焦页10HF井压裂技术研究及现场应用分析
新型页岩气井压裂技术及其应用研究
新型页岩气井压裂技术及其应用研究摘要：本文在总结分析页岩气储层的岩性、物性、天然裂缝与力学性质特征的基础上,依据复杂裂缝形成机理,提出了压裂形成复杂缝网、增大改造体积的基本地层条件的观点,归纳了直井和水平井体积压裂改造工艺技术方法等。
关键词：页岩气体积压裂缝网剪切裂缝水压裂监测建议页岩气因其储层渗透率超低、气体赋存状态多样等特点,决定了采用常规的压裂形成单一裂缝的增产改造技术已不能适应页岩气藏的改造,必须探索研究新型的压裂改造技术,方能使其获得经济有效地开发。
一、页岩气基本特征页岩气开采深度普遍小于3000m ，其储层典型特征为：①石英含量大于28%，一般为40%~50%，遭受破坏时会产生复杂的缝网；②页岩气储层致密，孔隙度为4.22%~6.51%，基质渗透率在1.0mD 以下；③页岩微裂缝发育，页岩气在裂缝网络系统不发育情况下，很难成为有效储层；④页岩气有机质丰度高，厚度大，有机碳含量一般大于2%，成熟度为1.4%~3.0%，干酪根以Ⅰ~Ⅱ型为主，有效厚度一般在15~91m ；⑤页岩脆性系数高，容易形成剪切裂缝，如Barnett 页岩杨氏模量为34000~44 000mPa ，泊松比为0.2~0.3 ；⑥页岩气主要有吸附态、溶解态和游离态 3 种赋存状态，其赋存状态要求有大的改造体积，这样才会获得高产。
二、页岩气井体积压裂技术体积压裂是指在水力压裂过程中，使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移，形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络，从而增加改造体积，提高初始产量和最终采收率。
页岩气储层渗透率超低，厚度大，天然裂缝发育，气体主要以吸附态吸附在有机质表面，常规改造形成单一裂缝很难获得好的增产效果。
数值模拟研究表明，页岩气储层改造的体积（SRV ，106 ft3 ；1 ft3 ＝0.028 317m3 ）越大，压后增产效果越好。
但要实现体积改造，除地层要具备体积压裂的基本条件外，压裂改造工艺方法也十分关键。
JY1HF页岩气水平井大型分段压裂技术
JY1HF页岩气水平井大型分段压裂技术周德华;焦方正;贾长贵;蒋廷学;李真祥【摘要】JY1HF井是涪陵地区第一口海相页岩气水平井，为了获得商业性页岩气产量，对JY1HF水平井进行了分段压裂设计和工艺优化。
在借鉴北美海相页岩气压裂经验的基础上，通过该井岩心资料、测井、岩石力学等数据，对龙马溪组页岩储层进行了压前评价。
采用岩石力学试验、X衍射试验、诱导应力场计算和体积压裂动态模拟等方法，开展了压裂段数、压裂液、支撑剂、射孔方案和压裂工艺优化等综合研究，提出采用组合加砂、混合压裂工艺，泵送易钻桥塞射孔联作工艺进行大型水力压裂改造的方案。
JY1HF井共压裂15段，累计注入液量19972.3m3，支撑剂968.82m3，放喷测试获得无阻流量16.7×104m3/d的高产页岩气流。
结果表明，龙马溪组海相页岩采用水平井大型分段压裂技术，可获得较大的有效改造体积。
JY1HF井的成功压裂为中国海相页岩气压裂改造积累了经验。
%In order to obtain commercial shale gas from Well JY 1HF ,the first marine shale gas hori-zontal well in Fuling Area ,multi-stage fracturing design and process optimization for this well were carried out .By learning from successful stimulation experience in North American marine shale gas play ,pre-frac evaluation of this well was performed using core data ,log data and rock mechanics data .Through rock me-chanics test ,X ray diffractiontest ,induced stress field calculation and volume fracturing dynamic simula-tion ,research on fracturing stages ,fracturingfluid ,proppant ,perforating and fracturing technology optimi-zation had been developed .A set of large hydraulic fracturing scheme