水平井套內(nèi)不動管柱滑套多段壓裂工藝技術全解課件

水平井套內(nèi)不動管柱滑套多段壓裂工藝技術及現(xiàn)場應用中國石油吉林油田公司二〇一一年七月交流材料水平井套內(nèi)不動管柱滑套多段壓裂工藝技術及現(xiàn)場應用中國石油吉林一、技術提出背景二、水平井滑套分壓工藝原理三、主要配套工具及工作原理四、工藝設計原則五、施工工序及應急處理六、現(xiàn)場應用及效果交流提綱一、技術提出背景交流提綱一、技術提出背景針對當時國內(nèi)外低滲透油田水平井壓裂改造工藝復雜、工藝可靠性差的現(xiàn)狀，研究開發(fā)了具有全過程液壓動作的分層壓裂工具總成、安全接頭、解卡器和井口投塞器等配套工具，組合形成了水平井滑套分壓工藝管柱和事故解卡打撈配套工藝管柱。該工藝管柱具有井下工具少，全過程液壓動作、不卸壓投球棒等特點，該工藝能夠不動管柱一次性完成水平井2～5段的分段壓裂，亦可實現(xiàn)水平井老井的選層壓裂。經(jīng)現(xiàn)場試驗及應用，該工藝管柱性能可靠，滿足了水平井分段壓裂的需要，提高了施工作業(yè)效率，是一種先進、安全、可靠、高效的水平井分段改造工藝技術，為改善水平井開發(fā)低滲透油田效果提供了技術保證。技術提出背景概況:一、技術提出背景針對當時國內(nèi)外低滲透油田水平井壓裂改水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的熱點之一1、國外水平井分段改造技術水力噴射壓裂技術于1998年發(fā)明并投入現(xiàn)場應用，2002年起應用規(guī)模、范圍逐步擴大。該工藝成功率較高，成本與單級壓裂相當或稍高。到2005年中期，水力噴射壓裂技術應用超過130口井該技術可應用于裸眼井、注水泥射孔完井、割縫襯管完井等各種完井方式，應用范圍較廣。（1）水力噴射壓裂技術一、技術提出背景水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的熱點之一1、國外水平井分段改造技術（2）StageFRACTM系統(tǒng)StageFRACTM增產(chǎn)系統(tǒng)PackersPlusEnergyServices公司設計完成，可以實現(xiàn)一趟管柱壓裂9個層段，是一套壓裂完井系統(tǒng)。一、技術提出背景水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的熱點之一1、國外水平井分段改造技術（3）Frac-Point?封隔器系統(tǒng)Frac-Point?封隔器系統(tǒng)由Baker石油公司2006年設計完成，與StageFRAC系統(tǒng)類似，也可以實現(xiàn)一趟管柱壓裂9個層段，是一套壓裂完井系統(tǒng)。一、技術提出背景水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的熱點之一2、國內(nèi)水平井分段改造技術（1）限流壓裂技術：1991年-1995年大慶油田研究了水平井限流改造技術（2）液體膠塞-填砂壓裂技術：長慶油田塞平1等利用該技術分壓成功（3）機械橋塞分壓技術：2004年長慶油田引進機械橋塞分隔工具并試驗成功（4）水力噴射壓裂技術：2005年12月8日，長慶靖安油田靖平1井試驗成功（5）環(huán)空分射分壓工藝技術：2004年吉林油田水平井環(huán)空分射分壓工藝試驗成功一、技術提出背景水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的熱點之一3、優(yōu)缺點評價國外目前比較先進的水平井分段壓裂技術均具有高效率、一體化的特點，但由于其管柱結構復雜、施工成本高和技術服務條件苛刻等限制，規(guī)模引進應用還有很多困難。國內(nèi)當時常用的水平井壓裂技術總體上還比較保守，雖然嘗試了液體膠塞和機械分段等壓裂技術，但作業(yè)效率有待提高、以及壓裂過程中存在動管柱等條件，使其應用或多或少受到限制。提出了水平井滑套分段壓裂工藝一、技術提出背景水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的一、技術提出背景二、水平井滑套分壓工藝原理

三、主要配套工具及工作原理四、工藝設計原則五、施工工序及應急處理六、現(xiàn)場應用及效果交流提綱一、技術提出背景交流提綱二、水平井滑套分壓工藝原理水平井封隔器滑套分段壓裂是一種適合低滲透油田油井開發(fā)，在套管內(nèi)不動管柱一次性完成5段以內(nèi)的機械分段壓裂工藝技術。該工藝由滑套分段壓裂工具總成、安全接頭、解卡器和井口投塞器等配套工具構成。具有全過程液壓動作、不卸壓投球棒，對儲層改造選擇性大、針對性強的特點。目前能夠滿足耐溫150℃，耐壓差70MPa，垂深2500m，51/2″和7″井眼水平井長短射孔井段新井投產(chǎn)分段壓裂、老井重復壓裂技術要求，提高了施工作業(yè)效率，是一種先進、安全、可靠、高效的水平井分段改造工藝技術。目前現(xiàn)場應用了180井456段，工藝成功率達99%，投產(chǎn)水平井穩(wěn)產(chǎn)水平為周邊直井日產(chǎn)量的2～5倍，取得了較好的壓裂效果。

二、水平井滑套分壓工藝原理水平井封隔器滑套分段壓裂二、水平井滑套分壓工藝原理1、滑套分壓工藝原理（1）滑套分壓工藝原理（三段為例）水平井套管水泥固井完井水平井采取從趾端到跟端順序射孔、壓裂的方式作業(yè)。首先，下入射孔槍，同時射開最趾端處的三個壓裂井段，起出射孔槍；按照設計連接管柱下入預定深度，油管加液壓完成兩級封隔器坐封，再提高壓力等級打掉定壓滑套，打開壓裂下部層段通道，壓裂下部層段；投球棒封堵底部通道，打開壓裂中間層段通道，壓裂中間層；投球棒解封下部封隔器；投球棒打開壓裂上部通道，壓裂上部層段；投球棒解封上封隔器，反洗井后起出壓裂管柱；起管柱遇卡丟開下封，下入打撈工具撈出下封隔器。二、水平井滑套分壓工藝原理1、滑套分壓工藝原理（1）滑套分壓2、滑套分壓工藝管柱組成（三段分壓）井口投塞器油管安全接頭分層壓裂上工具保護封隔器分層壓裂下工具待壓層段管柱形式：油管——保護封隔器——油管——上封隔器——油管——下封隔器二、水平井滑套分壓工藝原理2、滑套分壓工藝管柱組成（三段分壓）井口投塞器油管安全接頭分（1）可以不動管柱一次性壓裂2-3個層段，節(jié)約作業(yè)時間，提高效率；序號投產(chǎn)段數(shù)工藝技術壓裂占井時間時間構成12環(huán)空分壓8射孔2天，壓準2天，壓裂2天，起管2天2滑套分壓4射孔1天，壓準1天，壓裂1天，起管1天33環(huán)空分壓12射孔3天，壓準3天，壓裂3天，起管3天4滑套分壓+環(huán)空分壓8射孔2天，壓準2天，壓裂2天，起管2天5三段分壓5射孔1天，壓準1天，壓裂1天，起管2天64環(huán)空分壓16射孔4天，壓準4天，壓裂4天，起管4天7滑套分壓+橋塞10射孔2天，壓準3天，壓裂2天，起管3天8三段分壓+環(huán)空分壓9射孔2天，壓準2天，壓裂2天，起管3天95環(huán)空分壓20射孔5天，壓準5天，壓裂5天，起管5天10滑套分壓+橋塞+環(huán)空14射孔3天，壓準4天，壓裂3天，起管4天11三段分壓+環(huán)空分壓13射孔3天，壓準3天，壓裂3天，起管4天12三段分壓+滑套分壓+橋塞11射孔2天，壓準3天，壓裂2天，起管4天13三段分壓+三段分壓10射孔2天，壓準2天，壓裂2天，起管4天146環(huán)空分壓24射孔6天，壓準6天，壓裂6天，起管6天15滑套分壓+橋塞16射孔3天，壓準5天，壓裂3天，起管5天16三段分壓+橋塞12射孔2天，壓準3天，壓裂2天，起管5天備注：起管柱時間與井斜深度有直接關系，以上時間構造都按測深1500m上井統(tǒng)計，對于淺層水平井時間可以大幅度縮短，6段壓裂可以縮短到6天左右時間。3、工藝特點二、水平井滑套分壓工藝原理（1）可以不動管柱一次性壓裂2-3個層段，節(jié)約作業(yè)時間，提高（2）水平井機械分段壓裂工藝施工成本的降低水平井單井壓裂5段費用情況表

