水力噴射壓裂技術新

高壓超低滲油氣層壓裂增產(chǎn)技術

——水力噴砂射孔壓裂

寶雞市賽孚石油機械有限公司

匯報提綱

一、概要二、國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢三、技術特點四、配套工具介紹五、現(xiàn)場使用情況

六、井口配套相關產(chǎn)品

水力噴砂射孔壓裂技術概要一、概要

水力壓裂技術經(jīng)過了近半個世紀的發(fā)展，特別是自80年代末以來，在壓裂設計、壓裂液和添加劑、支撐劑、壓裂設備和監(jiān)測儀器以及裂縫監(jiān)測等方面都獲得了迅速的展，使水力壓裂技術在縫高控制技術、高滲層防砂壓裂、重復壓裂、深穿透壓裂以及大砂量多級壓裂等方面都出現(xiàn)了新的突破。

現(xiàn)在水力壓裂是油田增產(chǎn)、增注，保持油田穩(wěn)產(chǎn)的一項重要工藝技術。它利用液體傳導壓力的性能，在地面利用高壓泵組，以大于地層吸收能力的排量將高粘度液體泵入井中，在井底憋起高壓，此壓力超過油層的地應力和巖石抗張強度，在地層產(chǎn)生裂縫，繼續(xù)將帶有支撐劑的攜砂液注入裂縫，裂縫邊得到延伸，邊得到支撐。停泵后就在油層形成了具有一定寬度的高滲透填砂裂縫，由于這個裂縫擴大了油氣流動通道，改變了流動方式，降低了滲流阻力，可起到增產(chǎn)增注作用，這一施工過程就叫油層水力壓裂。已廣泛應用于低滲透油氣田的開發(fā)中。

水力噴射壓裂技術概要一、概要寶雞賽孚石油機械公司與長慶油田油氣工藝研究院合作開發(fā)的水力噴砂射孔（割縫）技術，是集射孔、壓裂、隔離一體化的增產(chǎn)措施，專用噴射工具產(chǎn)生高速流體射穿套管、巖石，形成孔眼，孔眼底部依靠環(huán)空流體補液壓力增高，超地層破裂壓力后起裂并造縫。

水力噴砂射孔壓裂工具主要用于長慶油田、吉林油田、吐哈油田、青海油田等國內(nèi)各大油田。其中以長慶油田為主，年供貨量在1000套以上。水力噴砂射孔壓裂技術是依據(jù)伯努利原理，將油管柱內(nèi)液體的壓能轉化為噴嘴出口處的高速動能，根據(jù)水動力學動量-沖量原理，射穿套管、溝通地層。壓裂時采用油、套混注的方式，通過控制噴射工具，準確選擇裂縫起裂的位置與方向；裂縫形成后，高速流體噴射進入孔道和裂縫，由于噴嘴出口處高速低壓，具有噴射泵的吸液功能，環(huán)空的流體在壓差的作用下被吸入地層，維持裂縫的延伸，實現(xiàn)水力封隔。

水力噴射壓裂技術國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

二、國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.國外應用現(xiàn)狀在國外，該技術于1998年發(fā)明并投入現(xiàn)場應用，2002年起應用規(guī)模、范圍擴大，初期以裸眼水平井分段增產(chǎn)改造為主，后期在垂直井內(nèi)的應用日益增多。2002年7月對已作業(yè)的62口井的統(tǒng)計表明，截至當時，裸眼水平井內(nèi)的應用最多，達到40口，垂直井應用11口，不到20%；連續(xù)管作業(yè)18口，占30%；成功率較高，經(jīng)濟成功的有34口，工藝成功的有21口，只有7口井失敗。平均增產(chǎn)30–60%，成本與單級壓裂相當或稍高。

2003年，首次在巴西的Campus灣海上一口井試作業(yè)并取得成功。且在技術成熟的基礎上尋求應用拓展。2004年中期Hulliburton公司首次采用水力噴射射孔環(huán)空壓裂技術（HJP-AF）——已定型為一種新型壓裂技術，利用常規(guī)尺寸連續(xù)管（1.5～2″）實現(xiàn)大型壓裂，主要用于垂直井分段壓裂。

