水力喷砂射孔技术介绍共34页文档

高压水射流技术的相关研究
围绕增产与提高采收率技术
着眼于低压低产、低渗难动用问题 注重与连续管技术的结合
清水射流 一、水力深穿透射孔技术
二、超短半径水平井技术 三、水射流钻径向分支井技术
磨料射流 五、磨料射流钻孔技术
六、水力喷砂深穿透射孔技术
七、水射流辅助压裂技术
四、连续管射流作业配套工具
八、水射流辅助连续管压裂
新型水力喷砂射孔主要应用 1、深穿透射孔，解除近井带堵塞
射孔解堵：双层套管井、特厚水泥环或深度污染地层
定向射孔：水平井、定向井、裂缝性地层
特殊场合射孔：深井超深井、高温高压井的射孔
2、辅助压裂
压裂预处理：降低破裂压力和孔眼摩阻
喷砂射孔与压裂连作：高寿命喷嘴适应压裂液冲蚀 连续油管压裂（连作）
中国石油集团钻井工程技术研究院江汉机械研究所
水射流钻径向分支井技术取得突破
采用水射流径向钻孔的方式，以较低的作业成本，有 效提高油气井的单井日产量
——改造储层增产；近井解堵增产
（分支井规模） （射孔规模）
对象特征
1、有一定产能的常规油藏 2、常规方法难以经济有效动用
作业目标
单井日产为邻井的 3 倍以上 有效增产，实现经济开发，合
3、水力喷射压裂
不需机械封隔实现分段、分层压裂，特别适应水平井、大斜度 井的改造，在垂直井内的应用也日渐增多 连续管水力喷射压裂：进一步降低气井、水平井作业成本，提 高安全性
中国石油集团钻井工程技术研究院江汉机械研究所
水力喷射压裂基本过程
射孔、压裂、隔离一体化，无须机械封隔可实现分段、分层作业
95 90 85
500 400
深度（mm）
时间与深度

c 完成试验准备和打靶试验
接泵车
靶 件
1200mm
管 串 示 意 图

堵丝
返排管线
水泥靶
套管 油管短节 喷枪 丝堵
ф 2548mm
套 管 (5 1/2″ 、 7″两种)
地面靶件射孔前的实物照片
地面靶件射孔后的实物照片
地面靶件射孔后剖开前的实物照片
7″靶件试验参数
作业时间：2004.10.19 靶件岩样强度： 44.4 MPa
井下管柱结构图
3.7.1 23254井水力喷砂射孔施工总结
（1）油、水层基本数据
射开 稠 射 孔 厚度 油 井 段 （m） 层 （m） 位 319.0 324.0 完钻 日期 人工 井底 （m） 套管 套管 直径 壁厚 （mm） （mm）
常规射孔 水力射孔 2.4孔/米 YD-89 20孔 /m
J3q
2005.12.20
水力喷砂射孔（磨料射流）是在高压水作用下加砂 射穿套管沟通地层的一种新技术和新工艺。
1.1 技术应用范围
a. b. c. d. e. f.
油层较薄（厚度1.0米）、无法进行压裂增产的井 特低渗透致密油藏，降低井底渗流阻力，常规射孔 难以求产的井 不宜实施酸化增产的酸敏油藏 油层污染严重的各种套管井的射孔 压裂前期预处理来降低地层破裂压力等场合 适用井深：<4000米
17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 3 4 5 6 7 喷嘴直径（mm） 8 9
套管壁面上的孔眼直径（mm）
图3 套管壁上孔眼直径 VS 喷嘴直径
650
射孔深度（mm）
160
600 550 500 450 400 3 4 5 6 7 8 9

环境保护与可持续发展
减少环境污染
优化水力喷砂射孔压裂的 作业流程，降低废水和废 气的排放，减少对环境的 污染。
节能减排
研发低能耗、低排放的设 备和工艺，降低水力喷砂 射孔压裂过程中的能源消 耗和碳排放。
资源回收利用
对水力喷砂射孔压裂过程 中产生的废料进行回收利 用，实现资源的循环利用。
市场应用前景与商业模式
煤层气开发
总结词
水力喷砂射孔压裂技术在煤层气开发中具有重要作用，能够提高煤层气的产量和采收率。
详细描述
煤层气是一种清洁能源，开发利用煤层气对于减少环境污染和能源需求具有重要意义。 水力喷砂射孔压裂技术能够有效地对煤层进行射孔和压裂，提高煤层气的产量和采收率。 该技术对于低渗透煤层和致密煤层的开发尤其有效，能够显著提高煤层气的开采效率和
1 2
市场需求增长
随着油气勘探开发领域的不断发展，水力喷砂射 孔压裂技术的应用范围和市场前景将不断扩大。
商业模式创新
探索新的商业模式，如服务外包、技术转让等方 式，推动水力喷砂射孔压裂技术的商业化应用。
3
国际合作与交流
加强国际合作与交流，引进国外先进技术和管理 经验，提高我国水力喷砂射孔压裂技术的国际竞 争力。
水力喷砂射孔压裂的定义
定义
水力喷砂射孔压裂是指利用高压水流携带砂 粒或磨料对油井进行射孔，并在射孔的同时 对储层进行压裂的技术。通过这种方式，可 以在储层中形成更多的裂缝，增加油气的渗 透面积，从而提高油气的产量。
技术原理
水力喷砂射孔压裂技术的基本原理是利用高 压水流携带砂粒或磨料，通过喷嘴将水流和 砂粒或磨料高速喷射到油井的储层中。水流 和砂粒或磨料在撞击到储层岩石时产生冲击 力，这种冲击力能够使岩石破碎并形成孔洞 。同时，高压水流产生的压力能够使储层中 的裂缝扩大，进一步增加油气的渗透面积。

磨料射孔和炮弹射孔对比
射穿双层/三层套管
一、水力喷射分段压裂机理与参数
5 水力喷射射孔参数优化
➢ 最优喷嘴压降：28~35MPa ➢ 磨料粒度选择：20~40目石英砂 ➢ 最优磨料体积浓度：6~8% ➢ 最优喷砂射孔时间：10~15min
已登记国家计算机软件著作权 已完成石油天然气行业标准建议稿
二、水力喷射压裂工具设计研制
资4
高压水射流喷射压裂机理研究
国家自然科学基金项目
50774089
助
5 水力射孔与分段压裂一体化改造增产技术 国家油气重大专项专题 2009ZX05009-04A
6 大牛地气田连续分层压裂工艺技术研究 国家重大专项示范专题 2008ZX05045-003
一、水力喷射分段压裂机理与参数
1 水力喷射分段压裂机理
喷嘴 套管壁孔径15mm、喷射压力45MPa
孔眼最大直径100mm、孔深500mm 直井分层水平井分段压裂是发展趋势 国家863计划支持，RFPA软件数值模拟 二、水力喷射压裂工具设计研制
高压泵组
岩样
磨料加砂系统 磨料射流实验装置
一、水力喷射分段压裂机理与参数
5 水力喷射射孔参数优化
射孔深度（cm ）
滑套工具尺寸
名称
第七级 第六级 第五级 第四级 第三级 第二级 第一级 单向阀内孔
60型滑套
50
46
42
38
34
30
26
22
低密度
钢球
55 49-48 45-44 41-40 37-36 33-32 29-28
25
2.0～2.6
二、水力喷射压裂工具设计研制
5 ½″套管不动管柱10段加砂压裂工具已加工完毕