of combination of proppant ,hybrid fracturing ,integrated pumping easy-drillable bridgeplug and perforating was proposed .15 stages were frac-tured in WellJY1HF ,the cumulative injection fluid volume was 19 972.3 m3 ,the cumulative injection prop-pant volume was 968.82 m3 and absolute open flow was 16.7 × 104 m3/d .The results showed that the multi-stage hybrid fracturing could reach large effective stimulated reservoir volume in Longmaxi marine shale horizontal wells .Successful fracturing of WellJY1HF will provide valuable experience for China ma-rine shale gas fracturing .【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】6页(P75-80)【关键词】页岩气;水平井;分段压裂;压裂液;支撑剂;JY1HF井【作者】周德华;焦方正;贾长贵;蒋廷学;李真祥【作者单位】中国石化油田勘探开发事业部，北京 100728;中国石化油田勘探开发事业部，北京 100728;中国石化石油工程技术研究院，北京 100101;中国石化石油工程技术研究院，北京 100101;中国石化勘探南方分公司，四川成都 610041【正文语种】中文【中图分类】TE357.1JY1HF井是部署在川东南涪陵地区评价下志留统龙马溪组海相页岩气的一口探井，位于川东高陡褶皱带万县复向斜的南扬起端包鸾-焦石坝背斜带焦石坝构造高部位，完钻层位上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组，水平段长1 007.90m。
压裂液添加剂在现场压裂中的作用与应用(李强)
三、水基压裂液
水基压裂液是以水做溶剂或分散介质，与各种添 加剂配制而成的工作液体，因使用条件和性能要求的
区别，添加剂的加入种类和浓度是可变化的。
除少数低压、油润湿、强水敏地层外，水基压裂
液适用于大多数油气层和不同规模的压裂改造。
3.1水基压裂液的特点
①、安全、环保、不易引起火灾； ②、水源易得，价格便宜；
也较大。 有机硼、有机钛及有机锆交联剂，具有明显的缓交 联特征，有利于压裂液粘度时效性控制，获得较高的裂 缝粘度，提高压裂处理效果。
热稳定性与剪切稳定性：
由于不同类的交联剂的交联反应速度不同，而反
映出的压裂液体系的抗温和抗剪切能力不同。
有机硼、有机钛及有机锆交联剂，具有明显的缓
交联特征，使得体系初始粘度不高，而经过高温和连
100
temperature(du)
80 60 40 20 0 0 6 12 18 24 30 time(min) 36 42 48 54
800 600 400 200 0
V-t T-t
0.55%CJ2-6 交比100:0.6 1400 1200
Viscosity(cp)
1000 800 600 400 200 0 0 6 12 18 24 30 time(min) 36 42 48 54 60
高裂缝粘度的要求。
3.4.1.2稠化剂的分类
植物胶类
1、胍胶类 ①瓜尔胶 ②羟丙基瓜尔胶 ③羧甲基羟丙基瓜 尔胶 2、田菁胶 3、香豆子胶 4、魔芋胶
纤维素及其衍生物
合成聚合物
1、羧甲基纤维素 CMC 2、羟乙基纤维素 HEC 3、羧甲基羟乙基 纤维素CMHEC
1、聚丙烯酰 胺PAM 2、甲叉基聚 丙烯酰胺 MPAM
页岩气水平井压裂
供液泵及供液低压汇管
供液泵：800m3/h/台 供液汇管：满足日常10-16m³ /min
施工排量，最大能达到 20m³ /min
（一）、压裂装备配套
200方加砂装置 1套/2具 施工能力：3m3/min/具
（二）、页岩气压裂技术进展
中原油田井下是国内最早进入非常规页岩气压裂市场施 工的专业化施工队伍，并开展了多项非常规页岩气压裂技 术研究。
平均铺砂浓度 (kg/m2)
5.68
支撑裂缝总高(m) 最大裂缝宽度 (cm) 平均裂缝宽度 (cm)
18-20 1.22-2.22 0.64-0.82
水平井模型建立
（二）、页岩气压裂技术进展
广泛应用在非常规页岩气水平井小型压裂测试分析，求 取地层压力、渗透率等，修正压裂施工参数.
