水平井泵送桥塞分层射孔压裂技术.pdf

随着钻井技术的发展 ，水平井开采技术 以其大大 提 高与 地 下油 气 的接 触面 积 的优 势 ，在 目前 的油 气钻 探 中应用 越来 越 多 ，与之 相对 应 的射 孔技 术也 在不 断 发展 ， 当前各 个 油 田通 常采 用 的是 常规 的射 孔 技术 ，但 是 由于 射 孔技 术 方 向的 定位 非常 难 掌握 ，在 油 田的 实 际开采 和 勘 探 过 程 中 ，常 规 的射 孔 技 术 就 有 很 大 的局 限 性 。 因 此 ，水 平井 定 向射 孔 技术 是 目前 的一 项 比较 先进 的射 孔 技 术 ，它 能够 解决 常 规射 孔方 向难 以掌握 的 局 限性 ，能 够 很好 地 确定 起裂 方 向 ，但 是 由于地 层 条件 的不 同 ，方 位 角和 水平 地应 力会 对 定 向射孔 技术 有 一定 的影 响 ｕ叼 。 本文首先介绍了水平井的定向射孔压裂技术原理 ，然后 分析了定向射孔的影响因素 ，最后简要介绍 了其矿场应 用 情况 。
２０１ ６年第５期
水 平井定 向射子Ｌ压裂技术

刘 青 良 中石化 江 汉石 油工 程有 限公 司测 录井 公司 ，湖 北潜 江 ４３３１ ２３
摘 要 水 平 井定 向射 孔 压 裂技 术作 为一种 新 型 的 水平 井 开采 技 术 已在 国 内外 广泛 应 用 ，但技 术还 不完 善 ，仅 立 足 于裸眼的情况 ，在开发 裂缝时 ，存在着一些因素影响起裂的方向 ，从而导致人工水力压裂的裂缝的形态分布复杂。 针 对 这些 因素 的影 响 ，通 过 实验 研 究分析 了优 化 射孔 的措 施 ，以及 确 定定 向射 孔 的方位 角和 水平 应 力差 的方 法 ，正 确 认 识 了应 力的分 布 和起 裂压 力的 范 围 ，从 而对 现场 施 工和射 孔优 化 具有 重要 的指 导意 义 。 关键 词 定 向射孔 ；压 裂技 术 ；水 平井 ；方位 角 ；水平应 力差 ：起 裂压 力 中图 分类 号 ＴＥ３ 文献 标 识码 Ａ 文 章编 号 ２０９５－６３６３（２０１６）０５－０１２３—０２

47 49
44 46
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26 28
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喷枪结构及滑套材质——硬质合金
销钉剪切力提高
一、水力喷射分段压裂技术
现场施工情况：
油管排量2.6-3.4 m3/min，套管排量0.5-1.0 m3/min，油管压力40-50MPa， 套管压力12-20MPa 单枪最大过砂量45m3，8层共加砂340m3，使用原胶液2800m3 东平2井: 单段（6×Φ6.0mm喷嘴）过砂量55+2＝57 m3 最后压了8段，其中第3段和第7段地层亏空严重，没压成。
• 随排量的增大，喷嘴压损急剧增加；
• 喷嘴直径的增大，喷嘴压损降低。
一、水力喷射分段压裂技术
6、围压对喷射压力的影响
• 随着围压的增大，喷射产生的附加压差减小； • 喷射后在很短距离内压力趋于稳定。
一、水力喷射分段压裂技术
7、不同射流速度对不同岩样穿透时间的影响
35 30 25 20 15 10 5 0 100 1:1水泥石 1：2水泥石 1:3水泥石 砂岩 灰岩
时间,min
磨料类型对喷射效果的影响
• 磨料硬度增加，喷射深度增加，但是影响幅度相对较小。
一、水力喷射分段压裂技术
10、 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
一、水力喷射分段压裂技术
水平分段压裂技术
提 纲
一、水力喷
四、管外封隔器+投球滑套分段压裂技术
一、水力喷射分段压裂技术
水力喷射分段压裂是射孔、压裂、隔离一体化增产措施