備注：利用一次性壓裂三段工藝相比環(huán)空壓裂單井節(jié)約這三項費用高達32萬元左右。（3）工藝管柱和封隔器不受卡距限制，可以對長、短射孔段針對性壓裂改造；（4）工藝管柱和封隔器實現(xiàn)了全過程液壓動作，井下工具少，潛在的事故點大大減少，施工更加安全可靠。3、工藝特點二、水平井滑套分壓工藝原理（2）水平井機械分段壓裂工藝施工成本的降低水平井單井壓裂5（5）封隔器設計了洗井通道，多層壓裂下工具設計了遇卡丟開機構，能夠有效的處理常規(guī)的砂卡事故。（6）膠塞設計了打撈機構，簡化和方便了后續(xù)的事故處理。（7）配套了套管及井口保護封隔器，高施工壓力過程中保證了套管及井口免承高壓，保障了地面施工的安全。3、工藝特點二、水平井滑套分壓工藝原理（5）封隔器設計了洗井通道，多層壓裂下工具設計了遇卡丟開機構4、技術指標及適用條件（1）水平井不動管柱一次性壓裂三段工藝技術指標和適用條件——耐壓差等級70MPa，耐溫120℃，滿足淺、中、深井對壓裂工藝的需求；——工作套管內(nèi)徑為5?"和7"，滿足多數(shù)套管井壓裂要求。二、水平井滑套分壓工藝原理4、技術指標及適用條件（1）水平井不動管柱一次性在現(xiàn)場實施中實現(xiàn)的最高技術指標如下：單井平均加砂57m3，最大加砂量180m3(MP1井)；單井平均壓裂段數(shù)3.2段，最大壓裂段數(shù)6段(XMP1井)；單趟平均加砂量49.6m3，一趟管柱最大加砂量90m3(MP8井第2、3段)；單段平均加砂量加砂量17.8m3，單段最大加砂量60m3(MP4井第1段)；實施單井最高井溫102℃（HP2井），最高施工壓力67MPa(HP2井)。4、技術指標及適用條件二、水平井滑套分壓工藝原理在現(xiàn)場實施中實現(xiàn)的最高技術指標如下：4、技術指標及適用條件二4、技術指標及適用條件二、水平井滑套分壓工藝原理水平井封隔器滑套分段壓裂具有如下技術適應性：水平井套管水泥固井，并且壓裂井段固井質量合格；油層套管回接到地面，尾管懸掛井只能應用此工藝管柱壓裂下部層段；壓裂最上部層段時地層破裂壓力低于套管抗內(nèi)壓強度和油管抗外擠強度；壓裂上部層段時井口承壓等級高于最高施工壓力。4、技術指標及適用條件二、水平井滑套分壓工藝原理水平井封隔器一、技術提出背景二、水平井滑套分壓工藝原理三、主要配套工具及工作原理

四、工藝設計原則五、施工工序及應急處理六、現(xiàn)場應用及效果交流提綱一、技術提出背景交流提綱三段壓裂上封隔器技術指標（1）型號：Y444-114（2）耐壓差：70MPa（3）耐溫：120℃（4）內(nèi)通徑：48mm（最?。┨攸c（1）液壓坐封、液壓解封，動作可靠；（2）卡瓦坐封定位后膠筒坐封，卡封準確；（3）自帶上噴砂滑套；（4）自帶安全接頭，縮短魚頂長度；（5）坐封解封步進鎖定設計，避免二次動作。1、分層壓裂封隔器（1）三段壓裂上封隔器——Y444-114(148)三、主要配套工具及工作原理三段壓裂上封隔器技術指標1、分層壓裂封隔器（1）三段壓裂上封三段壓裂下封隔器技術指標（1）型號：Y444-114（2）耐壓差：70MPa（3）耐溫：120℃（4）內(nèi)通徑：40mm（最?。┨攸c（1）液壓坐封、液壓解封，動作可靠；（2）卡瓦坐封定位后膠筒坐封，卡封準確；（3）自帶上噴砂滑套、下噴砂器；（4）自帶脫開裝置，起管遇阻可自動脫開；（5）坐封解封步進鎖定設計，避免二次動作。1、分層壓裂封隔器（1）三段壓裂下封隔器——Y444-114(148)三、主要配套工具及工作原理三段壓裂下封隔器技術指標1、分層壓裂封隔器（1）三段壓裂下封2、安全接頭安全接頭與工具一體化設計，減短了工具長度，使事故出現(xiàn)時余頂最短，起管柱遇阻時，可以從該處脫開以上管柱，為下一步處理留處余地。該安全接頭是結合水平井的井身結構特點專門設計的，后投工具液壓動作。安全接頭退開液壓力10MPa三、主要配套工具及工作原理2、安全接頭安全接頭與工具一體化設計，減短了工具長度，使事故3、封隔器動作球棒封隔器動作球棒特點（1）球棒自帶打撈桿，可利用打撈器打撈；（2）動作端面置于密封斷面和投送皮碗之后，保證工具動作的地面響應明顯真實；（3）球棒前端進行倒角和扶正處理，保證接箍和縮徑處的通過能力；（4）球棒金屬部件采用空心充填塑料材質處理，減輕重量。三、主要配套工具及工作原理3、封隔器動作球棒封隔器動作球棒特點三、主要配套工具及工作原4、井口投塞器水平井滑套分壓工藝管柱在壓裂施工過程中需投兩次球棒，為避免投球棒時拆卸管線造成劇烈放噴導致地層吐砂，并節(jié)約施工時間，專門設計了井口專用投塞器。該投塞器耐壓等級達到100MPa以上，滿足絕大部分水平井施工要求。三、主要配套工具及工作原理4、井口投塞器水平井滑套分壓工藝管柱在壓裂施工過程中需投兩次伸縮機構：能夠保證井下封隔器座封與解封過程中自由伸縮，避免封隔器上的雙向卡瓦與套管錨定后影響工具座封與解封。脫開機構：針對曾經(jīng)出現(xiàn)事故的情況，設計了2-3噸力遇阻脫開機構，能夠保證管柱上提過程中如果兩工具之間存砂多，工具遇卡時在該處脫開，再下專用打撈管柱。5、伸縮機構與遇卡脫開機構三、主要配套工具及工作原理伸縮機構：能夠保證井下封隔器座封與解封過程中自由伸縮，避免封6、套管保護封隔器——ZY331-114套管保護封隔器技術指標（1）型號：ZY331-114（2）耐壓差：70MPa（3）耐溫：120℃（4）內(nèi)通徑：60mm特點（1）無坐封壓差，實現(xiàn)自坐封；（2）無需節(jié)流，滿足大排量施工要求；（3）內(nèi)通徑大，保證球棒投送；（4）皮碗保護套鎖定裝置，避免誤動作。三、主要配套工具及工作原理6、套管保護封隔器——ZY331-114套管保護封隔器技術指一、技術提出背景二、水平井滑套分壓工藝原理三、主要配套工具及工作原理四、工藝設計原則五、施工工序及應急處理六、現(xiàn)場應用及效果交流提綱一、技術提出背景交流提綱四、工藝設計原則1、封隔器滑套分段壓裂工藝設計原則工藝管柱計算與工具強度校核1)水平井滑套多段壓裂上封隔器(1)缸筒抗內(nèi)壓計算封隔器鋼筒截面圖

四、工藝設計原則1、封隔器滑套分段壓裂工藝設計原則工藝管柱計(2)中心管抗拉強度計算

封隔器中心管截面圖59000kg為封隔器在最大工作壓力(70MPa)時中心管所受拉力。1、封隔器滑套分段壓裂工藝設計原則工藝管柱計算與工具強度校核1)水平井滑套多段壓裂上封隔器四、工藝設計原則(2)中心管抗拉強度計算封隔器中心管截面圖59000kg為(3)噴砂口節(jié)流壓力損失計算噴砂口流通面積：s=nBLn：噴砂口數(shù)量；B：噴砂口寬度;L：噴砂口長度。因此有s=nBL

=4×10×75=3000mm221/2〞油管流通面積s=πR2式中R：21/2〞油管內(nèi)徑。因此有s=πR2=3017mm2噴砂口流通面積與21/2″油管流通面積相當，節(jié)流壓力無損失。噴砂口1、封隔器滑套分段壓裂工藝設計原則四、工藝設計原則(3)噴砂口節(jié)流壓力損失計算噴砂口流通面積：s=nBL