SIVol
C
Q
E
HS360混砂车
技术参数：
生产厂商：石油四机厂 最大起升重量：12吨
（一）、压裂装备配套
CSGT-480 压裂液混配车
配液流量：3.0-7.0 m3/min 配液浓度：0.2%-0.8%（粉水重量 比） 配比精度：±2% 撬装缓冲罐容积：20m3，缓冲罐用 于延长压裂液的水合时间,增加粘 度。
煤矿井下钻孔高压水力压裂技术研究及应用研究报告计划讲解
煤矿井下钻孔高压压裂技术研究与应用研究报告**股份**2021年10月15日研究报告一、概略****************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************** 煤与瓦斯突出进行有效的防治，我们进行了水力压裂技术在煤矿突出煤层中的研究与应用这一课题。
对防治煤与瓦斯突出、保障煤矿安全生产拥有重要现实意义。
二、突出煤层地区性除去突出的意义瓦斯事故是限制公司公司安全状况好转的最主要要素。
瓦斯事故对矿井安全的威迫主要有瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、瓦斯窒息等三种形式，此中瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出给煤炭矿山公司带来的危害极大，它严重威迫着井下人员的生命和矿井设备的安全，并迫使矿井停产，投入大批的人力物力进行抢险救灾。
联合国家煤矿安全生产督查局提出的“先抽后采，监测监控，以风定产〞的十二字安全生产目标，公司公司致力于成立防备瓦斯长久有效机制，所以，不把瓦斯事故控制住，就不可以实现安全生产状况的稳固好转，也没法保障矿井的连续健康展开,而防治煤与瓦斯突出最根本的技术举措就是矿井瓦斯抽放。
隆页1HF井桥塞分段大型压裂技术
隆页1HF井桥塞分段大型压裂技术张建;熊炜;赵宇新【摘要】隆页1HF井是位于川东南武隆向斜构造的重点探井,目的层是下志留统龙马溪组,与涪陵焦石坝地区背斜构造页岩井压裂施工相比较,具有破裂压力高、延伸压力高、加砂困难等特点.依据武隆区块地质条件,龙马溪组页理发育,石英含量较高,但地应力差异系数中等偏小,以提高储层的改造体积为目标,开展了武隆常压页岩水平井压裂技术研究.采用泵送桥塞与射孔联作技术,优选低伤害减阻水和活性胶液混合压裂工艺,优化了施工排量和压裂参数,压裂施工共分17段,压后测试取得6.2× 104 m3/d的工业气流,证实了武隆区块中浅层页岩储层的含气性能,压后产能取得突破.【期刊名称】《油气藏评价与开发》【年(卷),期】2018(008)001【总页数】5页(P76-80)【关键词】分段压裂;压裂液;支撑剂;隆页1HF【作者】张建;熊炜;赵宇新【作者单位】中国石化华东油气分公司石油工程技术研究院,江苏南京210031;中国石化华东油气分公司石油工程技术研究院,江苏南京210031;中国石化华东油气分公司石油工程技术研究院,江苏南京210031【正文语种】中文【中图分类】TE371隆页1HF井是中国石化华东油气分公司在重庆武隆区块的第一口页岩气重点预探井。
该井于2015年10月7日顺利完钻，完钻井深4 378 m，垂深3 498.98 m，水平井段长1 317 m，钻遇龙马溪组下部及五峰组地层优质页岩37 m，钻探目的是落实武隆向斜常压页岩气产能，评价五峰—龙马溪组优质页岩段页岩产能，实现盆外页岩气勘探突破。
认真分析武隆区块向斜构造及地质特征，借鉴江汉涪陵产建区成功经验，结合国内外相关研究成果，优化适合的压裂工艺参数。
在分析页岩压裂改造技术难点的基础上[1-5]，评价隆页1HF井页岩储层可压性，筛选、评价适用的压裂液体系和支撑剂，改进施工工艺，以形成缝网、扩大泄气面积为目标，确定压裂工艺。
页岩气井水力压裂技术及其应用分析
页岩气井水力压裂技术及其应用分析．天然气工业摘要：页岩储层孔隙度小、渗透率低，页岩气井完井后需要经过储层改造才能获得理想的产量，而水力压裂是页岩气开发的核心技术之一。
在研究水力压裂技术开发页岩气原理的基础上，剖析了国外的应用实例，分析了各种水力压裂技术（多级压裂、清水压裂、水力喷射压裂、重复压裂以及同步压裂技术）的特点和适用性，探讨了天然裂缝系统和压裂液配制在水力压裂中的作用。
研究表明，中国现阶段页岩气勘探开发水力压裂应从老井重复压裂和新井水力压裂两个方面着手，对经过资料复查、具有页岩气显示的老井可采用现代水力压裂技术重复压裂；埋深在1 500 m以浅的有利储层或勘探浅井可采用氮气泡沫压裂，埋深在1 500~3 000 m的井可采用清水压裂，埋深超过3 000 m的储层暂不考虑开发。
关键词：页岩气开发技术储层改造水力压裂应用分析埋藏深度老井重复压裂1 页岩气井水力压裂技术及其适用性页岩储层厚度薄，渗透率低，水平井加多级压裂是目前美国页岩气开发应用最广泛的方式。
