滑套式水力喷射分段压裂技术

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。

水平井水力喷砂分段压裂技术作者：刘爱民来源：《中国科技博览》2013年第33期[摘要] 水力喷砂射孔分段压裂技术是将射孔、分层压裂融为一体的新型增产措施，无需下封隔器，一趟管柱即可完成多层段射孔压裂，提高了措施的有效性和安全性。

[关键词]水力喷砂分段压裂油田工艺设计中图分类号：TK7一、水平井水力喷砂分段压裂工艺的内涵1、水平井分段压裂技术主要包括水力喷砂分段压裂、滑套封隔器分段压裂和双封单卡机械分段压裂。

其中水力喷砂分段压裂技术是一项以水力喷砂射孔与加砂压裂联作的储层改造技术。

2、水平井水力喷砂分段压裂技术功能主要有一下几点：（1）水力喷砂分段压裂通过采用喷砂射孔和加砂压裂联作，不需要使用封隔器与桥塞等隔离工具。

（2）采用负压封隔，具有井下工具作业简单、外径小，砂卡几率低，施工安全性高，受完井方式的限制小等优点。

（3）水平井水力喷砂分段压裂应用范围广，水力喷砂分段压裂适应于套管、裸眼和筛管等不同完井方式的中深水平井。

二、水平井水力喷砂分段压裂发展1、水平井水力喷砂分段压裂工艺现状水平井水力喷射分段压裂改造技术是90年代末发展起来国外应用比较广泛的技术，此项技术可以在裸眼、筛管、甚至套管完井的水平井以及灰岩、砂岩等不同岩性储层上进行分段压裂，而且施工安全快捷，对地层伤害小，是一种比较理想的水平井分段压裂改造技术。

本技术的关键在于喷砂工具的结构、喷嘴的尺寸、材质及使用，它们直接影响能否在地层中射流成缝以及加砂，可以满足水平井分段压裂改造技术的要求。

20世纪80年代，国内外开始致力于水平井压裂增产改造技术的研究，目前水力喷射分段改造技术是国外应用比较广泛的技术，这项技术是90年代末发展起来的，经过二十年的发展，分段压裂技术取得了很大的进展，目前国内针对低孔低渗，自然产能低、平面储层的变化非常大，非均质性强的水平井采用多段压裂完井工艺技术，油气井增产效益取得了最大化进展。

由于研究起步较晚，总体上来说，目前，水平井分段压裂改造工艺技术还不能满足实际上的生产需。

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。

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。

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。

压裂的技术种类压裂就是利用水力作用，使油层形成裂缝的一种方法，又称油层水力压裂。

油层压裂工艺过程是用压裂车，把高压大排量具有一定粘度的液体挤入油层，当把油层压出许多裂缝后，加入支撑剂(如石英砂等)充填进裂缝，提高油层的渗透能力，以增加注水量(注水井)或产油量(油井)。

常用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液5种基本类型。

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，自下而上不动管柱施工，完成对1～3个层段的压裂。

适用于高、中、低渗油层。

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。

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。

适用于油层多、隔层小、渗透率低、可以定点低密度射孔的油水井完井压裂。

5．平衡限流法压裂技术采用与油层相邻的高含水层射孔的方法，使其与目的层成为统一的压力系统，平衡高含水层，以实现对低密度射孔部位油层的压裂，压后将高含水层炮眼堵死。

适用于油层与高含水层隔层为0.4～0.8m的井的压裂完井。

一次压裂可以实现最多5个层的改造6．定位平衡压裂技术在压裂施工时利用定位压裂封隔器和喷砂器控制目的层吸液炮眼数量和位置,平衡高含水层,实现一次压裂3～5个目的层的改造。

该技术适用于高密度射孔井的薄互层、目的层与水淹层隔层厚度在0.8～1.2m之间的薄油层及厚油层低含水部位的挖潜。

7．水平缝脱砂压裂工艺技术在压裂时控制前置液量、排量、滤失速度,使携砂液在裂缝尖端或其附近脱砂,阻止裂缝继续向前延伸，以形成一条高导流能力裂缝。

水力喷射分段压裂技术在张海27-29H井的应用
夏汉玲;马志超;甄华强;沙东;于庆国
【期刊名称】《中国石油和化工标准与质量》
【年(卷),期】2012(032)003
【摘要】本文介绍了水力喷射分段加砂压裂改造技术在张海27-29H井的应用情况,该井分为两段进行了压裂改造,喷射点分别选在3365米、3260米处.实施后该井产液56t,其中产油32t.该井的成功实施,对指导此类施工有一定的借鉴作用.【总页数】1页(P121)
【作者】夏汉玲;马志超;甄华强;沙东;于庆国
【作者单位】大港油田滩海开发公司,天津300280;大港油田第一采油厂,天津300280;大港油田滩海开发公司,天津300280;大港油田滩海开发公司,天津300280;大港油田滩海开发公司,天津300280
【正文语种】中文
【相关文献】
1.连续油管底封拖动水力喷射环空加砂分段压裂技术在九区石炭系水平井的应用[J], 王丽峰;胡忠民;朱书仪;姜杨;陈亮
2.PSK多级滑套水力喷射分段压裂技术的应用——以镇北油田水平井为例 [J], 王建麾;王成旺;余兴国;李川;向奎;范希良
3.水力喷射分段压裂技术在张海27—29H井的应用 [J], 麻惠杰;于庆国;郭海涛;温会波;关键
4.水力喷射分段压裂技术在水平井施工中的应用 [J], 王少宁;汪涛;商量
5.水力喷射分段压裂技术在靖边油田水平井中的应用 [J], 艾娟;张海;李鹏勃;张小东
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水力喷射分段压裂机理及参数研究的开题报告一、选题背景近年来，随着国家对能源行业的高度重视，油气勘探和开发越来越成为各国产业发展的重点。

