对有效井筒半径的扩大；作业期间，在射孔通道和裂缝入口处可能出现过大的压力降，并会影响携砂液在层间的分布；限流法进行射孔提供的裂缝入口面积较小，在返排和生产期间，易使支撑剂返出。

使用机械封隔器分层压裂或分段压裂工艺，施工完一个层位后，封隔器常常发生砂卡，导致井下事故。

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。

浅析水平井分段压裂工艺技术及展望摘要：随着油田开发进入后期，产油量下降，含水量大幅上升，开采难度增大。

大力开采低渗透油气藏成为增加产量的主要手段。

而水平井分段压裂增产措施是开采低渗透油气藏的最佳方法。

水平井分段压裂技术的应用可以大幅提高油田产量，增加经济效益，实现油气的高效低成本开发。

本文介绍国内水平井分段压裂技术，并对水平井分段压裂技术进行展望。

关键词：水平井；分段压裂；工艺技术1水平井技术优势目前水平井已成为一种集成化定向钻井技术，在油田开发方面发挥着重要作用。

通过对现有文献进行调研,发现水平井存在以下技术优势：水平井井眼穿过储层的长度长，极大地增加了井筒与储层接触面积,提高了储层采收率;仅需要少数的井不但可以实现最佳采收率，而且在节约施工场地面积的同时降低生产成本，以此提高油田开发效果；水平井压力特征与直井相比，压力降低速度慢,井底流压更高，当压差相同时，水平井的采出量是直井采出量的4~7倍;当开发边底水油气藏时，若采用直井直接进行开采虽然初期产量高但后期含水上升快，而水平井泄油面积大，加上生产压差小,能够很好的控制含水上升速度,有效抑制此类油藏发生水锥或气锥;能够使多个薄层同时进行开采,提高储层的采出程度。

2水平井压裂增产原理水平井压裂增产的过程:利用高压泵组将高黏液体以大大超过地层吸液能力的排量由井筒泵送至储层，当达到地层的抗张强度时，地层起裂并形成裂缝,随着流体的不断注入，裂缝不断扩展并延伸,使得储层中裂隙结构处于沟通状态,从而提高储层的渗流能力，达到增产的目的。

水平井压裂增产原理主要包括以下四方面:增加了井筒与储层的接触面积，提高了原油采收率;改变了井底附近渗流模式，将压裂前的径向流改变为压裂后的双线性流，使得流体更容易流人井筒，降低了渗流阻力;沟通了储层中的人造裂缝和天然裂缝，扩大了储层供油区域，提高了储层渗流能力。

降低了井底附近地层污染，提高了单井产量。

3国内水平井分段压裂技术3.1水平井套管限流压裂对于未射孔的新井，应采用限流法分段压裂技术。

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。

2008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Baker Hughes、Weatherford、Packers plus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。

水力喷射技术在四川油气田中的应用摘要：水力喷射技术近几年在世界范围内的许多油田得到应用，特别对低渗透油气藏进行压裂增产是有效可行的，是一种经济适用的增产技术。

川渝地区合川构造、广安构造储层大部分具有低孔低渗的特点，自07年至今已经成功对5 口开发井实施了水力喷射技术。

该技术射开的孔洞大，和裂缝的联通性好，能有效控制裂缝起裂，在井中准确造缝，缩短试油周期。

对储层的改造和四川气田产能建设起到积极作用。

关键词：水力喷射低孔低渗压裂水平井定向井一、前言水力喷射技术是一种利用工作液体携带一定大小颗粒和强度的砂子，以较高的速度从窄小喷嘴喷出，产生强大的切割力量，达到射穿套管和水泥环，打通油气通道的增产新措施。

1998年，Surjaatmadja首先提出了水力喷射压裂思想和方法，并用数值模拟和室内实验方法对其可行性进行了研究[1]。

水力喷射压裂是集水力射孔、压裂、隔离一体化的新型增产改造技术，是利用水动力学原理成功解决裸眼水平井压裂不需其他机械封隔的方法。

水力喷射压裂通过两套泵压系统分别向油管和环空中泵入流体，一次完成喷射射孔和压裂。

水力喷射压裂具有能够较准确地在指定位置制造裂缝，无需机械封隔，节省作业时间，提高作业安全等众多优点[2]。

在该技术试验的油气藏中，绝大多数是低孔低渗透储层，无论是长庆油田还是四川气田，水力喷射能很好的提高增产效果和作业效率。

三、水力喷射原理由方程可知，高速流体携带高压能量冲击套管壁、水泥环、岩石形成射孔通道。

高速流体的冲击作用在水力射孔孔道顶端产生微裂缝，降低地层起裂压力。

射流继续作用在喷射通道中形成增压，向环空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瞬间将射孔孔眼顶端处地层压破[4]。

环空流体在高速射流的带动下进入射孔通道和裂缝中，使得裂缝充分扩展，同时向裂缝中挤入携砂液，继续延伸裂缝，并支撑起裂缝，最终达到改造储层的目的，喷射过程见示意图1。