(4)封隔器坐封啟動壓力的確定封隔器坐封啟動壓力的確定原則為：以封隔器坐封啟動之前壓裂管柱所受軸向拉力最小為原則。考慮管柱下井過程中影響因素，取封隔器坐封啟動壓力為4~6MPa。在4～

6MPa時壓裂管柱所受軸向拉力為1.2～1.5t，壓裂管柱在高壓壓裂時(油管內(nèi)、外壓差為70MPa)油管由于鼓脹效應所產(chǎn)生軸向拉力12.67t。二者拉力之和為14t左右，對壓裂管柱影響不大。1、封隔器滑套分段壓裂工藝設計原則四、工藝設計原則(4)封隔器坐封啟動壓力的確定封隔器坐封啟動壓力的2)水平井滑套多段壓裂下封隔器以40t作業(yè)機為例：允許上提35t，管柱懸重10t，井口提拉力在水平井有效傳遞率15%~30%。因此下封隔器丟開噸位為4~7t。說明：由于下封隔器內(nèi)通徑小，強度大于上封，強度校核略

(1)下封隔器丟開力的確定四、工藝設計原則2)水平井滑套多段壓裂下封隔器以40t作業(yè)機為例2.通過能力設計及卡距設計——通過能力設計當井眼軌跡變化時，曲率半徑局部有變小的可能性，需要較小的工具長度當曲率半徑局部變到50米以下時，工具提、放時通過性變差，影響工具使用安全性。針對不同曲率半徑和套管內(nèi)徑，當工具外徑為114mm時，其允許通過的最大長度關系如表所示：

不同曲率半徑、套管內(nèi)徑與工具長度通過關系表

滑套分段壓裂單只封隔器長度為1.58m，在復雜井眼軌跡中具有較好的通過性，常規(guī)水平井的曲率半徑完全能夠順利通過，有利用管柱起下作業(yè)施工安全。四、工藝設計原則2.通過能力設計及卡距設計——通過能力設計當井眼軌跡由于水平井滑套分段壓裂封隔器屬于壓縮式封隔器類型，在套管內(nèi)不動管柱壓裂，并且通過液壓座封和液壓投球解封，因此沒有最大卡距的限制。分段壓裂工具和工藝管柱耐溫實現(xiàn)120℃，耐壓差實現(xiàn)70MPa，滿足吉林油田垂深2500m，51/2″和7″井眼水平井長短射孔井段新井投產(chǎn)分段壓裂、老井重復壓裂要求。2.通過能力設計及卡距設計——卡距設計四、工藝設計原則由于水平井滑套分段壓裂封隔器屬于壓縮式封隔器類型，在一、技術提出背景二、水平井滑套分壓工藝原理三、主要配套工具及工作原理四、工藝設計原則五、施工工序及應急處理六、現(xiàn)場應用及效果交流提綱一、技術提出背景交流提綱1、封隔器滑套分段壓裂施工工藝程序：

⑴水平井一次性射孔三段后，起出射孔槍，必須下大于封隔器外徑通洗井裝置進行通井、洗井、驗油管，確保管線不泄漏，按設計要求連結井下工具。⑵座封。用泵車以0.5m3/min排量緩慢向油管內(nèi)注水打壓，當壓力達到10MPa時穩(wěn)壓2分鐘，當壓力達到20MPa時穩(wěn)壓2分鐘，當壓力達到25MPa時穩(wěn)壓2分鐘，當壓力達到30MPa時穩(wěn)壓2分鐘，繼續(xù)加壓，地面觀察表壓迅速下降，表明工具完成座封并且定壓滑套打掉，下層段壓裂通道打開，可以進行下層段壓裂施工。⑶壓裂下段。按照壓裂施工設計進行第一層段壓裂施工。五、施工工序及應急處理1、封隔器滑套分段壓裂施工工藝程序：⑴水平井一次性射孔⑷壓裂第二段。向油管內(nèi)投入上層段壓裂膠塞(43mm)，用泵車以0.5m3/min排量緩慢向油管內(nèi)注水打壓，將上層壓裂膠塞送到位后，后泵車換高檔位，繼續(xù)加壓到10MPa，剪斷上層壓裂剪釘，將上壓裂機構打開，進行上層段壓裂。⑸下封隔器解封。向油管內(nèi)投入解封膠塞(47mm)，向油管內(nèi)注水打壓，打壓至10MPa，打掉解封滑套膠筒回收，卡瓦回收，下封隔器解封。1、封隔器滑套分段壓裂施工工藝程序：

五、施工工序及應急處理⑷壓裂第二段。向油管內(nèi)投入上層段壓裂膠塞(43m⑹打開上部封隔器壓裂第三段通道。投膠塞(51mm)，泵車以0.5m3/min排量泵送膠塞至滑套位置，打壓15MPa，滑套打開，泵車卸壓，繼續(xù)泵入液體至套管返液(未加井口保護封隔器的情況下)，關閉套管閘門，壓裂第三段。⑺上部封隔器解封。投上部封隔器解封膠塞(55mm)，泵車以0.5m3/min排量泵送膠塞至滑套位置，打壓15MPa，滑套打開，泵車卸壓。1、封隔器滑套分段壓裂施工工藝程序：

五、施工工序及應急處理⑹打開上部封隔器壓裂第三段通道。投膠塞(51mm⑴封隔器搬運過程嚴禁用力碰撞，防止銷釘剪斷，冬天膠筒防凍。⑵要求全井壓裂管柱必須采用新油管；井口套管短接用P110鋼級。⑶至井口投塞器以下51/2〞套管井保證內(nèi)通徑大于60mm。⑷封隔器下井前必須進行通洗井，保證井筒干凈。⑸油管及井下工具連接時用絲扣油，絲扣必須上緊，防止管脫現(xiàn)象發(fā)生，井口和地面管線不刺不露。2、封隔器滑套分段壓裂實施要求

五、施工工序及應急處理⑴封隔器搬運過程嚴禁用力碰撞，防止銷釘剪斷，冬天膠筒防凍。2⑹管柱尺寸丈量必須準確無誤，封隔器避開套管接箍位置。⑺嚴格控制管柱起下速度，作業(yè)時起下管柱速度要均勻(在直井段不大于300m/h,水平井段不大于200m/h)。不得溜鉆，墩鉆和急剎車。保證井下工具不受損害。⑻地面管線：從投塞器接高壓管線，錨定，用兩個活動彎頭觸地。⑼壓裂結束封隔器解封后，待裂縫閉合后返排、洗井至返清水后，必須立即連續(xù)起管柱；有卡管柱情況時，馬上停止起管，用泵車從油管反洗解卡后，再活動管柱起管。2、封隔器滑套分段壓裂實施要求

五、施工工序及應急處理⑹管柱尺寸丈量必須準確無誤，封隔器避開套管接箍位置。2、封隔⑽由于封隔器是液壓座封和液壓解封方式，壓裂時也液壓投送膠塞，因此必須保證從井口到封隔器之間管柱干凈，不能在作業(yè)過錯中有任何雜物掉入管柱里影響工具座封、打噴砂滑套以及解封，如果有落物，必須從油管內(nèi)將落物打撈出后再完成封隔器的相關動作。⑾由于三段分壓兩封隔器之間設計遇阻3～5t丟開，因此上提管柱時如果遇阻力大可能下封隔器丟開，需要下一次打撈，在打撈器接近魚頂時必須用泵車將魚定沖洗干凈，由于下封隔器此時處于解封狀態(tài)，因此可能需要將下封追到人工井底，才能保證打撈成功。2、封隔器滑套分段壓裂實施要求

五、施工工序及應急處理⑽由于封隔器是液壓座封和液壓解封方式，壓裂時也液壓投送膠塞，壓裂砂堵時處理措施⑴在下層壓裂砂堵時，立即開套管放噴，清出油管內(nèi)積砂，繼續(xù)進行下層壓裂作業(yè)。如果放噴不通可利用空心油管或者連續(xù)油管沖出管內(nèi)砂，然后進行壓裂作業(yè)。⑵第二段壓裂砂堵時，立即打開油管閘門返排，返排后，繼續(xù)壓裂施工，如果井底壓力不足，如果放噴不通可利用空心油管或者連續(xù)油管沖出管內(nèi)砂，然后進行壓裂作業(yè)。⑶第三段壓裂砂堵時，立即打開油管閘門返排，同時從套管反洗井，油套管內(nèi)支撐劑洗干凈后，然后進行壓裂作業(yè)。3、封隔器滑套分段壓裂應急處理措施