二、國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1.國外應用現(xiàn)狀2005年5月，水力噴射射孔環(huán)空壓裂技術應用超過45口井，主要是垂直井作業(yè)，其中只有兩口水平井，絕大部分使用1.75″的連續(xù)管完成作業(yè)，平均增產(chǎn)40～60%。2005年中期，水力噴射壓裂技術在國外應用超過130多口井。包括酸化壓裂、支撐劑壓裂、組合壓裂和大排量清水壓裂，涉及固水泥、不固水泥套管井、開槽襯管井、裸眼井。大部分為陸上作業(yè)，有部分用于海上和深海作業(yè)。

國外已應用超過1000口井，美國路易斯安那州西部JannesLime地層（裸眼完井）水力噴射酸壓處理過80多口井，平均每口井造縫8條，共造縫600多條。

從以上總體看，水力噴射壓裂增產(chǎn)技術非常成功。在全世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展，逐漸擴展到加拿大、巴西、哈薩克斯坦、俄羅斯等，技術主要由Hulliburto公司和BJ公司等掌握。

水力噴射壓裂技術國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

二、國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2.國內(nèi)應用狀況

我國于2005年與哈里伯頓公司合作采用常規(guī)油管在靖安油田靖平1井和莊平3井順利完成增產(chǎn)作業(yè)，這是該工藝在國內(nèi)首次試驗。

隨著國家經(jīng)濟發(fā)展對能源的巨大需求、加之日益枯竭的能源危機，迫使能源勘探技術不斷革新，必須加大和有針對性對低壓、低滲透率、低孔隙度的“三低”油氣藏開發(fā)及煤層氣、頁巖氣等非常規(guī)油氣資源的開發(fā)。目前，以上非常規(guī)油氣資源的開采工藝是通過水力壓裂達到工業(yè)性油氣流開發(fā)生產(chǎn)。水力噴射壓裂設備其優(yōu)良的工藝特性及其安全性，受到各石油公司的迫切需求。目前，其核心技術只掌握在少數(shù)石油機械技術發(fā)達的國外公司之中；我國近年來也投入了大量科研費用研發(fā)這一項目。通過這幾年不斷的油田作業(yè)試驗及改進，其技術逐漸成熟，逐步獲得油田認可，特別是中石油主力油田---長慶油田油氣田得以大量推廣形成了批量化。

水力噴射壓裂技術國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

水力噴射壓裂技術特點三、技術特點：

可根據(jù)每一口井的情況，定制噴射工具與參數(shù)；根據(jù)每一組裂縫的要求設計工藝程序，確定裂縫大小、選擇壓裂液與環(huán)空介質。通過噴射工具定位及噴嘴傾角與方向的調(diào)整，有效控制裂縫位置與裂縫產(chǎn)生時的方向。具有廣泛的適應性。能用于水平井、大斜度井和垂直井，能在裸眼井、襯管完井井眼和套管井內(nèi)使用。根據(jù)需要，可使用鉆桿、油管或連續(xù)管作業(yè)。作業(yè)介質可使用酸液，在碳酸鹽巖地層實施擠酸或酸化壓裂；環(huán)空介質可使用CO2/N2，在井下利用高壓射流的強力剪切形成泡沫，實現(xiàn)泡沫酸化或壓裂，并避免在地面生成泡沫帶來的摩阻大、到井下后泡沫性質改變等問題。采用雙通道，環(huán)空和井底壓力低，安全性好；還能通過改變環(huán)空流量快速調(diào)整井底壓裂液的濃度和泡沫性能。

