水平井分段压裂增产技术

2012年 2012年4月7日星期六

Implementation and Promotion of Hydraulic Seperate Layer Fracturing Stimulation Technology

水平井分段压裂增产技术

汇报提纲

一、水力喷射分段压裂技术 二、国内外其它分段压裂技术

一、水力喷射分段压裂技术1.水力喷射分段压裂机理 水力喷射分段压裂机理压裂液

1998年，Surjaatmadja提出水力 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 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。

喷射起裂及 水力封隔

喷射压裂 工具

喷砂射孔 参数效率

一、水力喷射分段压裂技术1.水力喷射分段压裂机理 水力喷射分段压裂机理 射孔过程：Pv+Ph<FIP Pv+Ph FIP,不压裂 环空加压：Pv+Ph+Pa≥FIP Pv+Ph+Pa Pv+Ph+Pa≥FIP,起裂 射流在孔底产生推进压力约2~3MPa,

调整Pa,与推进压力叠加>FEP, 裂缝持续延伸，适应不同地层压裂 射流孔口抽吸作用，强化封隔效果。

关键： 关键：控制喷射压力和环空压力特别适合于低渗透油气藏直井分层、 特别适合于低渗透油气藏直井分层、 水平井分段作业。 水平井分段作业。

一、水力喷射分段压裂技术2.水力喷射分段压裂工具 2.水力喷射分段压裂工具

第一级滑套内径50mm 第一级滑套内径

第二级滑套内径45mm 第二级滑套内径

第三级滑套内径40mm 第三级滑套内径

第四级喷枪- 第四级喷枪-无滑套 使用后滑套-基本无磨损 使用后滑套-

滑套方案设计——5 ½″套管五级喷枪 5 ″ 滑套方案设计

一、水力喷射分段压裂技术2.水力喷射分段压裂工具 工具串组成) 2.水力喷射分段压裂工具(工具串组成)实现水力喷射分段压裂工艺的关键之一

喷枪2 喷枪2

喷枪1 喷枪1

一、水力喷射分段压裂技术2.水力喷射分段压裂工具 2.水力喷射分段压裂工具

拖动式喷射器

滑套式喷射器

适用于4 ~ 套管， 5500m井深 适用于4″~95/8″套管， ~5500m井深 材料和处理：喷嘴工作寿命6h 6h以上 材料和处理：喷嘴工作寿命6h以上 地面泵压力：40~90MPa,排量：1.0~ 地面泵压力：40~90MPa,排量：1.0~3.5m3/min 施工层段数： 套管) 单层填砂量：15~ 施工层段数：1~5层(5 ½″套管),单层填砂量：15~50m3

一、水力喷射分段压裂技术3.技术参数 3.技术参数套管孔径15套管孔径15-25mm 喷砂压力30MPa,排量 喷砂压力30MPa,排量2.5-3.6m3/min 排量2.5

技术 参数

环空压力20MPa, 排量0.6环空压力20MPa, 排量0.6-1.2m3/min 地面泵压40地面泵压40-90MPa

单层加砂

量15-50方 单层加砂量15-50方

一、水力喷射分段压裂技术4.技术优势 4.技术优势射孔-压裂联作， 射孔-压裂联作，简化了射孔后压裂管柱的工序

降低地层破裂压力， 降低地层破裂压力，有助于裂缝的形成和延伸

逐层进行喷孔压裂， 逐层进行喷孔压裂，不需对已压开的井段进行封堵

不需要井下封隔器， 不需要井下封隔器，降低井下作业风险

不受完井方式的限制，适用于裸眼井、套管井、 不受完井方式的限制，适用于裸眼井、套管井、筛管井增产措施

一、水力喷射分段压裂技术5.低伤害压裂液配方优化 水力喷射压裂要求：高速剪切后仍有携砂能力； 配伍性好；易破胶；摩阻较低。表面活性剂浓度优化 稳定剂(EDTA)用量的优化—最佳用量0.3% 氯化钾用量优化—最佳用量6% 氢氧化钾用量优化—最佳用量0.6%100

7%氯化钾VES浓度影响 140 120 100 80 60 40 20 0 30 40 50 60 70 温度 80 90100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 温度(℃) 80 9080 粘 度 ( mPa.s) 0.50% 0.70% 0.60%