五、施工工序及應急處理壓裂砂堵時處理措施3、封隔器滑套分段壓裂應急處理措施五、施卡井事故處理如果封隔器解封后，正反洗井無效，上提無效，可以投入安全接頭脫開膠塞(59mm)，用泵車以0.5m3/min小排量緩慢向油管內(nèi)注水打壓,當壓力達到8~10MPa時，高壓安全接頭打開，工具與管柱分離，將封隔器以上管柱提出，然后進行下步打撈處理。3、封隔器滑套分段壓裂應急處理措施

五、施工工序及應急處理卡井事故處理3、封隔器滑套分段壓裂應急處理措施五、施工工序配套膠塞及封隔器打撈工具針對目前水平井機械分段壓裂封隔器（滑套分壓封隔器、三段分壓上封、下封）以及其他配套工具（各種型號的膠塞、抽油桿的打撈工具等），進行了打撈工具的研發(fā)設計及成功的現(xiàn)場試驗。五、施工工序及應急處理3、封隔器滑套分段壓裂應急處理措施

三段分壓下封打撈工具膠塞及打撈工具配套膠塞及封隔器打撈工具針對目前水平井機械分段壓裂封隔4、封隔器滑套分段壓裂應急處理措施

五、施工工序及應急處理設計配套了液壓強拔器，配套了打撈工藝管柱，能夠解決常規(guī)井下卡井事故，避免大修事故的發(fā)生。工藝原理：

針對水平井地面上提拉力不能有效傳遞到水平段問題，研究了井下液壓解卡器。該工具由多級液壓缸組成，通過地面打壓，推動液缸產(chǎn)生拉力，以達到對井下工具解卡的目的。工藝管柱示意圖液壓強拔解卡器可退式撈錨魚頂配套膠塞及封隔器打撈工具4、封隔器滑套分段壓裂應急處理措施五、施工工序及應急處理一、技術提出背景二、水平井滑套分壓工藝原理三、主要配套工具及工作原理四、工藝設計原則五、施工工序及應急處理六、現(xiàn)場應用及效果交流提綱一、技術提出背景交流提綱現(xiàn)場應用總體情況截至到2010年12月，水平井封隔器滑套分壓工藝管柱現(xiàn)場應用180口井456段，封隔器動作正常，工藝管柱性能穩(wěn)定，工藝成功率99%；壓裂水平井日平均產(chǎn)量為周邊同期投產(chǎn)直井的3倍左右。利用水平井開發(fā)技術有效動用了地面受限(水體壓覆、城區(qū)、村屯)資源,累計產(chǎn)油萬噸，年產(chǎn)油量上升到萬噸水平線，為低滲透油田改變“多井低產(chǎn)”局面尋求到了一條技術途徑。六、現(xiàn)場應用及效果現(xiàn)場應用總體情況截至到2010年12月，水平井封隔器MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采MP10井位于吉林M22井區(qū)，油層主要分布在泉四段的Ⅰ、Ⅱ砂組內(nèi)，含油井段一般20-50m，油層中部深度1300m左右。砂體呈南西、北東向發(fā)育，垂直或斜交斷層，砂體橫向側變快，基本呈條帶狀分布，砂體寬度一般為400～600m左右，在垂直河道方向，砂體側向變化快，連通性較差，縱向上砂體疊加連片。主力油層為4、5、6、7號小層。平均單井鉆遇砂巖厚度66m，該區(qū)平均單井有效厚度8.5m。M22區(qū)塊泉四段孔隙度平均13%；滲透率平均2.5mD；泥質含量平均8.5%，屬低孔、特低滲透儲集層。六、現(xiàn)場應用及效果1、儲層概況MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采MP10井位于吉林M22考慮能量補充條件和經(jīng)濟因素，設計井網(wǎng)為兩口油井夾一口水井，每口油井單向受效，即3口注水井(轉注1口老井)、8口采油井，期中利用老井1口(廟平8井)。水平井間垂直距離140m。油井一般鉆遇三套厚油層，分3-4段射孔壓裂投產(chǎn)，水井對應鉆遇油井發(fā)育層位，小規(guī)模壓裂投注，形成類似102m的排距線狀注采模式。六、現(xiàn)場應用及效果1、儲層概況MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采考慮能量補充條件和經(jīng)濟因素，設計井網(wǎng)為兩口油井夾一口水井，每2、鉆完井情況MP10井水平段最大井斜角90o，方位角67.5o，水平段長度438m，5號小層砂巖鉆遇率70％，平均厚度6.1m；6號小層砂巖鉆遇率100％，平均厚度8.5m，7號小層砂巖鉆遇率100％，平均厚度9.1m。六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采2、鉆完井情況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采要求壓裂井段：2005-2013m8m1849-1857m8m1770-1775m8m設計砂量分別為:25m325m325m3設計施工排量分別為：4m3/min4m3/min4m3/minMP10井壓裂優(yōu)化設計參數(shù)表

3、分段改造方案六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采要求壓井下管柱結構：27/8″N-80油管—ZY331保護封隔器(1000±1m)—上部封隔器(1776±0.5m按膠筒上端計算)—下部封隔器(1858±0.5m按膠筒上端計算)六、現(xiàn)場應用及效果3、分段改造方案MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采井下管柱結構：六、現(xiàn)場應用及效果3、分段改造方案MP10井—4、施工簡況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采

MP10井現(xiàn)場壓裂施工情況表

MP10井完全按照設計參數(shù)成功完成壓裂施工，下面是現(xiàn)場壓裂施工參數(shù)情況：4、施工簡況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平4、施工簡況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采4、施工簡況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平4、施工簡況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采4、施工簡況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平4、施工簡況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采標準的解封信號4、施工簡況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平4、施工簡況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采4、施工簡況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平現(xiàn)場試驗后，對MP10井的封隔器進行了拆裝分析，工具滑套磨損量在正常范圍內(nèi)，有效的說明了對工具滑套內(nèi)表面的氮化處理取得了明顯效果。下圖為滑套磨損情況現(xiàn)場實物圖以及滑套磨損量數(shù)據(jù)表

4、施工簡況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采上工具解封滑套

上工具壓裂上層滑套現(xiàn)場試驗后，對MP10井的封隔器進行了拆裝分析，工具4、施工簡況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采下工具解封滑套

下工具壓裂上層滑套

4、施工簡況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平5、改造效果六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采MP10井與2008年4月14日完成壓裂，投產(chǎn)后出產(chǎn)日產(chǎn)液46.6t，日產(chǎn)油14.9t，含水68%。穩(wěn)產(chǎn)日產(chǎn)液8.1t，日產(chǎn)油4.8t,含水41%。周邊直井穩(wěn)產(chǎn)日產(chǎn)液3.5t，日產(chǎn)油1.54t，含水56%。該井分段壓裂后穩(wěn)產(chǎn)水平為周邊直井日產(chǎn)量的3.2倍，同時含水比直井有所減少。5、改造效果六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平MP10井產(chǎn)量曲線5、改造效果六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采MP10井產(chǎn)量曲線5、改造效果六、現(xiàn)場應用及效果MP10井—5、改造效果六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采周邊直井產(chǎn)量曲線5、改造效果六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果FY城區(qū)12平臺共計部署調整井32口，全部為油井，其中水平井23口，定向井9口。根據(jù)區(qū)塊新老井完鉆投產(chǎn)情況，設計定向井單井日產(chǎn)油t/d，年建產(chǎn)能t，設計水平單井日產(chǎn)油t/d，年建產(chǎn)能t；年共建產(chǎn)能t，進尺m。1、儲層概況平臺12地面井位圖FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果FY平臺12開發(fā)目的層主要為扶余油層，油藏埋深為330～530m，扶余油層地層厚度為85～90m，砂巖厚度一般在25～60m之間，平均砂巖厚度為45.6m，有效厚度一般為2～38m，平均有效厚度為12.3m。2個平臺調整區(qū)含油面積1.52km2，平均有效厚度25m，地質儲量t。扶余油田泉四段儲層孔隙度平均為25%，平均滲透率18mD，碳酸鹽含量平均為4.0%，泥質含量平均為8.8%，屬中孔、低滲儲層。扶余油層儲層為弱～中等偏強水敏、弱～中等偏弱堿敏、弱鹽敏。扶余油層地面原油呈褐色，平均地面原油粘度為22.7mPa·s，凝固點為16.8℃，含蠟量18.4%，平均原油相對密度0.8652。天然氣甲烷含量91.35%。地層水總礦化度4000-6000mg/l，PH值7～8，水型為NaHCO3型。