目前常用的技术有多级压裂、清水压裂、水力喷射压裂、重复压裂和同步压裂等。
在美国页岩气开发中使用过的储层改造技术还有氮气泡沫压裂和大型水力压裂，氮气泡沫压裂目前还使用在某些特殊条件的页岩压裂作业中，大型水力压裂由于成本太高，对地层伤害大已经停止使用。
页岩气水力压裂技术特点及适用性见表1 。
1.1 多级压裂多级压裂是利用封堵球或限流技术分隔储层不同层位进行分段压裂的技术。
多级压裂能够根据储层的含气性特点对同一井眼中不同位置地层进行分段压裂，其主要作业方式有连续油管压裂和滑套完井两种。
多级压裂技术是页岩气水力压裂的主要技术，在美国页岩气生产井中，有85%的井是采用水平井和多级压裂技术结合的方式开采，增产效果显著。
美国Newfield 公司在Woodford 页岩中的部分开发井采用了5～7段式的分段压裂，页岩气单井最大初始产量达到28.32×104 m3/d ，最大最终产量达16.99×104 m3/d[1]。
焦页16-1HF井压裂施工参数
106.8
65.7
1794.7 36.4
61.2
53.79-65.99 22.8-33.7
30.1
15.0-16.0 0.5-2.0
9.56
10.4
57.1
3.5
71.0
19.5
1548.7 32.8
114.4
60.6
1743.2 32.8
72.7
53.39-72.95 23.7-35.9
28.4
13.0-15.0 0.5-2.0
11:42-15:05 11:10-13:10 21:54-0:32 3:01-4:23 9:17-11:47 14:19-15:40 18:52-21:19 23:32-0:30 7:10-9:48 11:23-12:20 13:52-16:22 17:45-19:00 21:10-23:33 0:57-1:48 7:58-10:20 11:57-12:30 18:51-21:14 23:57-0:35 7:54-10:23 12:06-13:06 18:34-21:08 22:17-23:00 11:38-14:25 15:53-16:40 21:05-23:45 1:18-2:10 14:18-17:04 18:49-19:34 11:34-13:56 15:06-16:05 10:18-13:18 14:40-15:32
2.5
65.6
20.5
1672.5 16.9
0.0
74.9
1767.9 16.9
63.5
52.12-63.37 24.5-43.6
27.7
15.0-15.0 0.5-2.0
9.19
9.3
55.3
5.6
页岩气井水力压裂及其应用分析PPT
概述
直井 + 泡沫压裂
1981~1985
直井 + 交联冻胶压裂
1985~1997
直井 + 清水压裂
1997~现今
清水压裂 + 重复压裂
Barnett页岩 开发基本方式
1999~现今
水平井+清水压裂+同步压裂
2006~现今
ห้องสมุดไป่ตู้
汇报提纲
概述
页岩气井水力压裂技术 水力压裂技术应用分析
结论
概述
页岩气（Shale gas）是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附或游离
应用分析：水力喷射压裂在国内油气开发中的应用时间不长，主要依靠国外公司提
供技术服务，压裂成本高。由于页岩井眼井壁坍塌情况严重 ，一般使用套管完井 ， 再加上水力喷射压裂技术在国内的应用并不成熟 ，且成本较高。因此该技术在 我国页岩气开发起步时期适用性不强 ，日后的推广有待于技术的进步和经验的成熟 。
也是气体储集的空间。
(A) (B) 图5 渝页1井岩心天然裂缝照片
A：开启裂缝 B：充填裂缝
水力压裂储层因素
A
B
渝页1井岩心天然裂缝照片
A：开启裂缝 B：充填裂缝
水力压裂储层因素
微孔缝
125.3m 微孔缝1×10μ
324.9m 微孔缝2×25μ、微孔隙5μ
结构致密，见少量微孔隙，多在1-3μ，少量4-5μ
页岩气井水力压裂技术 及其应用分析
报 告 人：唐颖 指导教师：张金川 教授 时 间：2010年11月
汇报提纲
概述
页岩气井水力压裂技术 水力压裂技术应用分析
结论
概述
页岩气（Shale gas）是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附或游离
页岩气水平井JY10HF井钻井关键技术及认识
—14 —石油机械CHINA PETROLEUM MACHINERY2019年第47卷第1期◄钻井技术与装备►页岩气水平井JY10H F井钻井关键技术及认识樊华1龙志平2(1.中国石化华东油气分公司石油工程监督中心2.中国石化华东油气分公司石油工程技术研究院）摘要：JY10H F井是南川金佛山断坡第一 口页岩气预探水平井，钻遇地层具有缝洞发育、倾角 大和可钻性差等特点，钻井过程中面临易漏失、易坍塌、易井斜和机械钻速低等难题。