在油气勘探领域中，分段压裂技术被广泛应用，这种技术可以提高油气井的产能，从而增加资源利用率。

水力喷射分段压裂技术是一种较新的技术，相对于传统的分段压裂技术，它具有压力调控精度高、施工速度快、施工效果好的优势。

因此，针对水力喷射分段压裂技术的研究具有重要的意义。

二、研究目的针对水力喷射分段压裂技术，本次研究旨在：1. 探究水力喷射分段压裂的机理，以便更好地理解该技术的工作原理；2. 分析影响水力喷射分段压裂效果的参数，并给出优化参数的建议；3. 设计一种适用于水力喷射分段压裂的实验装置，进行实验研究。

三、研究内容1. 水力喷射分段压裂的机理研究通过对水力喷射分段压裂的工作原理和分析分段压裂效果的原理进行研究，分析水力喷射分段压裂技术在油气勘探中的应用优势。

同时，分析水力喷射分段压裂的机理和工作原理，探究该技术的施工过程和施工条件对油气井压裂效果的影响。

2. 参数研究分析影响水力喷射分段压裂效果的参数，比如压裂液浓度、压力、流量、固含量等，探究不同参数的变化对压裂效果的影响。

在此基础上，优化水力喷射分段压裂的参数，提出具体的建议。

3. 实验研究设计一种适用于水力喷射分段压裂的实验装置，将不同参数下的水力喷射分段压裂效果进行实验研究，验证参数优化后的效果，给出实验数据和结论。

四、研究意义本研究具有以下意义：1. 对水力喷射分段压裂技术进行深入研究，掌握其机理和原理，提高油气井勘探的技术水平；2. 分析参数对水力喷射分段压裂效果的影响，为优化参数提供理论基础和实验数据；3. 设计适用于水力喷射分段压裂的实验装置，进行实验研究；4. 为水力喷射分段压裂技术的实际应用提供参考依据。

五、研究方法1. 文献研究法：查阅相关文献，了解水力喷射分段压裂技术的基本原理和工作机理。

2. 参数分析法：分析影响水力喷射分段压裂效果的参数，对不同参数下的压裂效果进行比较分析，提出优化建议。

水平井不动管柱套内滑套分段压裂工艺技术操作规程中石油**油田公司采油工艺研究院2012年3月**油田水平井不动管柱套内滑套分段压裂工艺技术操作规程1范围本标准规定了水平井分段压裂设计方法以及、不动管柱套内滑套分段压裂工艺技术的实施要求。

本标准适用于套内水平井分段压裂设计与施工。

2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

SY/T 5289 油、气、水井压裂设计与施工及效果评估方法SY/T 6376 压裂液通用技术条件SY/T 5107水基压裂液性能评价方法Q/SY 125 压裂支撑剂性能指标及评价测试方法SY/T 6277 含硫油气田硫化氢监测与人身安全防护规程SY/T 6610 含硫化氢油气井井下作业推荐作法SY/T 6262 气井试气工艺规程SY/T 5727 井下作业安全规程SY/T 6120油井井下作业防喷技术规程SY/T 5587常规修井作业规程3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。

3.1分段压裂相对于水平井笼统压裂往往在地应力薄弱处形成一条裂缝，分段压裂是指通过对目的井段实施针对性压裂措施从而实现沿水平井眼形成多条相互独立裂缝的压裂方式。

3.2体积压裂通过水平井分段压裂、缝网压裂等方法提高储层横纵向动用程度、改善储层渗流条件从而达到增加改造体积目的的压裂方式。

3.3不动管柱滑套分段压裂压裂第一段后通过逐级投球打开喷砂器滑套,连续进行后续层段压裂的方式。

3.4裂缝间距沿水平井眼轨迹分布的相邻两条压裂裂缝之间的距离。

4水平井分段压裂设计方法4.1压裂设计前收集资料种类区域地质概况资料、钻完井资料、录井资料、测井资料、岩心资料、流体性质资料、地层测试资料、历次措施情况、生产动态资料按SY/T 5289执行。

4.2压裂设计原则a)从体积压裂理念出发，以经济有效多段改造储层获得最大改造体积为压裂设计的目标。