1、儲層概況FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果采用超淺層常規(guī)鉆井技術，淺層大位移水平井鉆完井設計和施工技術(造斜點80m、水垂比2.1)，最大位垂比1.96，最大井底位移達到851米。采用了密井網(wǎng)防碰繞障優(yōu)化設計技術(最小間距小于20m，平臺32口井中：水平井23口、定向井和大斜度井9口。是目前國內(nèi)陸上油田最大的超淺層叢式井生產(chǎn)平臺。2、鉆完井情況平臺12鉆井三位立體圖

FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果3、分段改造方案該區(qū)塊才用定向井和水平井組合的方式進行枯竭式開發(fā)。采用扇形方式，盡可能最大限度動用資源。區(qū)塊壓裂改造參數(shù)設計（如表5-3-4）總體原則：①由于區(qū)塊情況復雜，壓裂設計存在周圍井、斷層的影響，設計上堅持“穿透比”的概念；②縫長在單井設計平均為80m左右的基礎上，兼顧裂縫縫間距、斷層、鄰井井距的影響，對于一些受臨井、斷層影響較小的儲層，應該以增加裂縫長度為主，溝通更多的儲量富集區(qū)，以增加單井泄油面積；③對于受斷層控制、臨井影響限制的井、層，壓裂設計應該考慮以提高裂縫導流能力為主，保證單井長期穩(wěn)產(chǎn)。FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果在壓裂配套工藝管柱方面：由于該區(qū)塊位于城區(qū)，因此全部設計采用水平井不動管柱滑套多段壓裂工藝技術，其不動管柱的特點能夠安全高效的完成該區(qū)塊所有井壓裂投產(chǎn)。

3、分段改造方案平臺12水平井優(yōu)化設計情況FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果平臺12水平井優(yōu)化設計情況3、分段改造方案FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果平臺12水平井優(yōu)化設計情況3、分段改造方案FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果4、施工簡況FY平臺12位于城區(qū)壓覆區(qū)，利用水平井不動管柱滑套分段壓裂工藝技術的不動管柱施工壓裂的特點，即提高了水平井施工壓裂效率，同時也減少了對周圍環(huán)境的影響。其現(xiàn)場施工參數(shù)情況如表

平臺12水平井壓裂現(xiàn)場施工參數(shù)情況

FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果4、施工簡況平臺12水平井壓裂現(xiàn)場施工參數(shù)情況

FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果4、施工簡況平臺12水平井壓裂現(xiàn)場施工參數(shù)情況

FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果5、壓后效果情況

2010年3月末平臺油井全部順利投產(chǎn)，通過整體優(yōu)化設計，平臺12壓裂取得了較好的效果，日產(chǎn)油為周邊直井4倍以上。32口井日產(chǎn)液噸，日產(chǎn)油噸。城平12平臺的成功投產(chǎn)，為城區(qū)、江河、村屯等受地面條件限制的壓覆低滲油藏的有效開發(fā)提供了借鑒。

FY平臺12水平井壓裂投產(chǎn)后地面情況

FY平臺12—不規(guī)則井網(wǎng)下水平井枯竭式開采六、現(xiàn)場應用及效果交流結束交流結束水平井套內(nèi)不動管柱滑套多段壓裂工藝技術及現(xiàn)場應用中國石油吉林油田公司二〇一一年七月交流材料水平井套內(nèi)不動管柱滑套多段壓裂工藝技術及現(xiàn)場應用中國石油吉林一、技術提出背景二、水平井滑套分壓工藝原理三、主要配套工具及工作原理四、工藝設計原則五、施工工序及應急處理六、現(xiàn)場應用及效果交流提綱一、技術提出背景交流提綱一、技術提出背景針對當時國內(nèi)外低滲透油田水平井壓裂改造工藝復雜、工藝可靠性差的現(xiàn)狀，研究開發(fā)了具有全過程液壓動作的分層壓裂工具總成、安全接頭、解卡器和井口投塞器等配套工具，組合形成了水平井滑套分壓工藝管柱和事故解卡打撈配套工藝管柱。該工藝管柱具有井下工具少，全過程液壓動作、不卸壓投球棒等特點，該工藝能夠不動管柱一次性完成水平井2～5段的分段壓裂，亦可實現(xiàn)水平井老井的選層壓裂。經(jīng)現(xiàn)場試驗及應用，該工藝管柱性能可靠，滿足了水平井分段壓裂的需要，提高了施工作業(yè)效率，是一種先進、安全、可靠、高效的水平井分段改造工藝技術，為改善水平井開發(fā)低滲透油田效果提供了技術保證。技術提出背景概況:一、技術提出背景針對當時國內(nèi)外低滲透油田水平井壓裂改水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的熱點之一1、國外水平井分段改造技術水力噴射壓裂技術于1998年發(fā)明并投入現(xiàn)場應用，2002年起應用規(guī)模、范圍逐步擴大。該工藝成功率較高，成本與單級壓裂相當或稍高。到2005年中期，水力噴射壓裂技術應用超過130口井該技術可應用于裸眼井、注水泥射孔完井、割縫襯管完井等各種完井方式，應用范圍較廣。（1）水力噴射壓裂技術一、技術提出背景水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的熱點之一1、國外水平井分段改造技術（2）StageFRACTM系統(tǒng)StageFRACTM增產(chǎn)系統(tǒng)PackersPlusEnergyServices公司設計完成，可以實現(xiàn)一趟管柱壓裂9個層段，是一套壓裂完井系統(tǒng)。一、技術提出背景水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的熱點之一1、國外水平井分段改造技術（3）Frac-Point?封隔器系統(tǒng)Frac-Point?封隔器系統(tǒng)由Baker石油公司2006年設計完成，與StageFRAC系統(tǒng)類似，也可以實現(xiàn)一趟管柱壓裂9個層段，是一套壓裂完井系統(tǒng)。一、技術提出背景水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的熱點之一2、國內(nèi)水平井分段改造技術（1）限流壓裂技術：1991年-1995年大慶油田研究了水平井限流改造技術（2）液體膠塞-填砂壓裂技術：長慶油田塞平1等利用該技術分壓成功（3）機械橋塞分壓技術：2004年長慶油田引進機械橋塞分隔工具并試驗成功（4）水力噴射壓裂技術：2005年12月8日，長慶靖安油田靖平1井試驗成功（5）環(huán)空分射分壓工藝技術：2004年吉林油田水平井環(huán)空分射分壓工藝試驗成功一、技術提出背景水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的熱點之一3、優(yōu)缺點評價國外目前比較先進的水平井分段壓裂技術均具有高效率、一體化的特點，但由于其管柱結構復雜、施工成本高和技術服務條件苛刻等限制，規(guī)模引進應用還有很多困難。國內(nèi)當時常用的水平井壓裂技術總體上還比較保守，雖然嘗試了液體膠塞和機械分段等壓裂技術，但作業(yè)效率有待提高、以及壓裂過程中存在動管柱等條件，使其應用或多或少受到限制。提出了水平井滑套分段壓裂工藝一、技術提出背景水平井的壓裂改造工藝技術是當前國內(nèi)外油田和石油服務公司研究的一、技術提出背景二、水平井滑套分壓工藝原理

三、主要配套工具及工作原理四、工藝設計原則五、施工工序及應急處理六、現(xiàn)場應用及效果交流提綱一、技術提出背景交流提綱二、水平井滑套分壓工藝原理水平井封隔器滑套分段壓裂是一種適合低滲透油田油井開發(fā)，在套管內(nèi)不動管柱一次性完成5段以內(nèi)的機械分段壓裂工藝技術。該工藝由滑套分段壓裂工具總成、安全接頭、解卡器和井口投塞器等配套工具構成。具有全過程液壓動作、不卸壓投球棒，對儲層改造選擇性大、針對性強的特點。目前能夠滿足耐溫150℃，耐壓差70MPa，垂深2500m，51/2″和7″井眼水平井長短射孔井段新井投產(chǎn)分段壓裂、老井重復壓裂技術要求，提高了施工作業(yè)效率，是一種先進、安全、可靠、高效的水平井分段改造工藝技術。目前現(xiàn)場應用了180井456段，工藝成功率達99%，投產(chǎn)水平井穩(wěn)產(chǎn)水平為周邊直井日產(chǎn)量的2～5倍，取得了較好的壓裂效果。