鉴于此，采取“导管+四开制”井身结构、旋转导向控制井身轨迹、优选钻头及工具、优化堵漏措施等技 术，完成了该井的施工任务。
为进一步实现该区块页岩气水平井提速提效，分别从井身结构、井眼轨道设计和防斜打快等方面进行了探讨和优化，提出了优化技术套管下深、采用双二维轨道设 计、应用欠平衡钻井技术和优选旋转导向工具等提速方案。
研究内容可为类似页岩气区块开发提 供技术支撑和方法指导。
关键词：页岩气；水平井；轨迹控制；提速提效中图分类号：TE243 文献标识码：A DOI:10. 16082/ki.issn. 1001-4578.2019.01.003 Key Technologies and Understanding of Shale GasHorizontal Well Drilling of Well JY10HFFan Hua1Long Zhiping2(1. Petroleum, Engineering Supervision Center o f S inopec East China Oil and, Gas Company；2. Petroleum Engineering Research Institute o f Sinopec East China Oil and Gas Company)Abstract ：Well JY10HF is the first exploratory shale gas horizontal well in the Jinfoshan fault slope of Nan-chuan.The developed fracture and cave,large dip angle and poor drillability make it easy to be faced with lost circulation,wellbore collapse,inclination and low drilling speed.To address the problems,the M conductor + four-section casing prog^am,,,the rotary steerable system controlling well trajectory,drill bit and tools selection and the lost circulation control optimization were conducted to basically complete well construction.To further increase drilling speed and efficiency of the shale gas horizontal wells in the block,the casing program optimization,the well path design and the anti-inclination and fast drilling measures were discussed.Intermediate casing running depth optimization,two dimensional well path design,underbalanced drilling technology and rotary steerable tool selection were conducted,providing guidance and references for the further shale gas development of the block.K eyw ords ：shale gas；horizontal well；trajectory control；drilling speed and efficiency increase0引言JY10H F井是位于南川区块金佛山断坡的第一 口页岩气预探水平井，该井主要以获取南川区块金 佛山断坡页岩气地质评价参数、落实页岩气勘探潜力为目的。
压裂工艺在页岩气井开发中的应用研究
压裂工艺在页岩气井开发中的应用研究随着世界能源的日益紧张和环保意识的不断提高，非常规天然气资源在能源领域的开发和利用逐渐成为人们关注的焦点。
而其中最被公认并前景广阔的就是页岩气。
然而，由于页岩气存在着储集条件差、开采难度大、生产成本高等特点，因此如何开发和利用页岩气是目前工程领域亟需解决的问题之一。
本文将围绕着页岩气井的开发，分析压裂工艺在页岩气井中的应用研究。
一、压裂工艺概述压裂工艺，即水力压裂，是指将高压水泵所送的水通过一根注水管注入井口，通过在井底放置钢管，使水射流对着井岩进行冲击，使岩石破裂的过程。