水力噴射壓裂技術特點三、技術特點：水力噴射壓裂技術是一項能有效控制裂縫起裂的增產(chǎn)措施。只在指定的位置處進行壓裂造縫。序號特性常規(guī)壓裂水力噴射壓裂1產(chǎn)生裂縫壓力由射流產(chǎn)生裂縫環(huán)空壓力+射流增壓使裂縫延伸2裂縫位置無法精確預測精確3裂縫初始方向無法預測可確定4封隔方式機械一段水力封隔一次多段水力弟噴射肉壓裂因技術望特點三、獲技術鞋特點喝：1.工作勒機理水平譽井水御力噴共砂分代段壓華裂技羅術—根據(jù)鑼動力笨學動蔬量—沖量畢原理趣，固寇體顆嘗粒受水肉載體漂加速泳，高劃速沖確擊套世管和爛巖石納，產(chǎn)尖生切張割作稻用。三、遣技聲術特仿點：1.工作蠻機理水力懸噴射玩壓裂借技術畝特點高壓挖＋低昆壓高壓狼：高皇速射燥流在瞧孔內(nèi)侵增壓3～8M市Pa低壓膚：噴屑嘴出膛口局案部低殘壓區(qū)——環(huán)空卷吸良作用已，強抹化封藍隔效際果關鍵它：控泥制噴柿射壓稍力和適環(huán)空泰壓力李排量三、泥技陳術特擠點：2.參數(shù)冊設計蛙優(yōu)化:1）噴嘴訪選擇2）壓鵲力、仇流速3）噴規(guī)射時傘間4）含馳砂濃度5）砂蒙粒直徑6）環(huán)空涂壓力水力占噴射呈壓裂議工作蔬機理建及工罰藝三、寶技祥術特伸點：3.基本看作業(yè)剖工藝掩過程宋：1）工花具入零井定怒位2）油元套環(huán)立空打辨開，要油管惡內(nèi)加嘉壓，幣噴砂蔑射孔秋；3）油追管內(nèi)羽泵入閱壓裂共工作躲液維句持噴識嘴壓密降、祖環(huán)空裙加壓伙，誘感導孔并內(nèi)起膏裂、淡裂縫錫延伸4）油煮管內(nèi)項泵入據(jù)攜砂朵液，罰之后既頂替割；5）回清拉工乒具定撕位，水第二妻段裂零縫射針孔、煙壓裂/投球唯打開境滑套免，重油復射皆孔、懷壓裂伴。6）重我復完罷成多么段壓集裂水力鄰噴射赴壓裂弓技術拼特點四、盛配套適工具溉介紹1.技術僵參數(shù)耐：水力羞噴射姻工具孩經(jīng)過杰近幾勁年的敗快速程發(fā)展摟，已輪經(jīng)完吼成適停應常柜用4翻1/乘2＂、5朝1/漁2＂套管等井及6＂裸眼恩井的擁各種塑系列梯化配事套工決具。棕各配弱套工逮具的牙基本弟技術弦參數(shù)鑒如下益：注：疑噴射千器中技射孔斬、壓頓裂用玩噴嘴——采用竟硬質近合金痰材料驕，根仿?lián)┬涔づ抛粤考皫┕づ搲毫ψu進行鴨規(guī)格股、數(shù)編量調(diào)跨節(jié)，蔥最高暴過砂滾量達90m3。水力偉噴射控壓裂贊技術烤配套胞工具規(guī)格噴射工具最大外徑mm施工段數(shù)耐壓MPa加砂量m3備注41/2＂90107015-50不動管柱51/2＂11487015-50不動管柱6＂145237015-50不動管柱51/2＂10577015-50拖動管柱四、到配套五工具介紹2.管柱何構成水力拼噴砂宋射孔航器有諷拖動繼管柱嫂和不掠拖動坦管柱看之分成。拖習動管存柱的噴射愚器下棒井一化次僅圈能在仍某一喇處進卡行射埋孔，樸但可逆拖動世管柱衰進行棚多次射孔舟。不動運管柱嫩的噴偏射器體可在鏈管柱踩不同章位置貼接多待個射勉孔器抄，施球工時自下園而上浙分投角不同挑直徑舊的鋼郵球，所逐次篇進行他射孔菜作業(yè)勢。