二、水平井滑套分壓工藝原理水平井封隔器滑套分段壓裂二、水平井滑套分壓工藝原理1、滑套分壓工藝原理（1）滑套分壓工藝原理（三段為例）水平井套管水泥固井完井水平井采取從趾端到跟端順序射孔、壓裂的方式作業(yè)。首先，下入射孔槍，同時射開最趾端處的三個壓裂井段，起出射孔槍；按照設計連接管柱下入預定深度，油管加液壓完成兩級封隔器坐封，再提高壓力等級打掉定壓滑套，打開壓裂下部層段通道，壓裂下部層段；投球棒封堵底部通道，打開壓裂中間層段通道，壓裂中間層；投球棒解封下部封隔器；投球棒打開壓裂上部通道，壓裂上部層段；投球棒解封上封隔器，反洗井后起出壓裂管柱；起管柱遇卡丟開下封，下入打撈工具撈出下封隔器。二、水平井滑套分壓工藝原理1、滑套分壓工藝原理（1）滑套分壓2、滑套分壓工藝管柱組成（三段分壓）井口投塞器油管安全接頭分層壓裂上工具保護封隔器分層壓裂下工具待壓層段管柱形式：油管——保護封隔器——油管——上封隔器——油管——下封隔器二、水平井滑套分壓工藝原理2、滑套分壓工藝管柱組成（三段分壓）井口投塞器油管安全接頭分（1）可以不動管柱一次性壓裂2-3個層段，節(jié)約作業(yè)時間，提高效率；序號投產(chǎn)段數(shù)工藝技術壓裂占井時間時間構成12環(huán)空分壓8射孔2天，壓準2天，壓裂2天，起管2天2滑套分壓4射孔1天，壓準1天，壓裂1天，起管1天33環(huán)空分壓12射孔3天，壓準3天，壓裂3天，起管3天4滑套分壓+環(huán)空分壓8射孔2天，壓準2天，壓裂2天，起管2天5三段分壓5射孔1天，壓準1天，壓裂1天，起管2天64環(huán)空分壓16射孔4天，壓準4天，壓裂4天，起管4天7滑套分壓+橋塞10射孔2天，壓準3天，壓裂2天，起管3天8三段分壓+環(huán)空分壓9射孔2天，壓準2天，壓裂2天，起管3天95環(huán)空分壓20射孔5天，壓準5天，壓裂5天，起管5天10滑套分壓+橋塞+環(huán)空14射孔3天，壓準4天，壓裂3天，起管4天11三段分壓+環(huán)空分壓13射孔3天，壓準3天，壓裂3天，起管4天12三段分壓+滑套分壓+橋塞11射孔2天，壓準3天，壓裂2天，起管4天13三段分壓+三段分壓10射孔2天，壓準2天，壓裂2天，起管4天146環(huán)空分壓24射孔6天，壓準6天，壓裂6天，起管6天15滑套分壓+橋塞16射孔3天，壓準5天，壓裂3天，起管5天16三段分壓+橋塞12射孔2天，壓準3天，壓裂2天，起管5天備注：起管柱時間與井斜深度有直接關系，以上時間構造都按測深1500m上井統(tǒng)計，對于淺層水平井時間可以大幅度縮短，6段壓裂可以縮短到6天左右時間。3、工藝特點二、水平井滑套分壓工藝原理（1）可以不動管柱一次性壓裂2-3個層段，節(jié)約作業(yè)時間，提高（2）水平井機械分段壓裂工藝施工成本的降低水平井單井壓裂5段費用情況表

備注：利用一次性壓裂三段工藝相比環(huán)空壓裂單井節(jié)約這三項費用高達32萬元左右。（3）工藝管柱和封隔器不受卡距限制，可以對長、短射孔段針對性壓裂改造；（4）工藝管柱和封隔器實現(xiàn)了全過程液壓動作，井下工具少，潛在的事故點大大減少，施工更加安全可靠。3、工藝特點二、水平井滑套分壓工藝原理（2）水平井機械分段壓裂工藝施工成本的降低水平井單井壓裂5（5）封隔器設計了洗井通道，多層壓裂下工具設計了遇卡丟開機構，能夠有效的處理常規(guī)的砂卡事故。（6）膠塞設計了打撈機構，簡化和方便了后續(xù)的事故處理。（7）配套了套管及井口保護封隔器，高施工壓力過程中保證了套管及井口免承高壓，保障了地面施工的安全。3、工藝特點二、水平井滑套分壓工藝原理（5）封隔器設計了洗井通道，多層壓裂下工具設計了遇卡丟開機構4、技術指標及適用條件（1）水平井不動管柱一次性壓裂三段工藝技術指標和適用條件——耐壓差等級70MPa，耐溫120℃，滿足淺、中、深井對壓裂工藝的需求；——工作套管內(nèi)徑為5?"和7"，滿足多數(shù)套管井壓裂要求。二、水平井滑套分壓工藝原理4、技術指標及適用條件（1）水平井不動管柱一次性在現(xiàn)場實施中實現(xiàn)的最高技術指標如下：單井平均加砂57m3，最大加砂量180m3(MP1井)；單井平均壓裂段數(shù)3.2段，最大壓裂段數(shù)6段(XMP1井)；單趟平均加砂量49.6m3，一趟管柱最大加砂量90m3(MP8井第2、3段)；單段平均加砂量加砂量17.8m3，單段最大加砂量60m3(MP4井第1段)；實施單井最高井溫102℃（HP2井），最高施工壓力67MPa(HP2井)。4、技術指標及適用條件二、水平井滑套分壓工藝原理在現(xiàn)場實施中實現(xiàn)的最高技術指標如下：4、技術指標及適用條件二4、技術指標及適用條件二、水平井滑套分壓工藝原理水平井封隔器滑套分段壓裂具有如下技術適應性：水平井套管水泥固井，并且壓裂井段固井質量合格；油層套管回接到地面，尾管懸掛井只能應用此工藝管柱壓裂下部層段；壓裂最上部層段時地層破裂壓力低于套管抗內(nèi)壓強度和油管抗外擠強度；壓裂上部層段時井口承壓等級高于最高施工壓力。4、技術指標及適用條件二、水平井滑套分壓工藝原理水平井封隔器一、技術提出背景二、水平井滑套分壓工藝原理三、主要配套工具及工作原理

四、工藝設計原則五、施工工序及應急處理六、現(xiàn)場應用及效果交流提綱一、技術提出背景交流提綱三段壓裂上封隔器技術指標（1）型號：Y444-114（2）耐壓差：70MPa（3）耐溫：120℃（4）內(nèi)通徑：48mm（最?。┨攸c（1）液壓坐封、液壓解封，動作可靠；（2）卡瓦坐封定位后膠筒坐封，卡封準確；（3）自帶上噴砂滑套；（4）自帶安全接頭，縮短魚頂長度；（5）坐封解封步進鎖定設計，避免二次動作。1、分層壓裂封隔器（1）三段壓裂上封隔器——Y444-114(148)三、主要配套工具及工作原理三段壓裂上封隔器技術指標1、分層壓裂封隔器（1）三段壓裂上封三段壓裂下封隔器技術指標（1）型號：Y444-114（2）耐壓差：70MPa（3）耐溫：120℃（4）內(nèi)通徑：40mm（最?。┨攸c（1）液壓坐封、液壓解封，動作可靠；（2）卡瓦坐封定位后膠筒坐封，卡封準確；（3）自帶上噴砂滑套、下噴砂器；（4）自帶脫開裝置，起管遇阻可自動脫開；（5）坐封解封步進鎖定設計，避免二次動作。1、分層壓裂封隔器（1）三段壓裂下封隔器——Y444-114(148)三、主要配套工具及工作原理三段壓裂下封隔器技術指標1、分層壓裂封隔器（1）三段壓裂下封2、安全接頭安全接頭與工具一體化設計，減短了工具長度，使事故出現(xiàn)時余頂最短，起管柱遇阻時，可以從該處脫開以上管柱，為下一步處理留處余地。該安全接頭是結合水平井的井身結構特點專門設計的，后投工具液壓動作。安全接頭退開液壓力10MPa三、主要配套工具及工作原理2、安全接頭安全接頭與工具一體化設計，減短了工具長度，使事故3、封隔器動作球棒封隔器動作球棒特點（1）球棒自帶打撈桿，可利用打撈器打撈；（2）動作端面置于密封斷面和投送皮碗之后，保證工具動作的地面響應明顯真實；（3）球棒前端進行倒角和扶正處理，保證接箍和縮徑處的通過能力；（4）球棒金屬部件采用空心充填塑料材質處理，減輕重量。三、主要配套工具及工作原理3、封隔器動作球棒封隔器動作球棒特點三、主要配套工具及工作原4、井口投塞器水平井滑套分壓工藝管柱在壓裂施工過程中需投兩次球棒，為避免投球棒時拆卸管線造成劇烈放噴導致地層吐砂，并節(jié)約施工時間，專門設計了井口專用投塞器。該投塞器耐壓等級達到100MPa以上，滿足絕大部分水平井施工要求。三、主要配套工具及工作原理4、井口投塞器水平井滑套分壓工藝管柱在壓裂施工過程中需投兩次伸縮機構：能夠保證井下封隔器座封與解封過程中自由伸縮，避免封隔器上的雙向卡瓦與套管錨定后影響工具座封與解封。脫開機構：針對曾經(jīng)出現(xiàn)事故的情況，設計了2-3噸力遇阻脫開機構，能夠保證管柱上提過程中如果兩工具之間存砂多，工具遇卡時在該處脫開，再下專用打撈管柱。5、伸縮機構與遇卡脫開機構三、主要配套工具及工作原理伸縮機構：能夠保證井下封隔器座封與解封過程中自由伸縮，避免封6、套管保護封隔器——ZY331-114套管保護封隔器技術指標（1）型號：ZY331-114（2）耐壓差：70MPa（3）耐溫：120℃（4）內(nèi)通徑：60mm特點（1）無坐封壓差，實現(xiàn)自坐封；（2）無需節(jié)流，滿足大排量施工要求；（3）內(nèi)通徑大，保證球棒投送；（4）皮碗保護套鎖定裝置，避免誤動作。三、主要配套工具及工作原理6、套管保護封隔器——ZY331-114套管保護封隔器技術指一、技術提出背景二、水平井滑套分壓工藝原理三、主要配套工具及工作原理四、工藝設計原則五、施工工序及應急處理六、現(xiàn)場應用及效果交流提綱一、技術提出背景交流提綱四、工藝設計原則1、封隔器滑套分段壓裂工藝設計原則工藝管柱計算與工具強度校核1)水平井滑套多段壓裂上封隔器(1)缸筒抗內(nèi)壓計算封隔器鋼筒截面圖