压裂技术是一种用水或其他压力传送剂，使岩石产生裂隙，从而增强岩石中天然气和原油的渗透性的技术。
二、页岩气井页岩气是一种重要的非常规天然气资源，为无色无味的气体，在其中含有的甲烷等混合气体可作为燃料使用。
而实现页岩气的开发，则需要通过页岩气井来完成。
页岩气井开始的前期工作通常包含勘探、地质调查、井位选定等过程。
在确定好井位后，就进入了钻井阶段。
水力压裂工艺主要应用于井底产层的通透性增强，在关键阶段分阶段压裂技术被广泛应用。
三、压裂技术在页岩气井中的应用在页岩气井钻完后，一般会进行完善井下生产体系、压力建模和超前评估等工作，以最大限度地挖掘出储量。
随着压力的增加，便可以通过压裂技术来增强页岩气井产能。
在实施压裂工艺的过程中，需要注意以下几点：1、注液方式在注液方式方面，除了应该注入足够的液量，还需要根据具体地质情况来分析注液层位、注液密度、注液时间等参数。
2、压力管理在压力管理方面，一般需要进行多次压裂作业，同时进行压力、流量的改善和监测，以达到最佳压裂效果。
3、天然气回收在天然气回收方面，与传统的煤层气等开发模式不一样，由于页岩气分布范围广，矿井深度较浅，因此需要进行顶空回收。
同时，在回收过程中应始终保持井底压力。
四、压裂技术在页岩气井中的意义1、提高产能通过压裂技术的应用，能够提高页岩气井的产能，从而使开采成本得到控制，提高生产效益。
页岩气水平井压裂装备配套与应用技术研究
页岩气水平井压裂装备配套与应用技术研究完成单位：工艺研发中心二零一二年十二月页岩气水平井压裂装备配套与应用技术研究编写人：杨保军主要参加人：杨保军银本才赵正龙陈波于洋张洪新唐世东审核：赵正龙目录一、项目概况 (1)二、主要研究内容及取得成果 (1)（一）、压裂装备配套方案应用与分析 (1)1、压裂泵车配置 (1)2、仪表车 (3)3、低压系统 (4)（1）、混砂车 (4)（2）、连续混配车 (6)（3）、低压供液系统 (7)（4）、立式砂罐的研究应用 (12)4、管汇、压裂专用井口连接器及高压管线 (13)（二）、井场布置研究与分析 (17)三、现场应用效果及技术指标、经济效益 (21)四、结论和认识 (23)一、项目概况2012年，中原井下成功实施了5口泵送桥塞+射孔联作工艺技术的页岩气水平井，均获得了圆满成功。
为了确保页岩气水平井压裂施工，我处对压裂设备及设施进行了配套，通过现场应用，压裂设备配套能满足目前页岩气水平井基本施工要求，但也存在排量几乎不能达到15m3/min、加砂量单搅龙最大只能3m3/min等问题，通过分析现有压裂配套设备设施应用情况，找出配套存在问题及不足，提出配套完善方案，为下一步页岩气水平井更大规模、更大排量施工顺利进行提供依据。
二、主要研究内容及取得成果（一）、压裂装备配套方案应用与分析1、压裂泵车配置泵送桥塞+电缆射孔联作水平井分段压裂规模较大，因每段压裂后泵送桥塞、射孔导致施工时间更长，一般每天最多施工2段.每段施工排量10-15 m3/min、每段液量1000 -3000m３、每段砂量100-200 m３，每段使用多种液体（滑溜水与线性胶或冻胶）和多种粒径的支撑剂（70/100目、40/70目、30/50目组合使用）。
2012年年初，页岩气水平井压裂泵车主力机型为2500型和2000型压裂车。
2012年8月，第三套2500型压裂机组出厂投入使用，10月，2套2500型15台泵车参与元页HF-1井10段压裂施工。
焦页10HF井压裂技术研究及现场应用分析
焦页10HF井压裂技术研究及现场应用分析由于页岩气储层低孔隙度、低渗透率等特征，给页岩气规模开发带来巨大困难和挑战，而水平井分段压裂技术特别是可钻式桥塞分段压裂技术因具有大排量、封隔可靠性高、压裂层位精确、分层压裂的段数不受限制、钻磨桥塞快，对地层污染小等优点，目前已成为国内页岩气压裂的主流技术。
本文通过对焦页10HF井储层的矿物成分特征、岩石力学参数、地应力特征及裂缝发育特征等方面进行分析，采用可钻式桥塞分段压裂技术及分簇射孔技术，并对压裂液体系进行优化选择，经现场实施后效果十分明显，稳定日产气量达到16万方/天。
标签：页岩气;分段压裂;可钻式桥塞;分簇射孔1、储层特征1.1矿物成分特征不同页岩储层的特征各不相同，在页岩储层中，硅质矿物、黏土矿物、碳酸盐岩矿物含量的不同，影响储层脆性指数的高低。
如Barnett页岩和Woodford页岩中硅质矿物含量高，脆性指数较高（均大于40%），而Haynesville页岩黏土矿物含量高，脆性指数较低，仅为31%，如图1所示。
对于脆性地层，石英和碳酸盐岩含量较高，储层的脆性指数较大，压裂时容易实现脆性断裂形成网状裂缝，从而容易实现体积改造。
而塑性地层，因黏土矿物含量高，塑性特征较强，压裂改造难度大，易形成双翼裂缝，一般情况下改造效果不理想。
焦页10HF井五峰组-龙马溪组页岩段岩芯全岩X射线衍射实验分析结果显示，石英含量为48%，碳酸盐岩矿物含量6.3%，黏土矿物含量35%。