三、水力喷射工具四川盆地合川、广安片区布井方式以丛式井为主，所以大部分为定向井，还有部分水平井。

分段压裂技术在水平井完井中的应用效果分析引言：随着现代石油勘探技术的不断发展，水平井完井技术作为一种提高油气开采效率的重要手段，得到了广泛应用。

而分段压裂技术作为水平井完井中的关键环节，对于增加储层的有效油气产能以及改善井壁稳定性起着至关重要的作用。

本文将从应用效果的角度，综合分析分段压裂技术在水平井完井中的作用，探讨其对增产提效的贡献。

一、分段压裂技术的基本原理分段压裂技术是指在水平井完井过程中，根据地层特点和井况参数，将井眼分段进行封隔，并通过压裂装置将压裂液注入井眼，使地层破裂并形成裂缝，以增加储层的有效渗透性。

其基本原理包括：分段封隔、压裂液压力传递、破裂液进入储层、裂缝扩展和固化。

二、分段压裂技术的主要应用效果1. 提高产能：分段压裂技术能够有效增加储层的渗透能力，进而提高油气的产能。

由于水平井完井中利用这一技术进行压裂的裂缝面积更大，壁面覆盖更广，增加了油气流通区域，进一步扩大了有效渗透面积，使得油气能更充分地通过裂缝进入井筒。

2. 高效改造油气藏：一些老旧的油气藏可能由于地质构造复杂、渗透性差等原因导致开采效果不佳，分段压裂技术则可通过破坏或改善储层内部裂缝系统，改变产层渗透性，破坏油气藏中原有较差的渗透阻力，从而提高其开采效果。

3. 降低井壁失稳风险：在水平井完井过程中，井壁稳定性一直是一个值得关注的问题。

分段压裂技术通过将井眼分段封隔，使压裂液的注入能更精确地控制在目标地层内，有效避免或降低井壁失稳的风险，提高水平井完井的成功率和安全性。

4. 优化砂岩酸化作用：砂岩酸化作用是提高石油或天然气开采效果的重要手段。

分段压裂技术可将酸液分别注入各个段位，使其在目标地层内形成酸液作用导向孔隙和裂缝，从而增强砂岩酸化效果，提高开采效率。

三、案例分析以某油气田为例，在其水平井完井中应用了分段压裂技术，取得了显著的应用效果。

通过分段压裂技术，该油气田井筒的有效渗透面积得以大幅度增加，均匀覆盖整个储层。

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，借助压力、势能、动能三者之间的转换关系，促使压裂施工更加准确可靠[1]。

水力喷射压力技术能够充分整合水力压裂技术、水力喷砂射孔的应用优势，实现精准布置裂缝、控制压裂裂缝、实现压裂增产。

1.水力喷射压裂技术工艺施工对于水力喷射压裂技术，本身并不需要额外进行机械封隔、便能够完成自动隔离，技术施工周期较短、施工程序简单、压井次数少，能够显著减少对储层造成的不良影响，形成良好的经济效益。

不动管柱水力喷射逐层压裂技术在现场成功应用1. 引言不动管柱水力喷射逐层压裂技术是一种先进的油气田开发技术，通过在井筒内设置管柱、喷射器和压裂器等装置，实现对油气层逐层压裂，提高油气产量。

该技术在现场应用中具有较高的成功率和效果，本文将介绍该技术的工作原理、优势以及在现场应用中的成功案例。

2. 技术原理不动管柱水力喷射逐层压裂技术的基本原理是通过在油气井井筒内设置不动管柱和压裂器，在需要增产的油气层上设置喷射器，利用泵送压裂液体和高速射流，将油气层压裂，形成裂缝通道，提高油气的渗流能力，最终达到增产的效果。

3. 技术优势不动管柱水力喷射逐层压裂技术相比传统的压裂技术具有以下优势： - 可逐层压裂：能够对油气层实现逐层压裂，更精细地提高产量。

- 不涉及管柱下楼：由于不动管柱的设置，无需进行管柱下楼，降低作业风险和成本。

- 操作简便：操作过程简单，易于实施，可大大提高作业效率。

- 高成功率：在现场应用中具有较高的成功率和效果，被广泛应用于油气生产。

4. 成功应用案例4.1 某油田A区块•在某油田A区块，采用不动管柱水力喷射逐层压裂技术，成功对多口井实施压裂作业。

•通过逐层压裂，油井产量平均提高了25%，有效延长了油田的产能。

•技术应用效果被相关公司评定为高效、稳定，为公司创造了可观的经济效益。

4.2 某天然气田B区块•在某天然气田B区块，应用不动管柱水力喷射逐层压裂技术，成功提高了天然气井的产量。

•经过压裂作业后，天然气产量明显增加，且产量维持稳定。

•技术应用效果得到了业内专家的高度评价，被认为是一种高效的提高产量的技术手段。

5. 结论不动管柱水力喷射逐层压裂技术在现场应用中取得了显著成功，通过逐层压裂可以实现油气产量的有效提高，对于油气田的开发具有重要意义。

技术的优势在于可逐层压裂、操作简便且成功率高，为提高油气产量提供了一种高效可行的方案。

不动管柱水力喷射逐层压裂技术有望在未来更广泛地应用于油气开发领域，为行业发展带来新思路和可能。