四、工藝設計原則1、封隔器滑套分段壓裂工藝設計原則工藝管柱計(2)中心管抗拉強度計算

封隔器中心管截面圖59000kg為封隔器在最大工作壓力(70MPa)時中心管所受拉力。1、封隔器滑套分段壓裂工藝設計原則工藝管柱計算與工具強度校核1)水平井滑套多段壓裂上封隔器四、工藝設計原則(2)中心管抗拉強度計算封隔器中心管截面圖59000kg為(3)噴砂口節(jié)流壓力損失計算噴砂口流通面積：s=nBLn：噴砂口數(shù)量；B：噴砂口寬度;L：噴砂口長度。因此有s=nBL

=4×10×75=3000mm221/2〞油管流通面積s=πR2式中R：21/2〞油管內(nèi)徑。因此有s=πR2=3017mm2噴砂口流通面積與21/2″油管流通面積相當，節(jié)流壓力無損失。噴砂口1、封隔器滑套分段壓裂工藝設計原則四、工藝設計原則(3)噴砂口節(jié)流壓力損失計算噴砂口流通面積：s=nBL

(4)封隔器坐封啟動壓力的確定封隔器坐封啟動壓力的確定原則為：以封隔器坐封啟動之前壓裂管柱所受軸向拉力最小為原則。考慮管柱下井過程中影響因素，取封隔器坐封啟動壓力為4~6MPa。在4～

6MPa時壓裂管柱所受軸向拉力為1.2～1.5t，壓裂管柱在高壓壓裂時(油管內(nèi)、外壓差為70MPa)油管由于鼓脹效應所產(chǎn)生軸向拉力12.67t。二者拉力之和為14t左右，對壓裂管柱影響不大。1、封隔器滑套分段壓裂工藝設計原則四、工藝設計原則(4)封隔器坐封啟動壓力的確定封隔器坐封啟動壓力的2)水平井滑套多段壓裂下封隔器以40t作業(yè)機為例：允許上提35t，管柱懸重10t，井口提拉力在水平井有效傳遞率15%~30%。因此下封隔器丟開噸位為4~7t。說明：由于下封隔器內(nèi)通徑小，強度大于上封，強度校核略

(1)下封隔器丟開力的確定四、工藝設計原則2)水平井滑套多段壓裂下封隔器以40t作業(yè)機為例2.通過能力設計及卡距設計——通過能力設計當井眼軌跡變化時，曲率半徑局部有變小的可能性，需要較小的工具長度當曲率半徑局部變到50米以下時，工具提、放時通過性變差，影響工具使用安全性。針對不同曲率半徑和套管內(nèi)徑，當工具外徑為114mm時，其允許通過的最大長度關系如表所示：

不同曲率半徑、套管內(nèi)徑與工具長度通過關系表

滑套分段壓裂單只封隔器長度為1.58m，在復雜井眼軌跡中具有較好的通過性，常規(guī)水平井的曲率半徑完全能夠順利通過，有利用管柱起下作業(yè)施工安全。四、工藝設計原則2.通過能力設計及卡距設計——通過能力設計當井眼軌跡由于水平井滑套分段壓裂封隔器屬于壓縮式封隔器類型，在套管內(nèi)不動管柱壓裂，并且通過液壓座封和液壓投球解封，因此沒有最大卡距的限制。分段壓裂工具和工藝管柱耐溫實現(xiàn)120℃，耐壓差實現(xiàn)70MPa，滿足吉林油田垂深2500m，51/2″和7″井眼水平井長短射孔井段新井投產(chǎn)分段壓裂、老井重復壓裂要求。2.通過能力設計及卡距設計——卡距設計四、工藝設計原則由于水平井滑套分段壓裂封隔器屬于壓縮式封隔器類型，在一、技術提出背景二、水平井滑套分壓工藝原理三、主要配套工具及工作原理四、工藝設計原則五、施工工序及應急處理六、現(xiàn)場應用及效果交流提綱一、技術提出背景交流提綱1、封隔器滑套分段壓裂施工工藝程序：

⑴水平井一次性射孔三段后，起出射孔槍，必須下大于封隔器外徑通洗井裝置進行通井、洗井、驗油管，確保管線不泄漏，按設計要求連結井下工具。⑵座封。用泵車以0.5m3/min排量緩慢向油管內(nèi)注水打壓，當壓力達到10MPa時穩(wěn)壓2分鐘，當壓力達到20MPa時穩(wěn)壓2分鐘，當壓力達到25MPa時穩(wěn)壓2分鐘，當壓力達到30MPa時穩(wěn)壓2分鐘，繼續(xù)加壓，地面觀察表壓迅速下降，表明工具完成座封并且定壓滑套打掉，下層段壓裂通道打開，可以進行下層段壓裂施工。⑶壓裂下段。按照壓裂施工設計進行第一層段壓裂施工。五、施工工序及應急處理1、封隔器滑套分段壓裂施工工藝程序：⑴水平井一次性射孔⑷壓裂第二段。向油管內(nèi)投入上層段壓裂膠塞(43mm)，用泵車以0.5m3/min排量緩慢向油管內(nèi)注水打壓，將上層壓裂膠塞送到位后，后泵車換高檔位，繼續(xù)加壓到10MPa，剪斷上層壓裂剪釘，將上壓裂機構打開，進行上層段壓裂。⑸下封隔器解封。向油管內(nèi)投入解封膠塞(47mm)，向油管內(nèi)注水打壓，打壓至10MPa，打掉解封滑套膠筒回收，卡瓦回收，下封隔器解封。1、封隔器滑套分段壓裂施工工藝程序：

五、施工工序及應急處理⑷壓裂第二段。向油管內(nèi)投入上層段壓裂膠塞(43m⑹打開上部封隔器壓裂第三段通道。投膠塞(51mm)，泵車以0.5m3/min排量泵送膠塞至滑套位置，打壓15MPa，滑套打開，泵車卸壓，繼續(xù)泵入液體至套管返液(未加井口保護封隔器的情況下)，關閉套管閘門，壓裂第三段。⑺上部封隔器解封。投上部封隔器解封膠塞(55mm)，泵車以0.5m3/min排量泵送膠塞至滑套位置，打壓15MPa，滑套打開，泵車卸壓。1、封隔器滑套分段壓裂施工工藝程序：

五、施工工序及應急處理⑹打開上部封隔器壓裂第三段通道。投膠塞(51mm⑴封隔器搬運過程嚴禁用力碰撞，防止銷釘剪斷，冬天膠筒防凍。⑵要求全井壓裂管柱必須采用新油管；井口套管短接用P110鋼級。⑶至井口投塞器以下51/2〞套管井保證內(nèi)通徑大于60mm。⑷封隔器下井前必須進行通洗井，保證井筒干凈。⑸油管及井下工具連接時用絲扣油，絲扣必須上緊，防止管脫現(xiàn)象發(fā)生，井口和地面管線不刺不露。2、封隔器滑套分段壓裂實施要求