還可增在裸賀眼井厲中進兄行多系級射體孔，曠原理乓與套碼管井幅中相阻同。水力噴射賓壓裂技術稻配套若工具四、拐配套鐮工具號介紹2.管柱構成——拖動焰管柱農(nóng)水力扇噴射牲工具經(jīng)其原洪理：鋼球滑投入霧后，摘坐落殃在球艷座上享，下蝴端密營封，冒高壓鄭壓裂毯液通提過噴梁嘴射透油暗層。水力噴射捕壓裂技術描配套駝工具四、啞配套嘆工具夕介紹2.管柱構成——不動幼管柱特水力噴射盼工具閉其原亮理：鋼球為投入攤后，塞坐落嗎在密規(guī)封筒典上，務形成貸一定擋壓差低，將剪斷剪銷胡，密封筒滑朝到密輛封筒秤座中梢，高勉壓壓怨裂液垮通過奸噴嘴霜射透油束層。水力噴射猶壓裂技術黑配套糧工具四、躲配套跟工具介紹舅：2.管柱構成——噴射陡工具棉各主慨要部指件水力噴射叢壓裂技術故配套溫工具導流輝扶正遵器單層費噴射萄器篩管球座耳總成絲堵主要壺部件雖圖片封隔奔器水力倍噴射隨壓裂離技術吹配套代工具四、毒配套饅工具泥介紹攔：2.管柱裳構成——噴射雜工具販各主泥要部賺件液壓威水力正錨安全請接頭多層化水力逐噴射臟器四、券配套診工具奶介紹2.管柱構成——噴射狼工具搬各主也要部才件特哭點1）噴那射器——噴嘴吃結構英設計彼、材邀料與執(zhí)布置脂；防濺妨參數(shù)設計邪與加膊工。2)滑套——材料收優(yōu)選銜、結困構優(yōu)懇選；與噴盲射器旬滑動驢密封努。3）噴腦射器輸與滑膝套連盈接方系案——銷釘鍬連接衫；銷釘經(jīng)材料右優(yōu)選仆與加鮮工。4）單歷向閥毀、扶么正器段、導渣向裝略置等閣附件朽。注：退噴嘴——采用頌硬質停合金費材料，最瘦多可仙連續(xù)娘拖動9段。水力噴射精壓裂技術圍配套倚工具四、遮配套尊工具太介紹3.噴射閉工具震各主秧要部廈件工納藝特佛點1）熱處煎理硬欺度要夢求高，對加霞工刀腳具使尤用要哥求高；2）密封被形式江特殊勺，密臭封要鼠求苛偽刻。3）裝配適試驗慘項目鈔多，用工裝裕使用芳消耗糟大。4)檢測要求扔高，貝專用彼檢具蘋多。5)產(chǎn)品井下疑工作挑環(huán)境厘惡劣，對工林藝技膏術研急究試傍驗要軟求高。為此銜，我愧公司門專門飲成立冠了水獵力噴糕射工得具生跨產(chǎn)線囑，保膀證產(chǎn)心品的童加工旅精度讀與裝配蹄質量惰，并俘對所甘有操盆作人貿(mào)員進未行崗私位培剩訓。水力噴射正壓裂技術石配套喉工具水力噴射慰壓裂技術介配套叨工具四、管配套蠅工具扔介紹4.拖動涌管柱軌水力銳噴射領工具誼基本晶管柱晨：安全勢接頭+扶正益器+噴射拌器+封隔旬器+扶正猴器(水力季錨)+單流呢閥+接箍+篩管+導向跑頭注：著油管英用于釀連接秩各部奔件封隔器篩管導向頭接箍油管單流閥噴射器扶正器油管安全接頭油管扶正器水力噴射礎壓裂技術琴配套菌工具四、屈配套欺工具巡壽介紹5.不動桌管柱先水力噴射榮工具培基本策管柱功：安全舌接頭+噴射投器（N）+…倘…+噴射享器（躬一）+單流拉閥+篩管+導向絹頭。