4% 3% 2%

粘 度 / mPa s

粘 度 ( mPa.s)

5% 6% 7%

60

40

20

0

100

110100 110 1200 10 20 30 40 50 60 70 温度(℃) 80 90 100 110 120 130

表面活性剂浓度

KCl用量 用量

KOH用量 用量

一、水力喷射分段压裂技术6.水力喷射分段压裂工艺及应用 6.水力喷射分段压裂工艺及应用10油田、百余井次规模应用 10油田、百余井次规模应用 油田井型：直井、水平井、定向井，油井、 井型：直井、水平井、定向井，油井、气井 完井：套管射孔、割缝筛管、 完井：套管射孔、割缝筛管、裸眼 管柱：油管、连续管，拖动管柱与滑套不动管柱 管柱：油管、连续管， 自主：参数软件、井下工具、 自主：参数软件、井下工具、工艺设计 施 工 工 艺 与 参 数 1. 工具入井定位 油管内加压， 2. 油管内加压，射孔 维持喷嘴压降、环空加压， 3. 维持喷嘴压降、环空加压， 孔内起裂、 孔内起裂、裂缝延伸 第二段裂缝射孔、 4. 第二段裂缝射孔、压裂 重复4 5. 重复4,完成多段压裂

一、水力喷射分段压裂技术7.应用规模与经济效益 7.应用规模与经济效益西南 辽河 南海油田2 1 2 2 9

大庆 中原 江汉 江苏 中石化华北7

吐哈 克拉玛依

18

新疆油田

中原油田16

大牛地气田20 24

全国10几个主要油田规模应用， 全国10几个主要油田规模应用， 10 占全国油田总数的60%以上 占全国油田总数的60%以上 60%

一、水力喷射分段压裂技术案例分析套管完井水平井喷射分段压裂-X5- PB092井 套管完井水平井喷射分段压裂-X5-4-PB092井X5-4-PB092井1960m,水平段746m,施工前产液11t/d,油2t/d,含水84.3%。 油2t/d 2009年7月滑套水力喷射加砂压裂三层，加砂

120m3, 油8~14t/d 14t/d,是压裂施 工前的4~7倍,含水降为45%。 微地震监测,三段裂缝走向明显,均垂直裂缝,长50-101m,高14-29m.

一、水力喷射分段压裂技术案例分析割缝管完井水平井喷射分段压裂-NDP2井 割缝管完井水平井喷射分段压裂-NDP2井NDP2井是吐哈三塘湖盆地一口割缝管 水平井，割缝管长度596m。施工前产液 不足 2.0 m3/d /d。难以实施常规压裂。 水力喷射分段加砂压裂，分别在210321032103 2105m、1989.6-1991.6m两层段加入陶 2105m、1989.6-1991.6m 粒18.1m3和17.8m3,日产油13-19m3,是 18.1m 17.8m 1313 6.5倍以上。 压裂施工前的6.5 6.5

一、水力喷射分段压裂技术8.应用规模与经济效益 8.应用规模与经济效益油田 井次 (次) 次12

井段 (m)2415~2895 ~ 1105~2173 ~ 1538~1911 ~ 2846~4200 ~ 1990~2373 ~ 2200~3000 ~ 2550~3070 ~ 2303~2376 ~

单层砂量 (m3)30~50 ~ 10~50 ~ 20~40 ~ 10~25 ~ 15~18 ~ 30~40 ~ 18~24 ~ 12

平均增产 (%)710% 540% 580% 620% 550% 540% 630% 420%

完井方式套管+衬管 套管 衬管 (压裂完井 压裂完井) 压裂完井 套管+尾管 套管 尾管 (压裂完井 压裂完井) 压裂完井 套管

经济效益 亿元) (亿元) 1.20 0.18 1.13 1.20 0.96 0.38 0.40 0.30

四川6 16 24 20 9 7 7

大庆 中原 吐哈 辽河 华北 其他

套管+筛管 套管 筛管

筛管

筛管

套管+ 套管+裸眼

套管

合计117口：水平井93口，直井 口；油井 口，气井 口，累计 口 水平井 口 直井24口 油井80口 气井37口 累计5.75亿元 合计 亿元

汇报提纲

一、水力喷射分段压裂技术 二、国内外其它分段压裂技术