测井解释显示，五峰组-龙马溪组页岩段石英含量51.8%，脆性指数达到71.6%。
说明该井储层脆性特征较强，具备良好的改造条件，容易形成网状裂缝。
1.2岩石力学参数分析根据测井解释，焦页10HF井水平段泊松比为0.2，杨氏模量35.8GPa，脆性指数63.7%。
有利于压裂改造，容易增大体积改造。
1.3地应力特征分析压裂裂缝的形态取决于地层三向应力状态，裂缝延伸方向总是平行于最大主应力，垂直于最小主应力。
义173—4HF裸眼完井及分段压裂现场实施
义173—4HF裸眼完井及分段压裂现场实施摘要：义173-4HF完钻井深4742.0m，采用裸眼封隔器分段多级压裂完井工艺，分10段压裂。
本文分析该井复杂轨迹下完井管柱下入存在的问题以及采取的措施，阐述了压裂施工及放喷生产情况，总结了压裂工具中压差滑套打开设定值，以及压裂施工过程中注意的问题。
关键词：裸眼完井分段压裂渤南油田水平井分段压裂技术是当前开采低渗油气藏的最好方法，国内外水平井分段压裂工艺技术主要有以下几种：限流压裂技术、分段环空压裂技术、套管内连续油管水力喷砂压裂技术、机械桥赛隔离分段压裂技术和裸眼分段压裂技术等[1-2]。
水平井裸眼分段压裂技术由于不进行三开固井及射孔作业，避免出现水平固井质量差的问题，极大的提高了完井作业时间，近年来在国内开始推广应用。
一、义173-4HF完井情况义173-4HF采用裸眼完井，A靶垂深3487m，斜深3810m，B靶垂深3487.35m，斜深4742m。
本井井况条件比较差，水平井段设计为上倾轨迹，且定向原因出现3处降斜后增斜，全角变化率大于10度/100米有6处，全角变化率最大20.16度/100米，最大井斜93.6度，轨迹比较复杂，在轨迹为上行段出现二段泥岩（3993～4014m、4037～4059m），而轨迹为上行段，井斜91.1～91.4度左右，本段下钻遇阻。
自4685米后多次通井划眼困难，最后选择放弃井底泥岩段4685～4742米。
先后采用模拟管柱（钻具组合：Ф152.4mm牙轮钻头+330*310双母+Ф150mm 扶正器+311*310浮阀+Ф101.6mm加重钻杆1柱+Ф101.6mm钻杆）、光钻杆、Ф150mm铣锥、Ф150mm铣锥+Ф150mm扶正器、模拟管柱（Ф152.4mm牙轮+Ф150mm西瓜铣锥+Ф150mm扶正器）等6次通井。
通井后下完井管柱顺利，只有少数几个点遇阻。
完井管柱数据如表1所示，顶部悬挂封隔器位置2899.64m，水平段长932m，尾管下入深度4658m。
页岩气水平井分段压裂排采规律研究
页岩气水平井分段压裂排采规律研究蒋廷学;卞晓冰;王海涛;刘致屿【摘要】At present ,flowback management after fracturing of shale gas horizontal wells mainly de-pends on field experience .By combining gas reservoir simulation model and wellbore flow model ,multistage fracturing flowback pattern of shale gas horizontal wells was simulated preliminarily .Based on the orthogo-nal design method ,13 factors including rock matrix ,fracture ,and production are taken into consideration . T he results indicate that the factors affecting flow back recovery rank in descending sequence as viscosity of gel breakingfluid ,pressure coefficient ,bottom hole flowing pressure ,total stages ,fluid volume injected per stage ,half fracture length ,flowback rate ,flowback time ,fracture conductivity ,irreducible water saturation , fractureshape ,propped fracture profile ,and adsorption gas content .To optimize flowback effect ,controlla-ble factors among those mentioned above can