水平井压裂工艺技术在石油和天然气开采中具有广泛应用 技术发展迅速，不断创新，提高了开采效率和资源利用率 技术发展过程中也存在一些问题，如环境污染、安全隐患等 建议加强技术研发，提高技术水平，降低环境污染和安全隐患，实现可持续发展。
提高压裂液性能，降低成本 优化压裂工艺参数，提高效率 加强环保措施，减少污染
压裂过程中产生的 废气、废液等需要 妥善处理，防止污 染环境
智能化：利用人工智能技术实现压 裂过程的自动化和智能化
精准化：利用大数据和物联网技术 实现压裂过程的精准控制和优化
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环保化：采用环保型压裂液和压裂 工艺，降低对环境的影响
集成化：将压裂技术与其他油气开 采技术相结合，提高油气开采效率 和效益
钻井设备：钻机、钻头、 钻杆等
钻井方法：旋转钻井、定 向钻井、水平钻井等
钻井深度：根据地质条件 和生产需求确定
钻井速度：根据钻井设备 和地质条件确定
钻井质量：保证钻井质量 和安全，防止井喷、井漏 等事故发生
完井方式：水平井完井方式包括裸眼完井、套管完井和射孔完井等 完井工具：水平井完井工具包括射孔枪、封隔器、桥塞等 完井工艺：水平井完井工艺包括射孔、封隔、桥塞等 完井效果：水平井完井效果包括提高产量、降低成本、提高采收率等
压裂液类型：水基、油基、 泡沫等
压裂液性能要求：粘度、 密度、稳定性等
压裂液处理方法：过滤、 除气、除砂等
压裂液回收与再利用：环 保、经济、技术等
施工过程中可能发 生井喷、井漏等事 故，导致环境污染 和人员伤亡
压裂液中含有大量 化学物质，可能对 地下水和土壤造成 污染
压裂过程中产生的 噪音和振动可能对 周围居民产生影响

５算例分 析
以某低 渗透 储集 层开 发井 为例 ，分 析射 孔 与桥 塞 联 作管 串关 键泵 送参 数 的控制 方法 ，为工具 设计 及 现
由于桥 塞 与井 筒缝 隙之 间 的流体 流动 为 间隙 流 ，
根 据偏 心 环形 间隙 在压 差和 相对 运动 作用 下 的流量 公
式 ㈣ 可得 ：
因此 ，管 串所受 的轴 向流体 压力为 ： （
，
ｐ ｚ — Ｐ ｌ ｉ ） 一 Ｐ ２ ｉ Ａ ４ — — — — 占
、
．
１ ２ ， Ｕ
ｕ
Ｌ １ Ｒ ２ （ Ｑ ｂ — ｎ Ｒ ， Ｖ ｇ ）
一
为８ ． １ ８ ｍｍ； 电缆线 密度 ０ ． ２ ８ ｋ ｇ ／ ｍ， 电缆 安全拉 力 ２ ２ ． ０ ５
（ Ｒ— ） （ Ｒ＋ ） ５ （ Ｒ— ）
厂 ］
Ｉ 匆 一 ｐ ｇ （ ｒ ｔ ￣ Ｒ ３ Ｌ ２ ＋ 死 厶 ） ｌ （ ｃ ｏ ｓ 一 ｕ ｆ ｓ ｉ ｎ ａ ） 一
Ｑ ｂ ＝Ｑ ｈ — Ｑ ｂ ＝ Ｑ ｂ 一 兀 砰
其 中 Ｑ ｂ ２ ｖ Ｆ ７ ｃ （ 一 Ｒ ２ ） 将 （ １ ９） 式 代人 （ １ ８）式可得 ：
④黏 滞力 。联 作 管 串泵 送 过程 中 ，井筒 流体 与联 作管 串相 对 运动 的 区域集 中在 桥塞 与套 管 的缝 隙 ，因
此 ，联 作管 串所受 黏滞力 为 ：
ｄ ｖ
＝
： 刍一
５ （ Ｒ 。 一 Ｒ ）
刍 ± ２ 鱼 ：
１ ２ Ｒ ２ ２ 厶 ２ Ｄｃ 『 ｆ 蜀
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石 油 勘 探 与 开发 ・ 石 油 工程
Ｖ ｂ １ ． ４ ０ ＮＯ ． ３