注：侵油管社用于點連接筋各部陵件油管安全慮接頭油管第Z級噴悼射器第一跨級噴晨射器單流殲閥油管接箍篩管導向螞頭油管油管五、巴噴射汽工具縣現(xiàn)場朝使用察情況相：水力傲噴射放壓裂刷技術雪現(xiàn)場澤使用五、墨噴射椅工具訂現(xiàn)場諒使用園情況木：拖動案管柱——在油零田水砌平井榴，主昂要采廳用水幻玉力噴縫射與迷小直渾徑封遵隔器絞聯(lián)作絞拖動歸分壓井工藝婚壓裂8-涌10段，麥單段夢加砂30口m3。慶羨平4井采搬用9簇18段，依壓后查自噴陽，日淘產(chǎn)油32追.4m3，達匆到周弱圍直圖井產(chǎn)射量4倍以鍬上。雙噴億射器善水力秀噴砂盯壓裂令示意喝圖噴射沒器1噴射監(jiān)器2技術隆關鍵費：優(yōu)化求噴射昆參數(shù)蠟，利油用水俱力噴與射增成壓原容理，饞克服利兩簇跑間破腸壓的閉差異砌，形丙成多件條裂關縫水力榴噴射剝壓裂勝技術許現(xiàn)場多使用五、禮噴射芝工具菌現(xiàn)場巷使用谷情況果：拖動戰(zhàn)管柱——XX井采裕用水榨力分孔段射熟孔壓殺裂+封隔欠器聯(lián)補作，巧一趟喂管柱卵成功聚壓裂3段，睜三段游分別餡加砂15、20、15鼻m3，起職鉆順柜利，泰單井蠟試排悉日產(chǎn)呆純油36杠t/闊d。水力宮噴射您壓裂前技術憂現(xiàn)場批使用五、代噴射堪工具倚現(xiàn)場峽使用不情況圈：拖動推管柱——B井實態(tài)現(xiàn)了一趟天管柱凍拖動提壓裂權兩段丟。投虧產(chǎn)后棄套壓21訓.9同MP釣a，平雙均日癢產(chǎn)3.燦1×攏104m3/d，壓債后一僅個月比累積孩產(chǎn)量酒是鄰前近直裂井的3.卵3倍。水力積噴射鍬壓裂聰技術闊現(xiàn)場松使用五、婦噴射恩工具炸現(xiàn)場牢使用訓情況驢：不動荷管柱——長慶槳蘇里窗格氣庭田，母主要雜采用統(tǒng)不動答管柱松水力啄噴射纏分段寨壓裂7段和10段，堡單段誼加砂25m3以上咽，蘇14井壓雨裂7段以臺后獲謝得日京產(chǎn)氣11侄3.針4×班104m3的高襲產(chǎn)試稠氣產(chǎn)粥量。水力養(yǎng)噴射尿壓裂督技術曲現(xiàn)場帽使用水力就噴射罵壓裂文技術乞井口樣配套堪相關南產(chǎn)品六、餓配套籠相關咱井口宏產(chǎn)品蒜介紹1.投球龍器項正目概較述TQ嶺76共-1棉05電控著投球計器裝秧置主股要用均于壓輝裂、莊酸化芹、射拋孔等殊作業(yè)強。該向裝置采用置遠程享控制凱器，驗伺服做電機但驅動喉進行克投球鞋作業(yè)場，因端而此亭產(chǎn)品稿具有勸投球竿準確踩、可靠附性高趣、自時動化皮程度把高等乞特點蒼。水力餓噴射市壓裂孟技術愈井口赤配套純相關蹈產(chǎn)品投球詠器主矛要技食術指刑標及秧性能防要求賀（包百括環(huán)軋境保撞護和脂污染鉆預防門方面跑的要絲式求）么：1.通徑掃：76續(xù)mm2.工作適壓力帆：10監(jiān)5M裹pa3.鋼球裂數(shù)量舒：12個（φ2樹0-扎φ7殖5）4.遠程傲箱參天數(shù)：1）設沉置功籠能：12個位忽點2）控毫制功吩能：3）顯旁示功授能：①遠差程距樸離30潮-5堅0m①投傘球次新數(shù)顯宜示②每次鄙投一愧個球泰②手傳感鬼器實笨測過代球數(shù)忙顯示③防尊誤投倒設置由③滑艷桿實榆際移斗動距沈離顯茶示4)具有銳防雨稀、塵密、電滋磁