五、施工工序及應急處理⑴封隔器搬運過程嚴禁用力碰撞，防止銷釘剪斷，冬天膠筒防凍。2⑹管柱尺寸丈量必須準確無誤，封隔器避開套管接箍位置。⑺嚴格控制管柱起下速度，作業(yè)時起下管柱速度要均勻(在直井段不大于300m/h,水平井段不大于200m/h)。不得溜鉆，墩鉆和急剎車。保證井下工具不受損害。⑻地面管線：從投塞器接高壓管線，錨定，用兩個活動彎頭觸地。⑼壓裂結束封隔器解封后，待裂縫閉合后返排、洗井至返清水后，必須立即連續(xù)起管柱；有卡管柱情況時，馬上停止起管，用泵車從油管反洗解卡后，再活動管柱起管。2、封隔器滑套分段壓裂實施要求

五、施工工序及應急處理⑹管柱尺寸丈量必須準確無誤，封隔器避開套管接箍位置。2、封隔⑽由于封隔器是液壓座封和液壓解封方式，壓裂時也液壓投送膠塞，因此必須保證從井口到封隔器之間管柱干凈，不能在作業(yè)過錯中有任何雜物掉入管柱里影響工具座封、打噴砂滑套以及解封，如果有落物，必須從油管內(nèi)將落物打撈出后再完成封隔器的相關動作。⑾由于三段分壓兩封隔器之間設計遇阻3～5t丟開，因此上提管柱時如果遇阻力大可能下封隔器丟開，需要下一次打撈，在打撈器接近魚頂時必須用泵車將魚定沖洗干凈，由于下封隔器此時處于解封狀態(tài)，因此可能需要將下封追到人工井底，才能保證打撈成功。2、封隔器滑套分段壓裂實施要求

五、施工工序及應急處理⑽由于封隔器是液壓座封和液壓解封方式，壓裂時也液壓投送膠塞，壓裂砂堵時處理措施⑴在下層壓裂砂堵時，立即開套管放噴，清出油管內(nèi)積砂，繼續(xù)進行下層壓裂作業(yè)。如果放噴不通可利用空心油管或者連續(xù)油管沖出管內(nèi)砂，然后進行壓裂作業(yè)。⑵第二段壓裂砂堵時，立即打開油管閘門返排，返排后，繼續(xù)壓裂施工，如果井底壓力不足，如果放噴不通可利用空心油管或者連續(xù)油管沖出管內(nèi)砂，然后進行壓裂作業(yè)。⑶第三段壓裂砂堵時，立即打開油管閘門返排，同時從套管反洗井，油套管內(nèi)支撐劑洗干凈后，然后進行壓裂作業(yè)。3、封隔器滑套分段壓裂應急處理措施

五、施工工序及應急處理壓裂砂堵時處理措施3、封隔器滑套分段壓裂應急處理措施五、施卡井事故處理如果封隔器解封后，正反洗井無效，上提無效，可以投入安全接頭脫開膠塞(59mm)，用泵車以0.5m3/min小排量緩慢向油管內(nèi)注水打壓,當壓力達到8~10MPa時，高壓安全接頭打開，工具與管柱分離，將封隔器以上管柱提出，然后進行下步打撈處理。3、封隔器滑套分段壓裂應急處理措施

五、施工工序及應急處理卡井事故處理3、封隔器滑套分段壓裂應急處理措施五、施工工序配套膠塞及封隔器打撈工具針對目前水平井機械分段壓裂封隔器（滑套分壓封隔器、三段分壓上封、下封）以及其他配套工具（各種型號的膠塞、抽油桿的打撈工具等），進行了打撈工具的研發(fā)設計及成功的現(xiàn)場試驗。五、施工工序及應急處理3、封隔器滑套分段壓裂應急處理措施

三段分壓下封打撈工具膠塞及打撈工具配套膠塞及封隔器打撈工具針對目前水平井機械分段壓裂封隔4、封隔器滑套分段壓裂應急處理措施

五、施工工序及應急處理設計配套了液壓強拔器，配套了打撈工藝管柱，能夠解決常規(guī)井下卡井事故，避免大修事故的發(fā)生。工藝原理：

針對水平井地面上提拉力不能有效傳遞到水平段問題，研究了井下液壓解卡器。該工具由多級液壓缸組成，通過地面打壓，推動液缸產(chǎn)生拉力，以達到對井下工具解卡的目的。工藝管柱示意圖液壓強拔解卡器可退式撈錨魚頂配套膠塞及封隔器打撈工具4、封隔器滑套分段壓裂應急處理措施五、施工工序及應急處理一、技術提出背景二、水平井滑套分壓工藝原理三、主要配套工具及工作原理四、工藝設計原則五、施工工序及應急處理六、現(xiàn)場應用及效果交流提綱一、技術提出背景交流提綱現(xiàn)場應用總體情況截至到2010年12月，水平井封隔器滑套分壓工藝管柱現(xiàn)場應用180口井456段，封隔器動作正常，工藝管柱性能穩(wěn)定，工藝成功率99%；壓裂水平井日平均產(chǎn)量為周邊同期投產(chǎn)直井的3倍左右。利用水平井開發(fā)技術有效動用了地面受限(水體壓覆、城區(qū)、村屯)資源,累計產(chǎn)油萬噸，年產(chǎn)油量上升到萬噸水平線，為低滲透油田改變“多井低產(chǎn)”局面尋求到了一條技術途徑。六、現(xiàn)場應用及效果現(xiàn)場應用總體情況截至到2010年12月，水平井封隔器MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采MP10井位于吉林M22井區(qū)，油層主要分布在泉四段的Ⅰ、Ⅱ砂組內(nèi)，含油井段一般20-50m，油層中部深度1300m左右。砂體呈南西、北東向發(fā)育，垂直或斜交斷層，砂體橫向側變快，基本呈條帶狀分布，砂體寬度一般為400～600m左右，在垂直河道方向，砂體側向變化快，連通性較差，縱向上砂體疊加連片。主力油層為4、5、6、7號小層。平均單井鉆遇砂巖厚度66m，該區(qū)平均單井有效厚度8.5m。M22區(qū)塊泉四段孔隙度平均13%；滲透率平均2.5mD；泥質含量平均8.5%，屬低孔、特低滲透儲集層。六、現(xiàn)場應用及效果1、儲層概況MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采MP10井位于吉林M22考慮能量補充條件和經(jīng)濟因素，設計井網(wǎng)為兩口油井夾一口水井，每口油井單向受效，即3口注水井(轉注1口老井)、8口采油井，期中利用老井1口(廟平8井)。水平井間垂直距離140m。油井一般鉆遇三套厚油層，分3-4段射孔壓裂投產(chǎn)，水井對應鉆遇油井發(fā)育層位，小規(guī)模壓裂投注，形成類似102m的排距線狀注采模式。六、現(xiàn)場應用及效果1、儲層概況MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采考慮能量補充條件和經(jīng)濟因素，設計井網(wǎng)為兩口油井夾一口水井，每2、鉆完井情況MP10井水平段最大井斜角90o，方位角67.5o，水平段長度438m，5號小層砂巖鉆遇率70％，平均厚度6.1m；6號小層砂巖鉆遇率100％，平均厚度8.5m，7號小層砂巖鉆遇率100％，平均厚度9.1m。六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采2、鉆完井情況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采要求壓裂井段：2005-2013m8m1849-1857m8m1770-1775m8m設計砂量分別為:25m325m325m3設計施工排量分別為：4m3/min4m3/min4m3/minMP10井壓裂優(yōu)化設計參數(shù)表

3、分段改造方案六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采要求壓井下管柱結構：27/8″N-80油管—ZY331保護封隔器(1000±1m)—上部封隔器(1776±0.5m按膠筒上端計算)—下部封隔器(1858±0.5m按膠筒上端計算)六、現(xiàn)場應用及效果3、分段改造方案MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采井下管柱結構：六、現(xiàn)場應用及效果3、分段改造方案MP10井—4、施工簡況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采

MP10井現(xiàn)場壓裂施工情況表

MP10井完全按照設計參數(shù)成功完成壓裂施工，下面是現(xiàn)場壓裂施工參數(shù)情況：4、施工簡況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平4、施工簡況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采4、施工簡況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平4、施工簡況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平井開采4、施工簡況六、現(xiàn)場應用及效果MP10井——規(guī)則注采井網(wǎng)水平4、施工簡況六、現(xiàn)場應用