be used to adjust fracture treatment parameters ,and the un-controllable factors can be used in well and interval candidate selection .The research results have been put into application in shale gas fracturing in Jiaoshiba Block of Fuling in Chongqing ,the flow back and produc-tion effect after fracturing is very encouraging ,where gas production of several horizontal wells reach more than 100 ,000 m3/d after fracturing ,and the decline rate is very low .%目前页岩气水平井压裂后排采主要依靠现场经验，规律性不强。
【5A版】井下压裂工具应用
井下压裂工具应用目录分层压裂工具简介（一）、分层压裂井下工具组合（1）Y221封隔器+单滑套喷砂器+安全接头（2）Y221封隔器+单滑套喷砂器+Y111封隔器+循环阀+安全接头（3）Y221封隔器+平衡阀+单滑套喷砂器+伸缩器+Y111封隔器+循环阀+安全接头（4）Y221封隔器+双滑套喷砂器+Y111封隔器+循环阀+安全接头（5）221+敞口喷砂器+Y111组合+循环阀+安全接头（二）Y221A型找漏验套工具Y221A型封隔器的改进措施施工方式使用注意事项现场应用情况（三）GF105/60型卡封专用井口结构及特点技术原理现场使用情况卡封压裂专用井口现场使用统计表井下压裂工具情况总结分层压裂工具简介随着老油田进入开发后期，主力油气藏进入采空或高含水阶段，因此出现产量逐渐下滑状态。
为了保持油田的稳产和上储的生产实际需求,对二、三油气藏的开发日益重要。
压裂是重要的开发增产手段，可是目前主要采用多层合压的施工方式，这种压裂方式对油层的压裂针对性不强，不能清晰的认识各层的产能情况和充分发挥各层生产能力，同时也不能很好的达到压裂的预期目的。
例如：对一口井三个层位进行合压，由于地层本身应力差异、地层能量差异或钻井和作业过程中造成的外来污染等原因，造成了油气层破裂压力差异。
因此在一次施工中如果各层破裂压力相差很大那么只能打开破裂压力小的层，即使是多次进行重复压裂，其压裂施工的结果可能只是反复地对同一个层位进行改造，而其他的两个层位未达到压裂改造目的；如果三个层破裂压力相差不大，施工中虽然可能都有不同程度的打开，但是也不能完全达到压裂施工的设计意图。
即使过去采用投球分层压裂、添砂分层压裂或者采用桥塞封堵非压裂层的方式进行分层压裂，但是由于多方面的原因造成投球分压的效果不明显；而采用添砂或桥塞分层压裂的方式施工量大、作业周期长、作业成本高昂，不适合大量应用，因此开展了一次性双封工艺管串分层压裂的研究。
这种工艺管串具备：一次能完成1-3层的施工任务、可操作性强、可靠性高、费用低。
DY2HF深层页岩气水平井分段压裂技术
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页岩气水平井的地质导向———以焦页 9-1HF 井为例
页岩气水平井的地质导向———以焦页 9-1HF 井为例何翔【摘要】地质导向确定的标志层 ,要相对稳定可靠 ,要根据实钻情况及时调整靶点深度和入层井斜角度 ,由于页岩气地层相对较厚 ,入层角度可以略小,入层后调整.在长水平段中 ,当岩性、电性发生变化时,要及时对比层位 ,利用地质、综合录井、LWD资料及地震资料作为参考 ,综合判断井眼轨迹是否在主力气层中,并及时作调整.长水平段中提出的地质方案调整要充分考虑工程的可行性,为后期下套管、压裂改造提供良好的井眼轨迹条件.%Marker bed determined by geosteering is relatively stable and reliable .It is necessary to timely adjust target spot depth and well deviation angle into layer according to actual drilling .The angle can be a little smaller due to a relatively thicker shale-gas formation and then can be adjusted .When lithology and electric property change in long horizontal wellbore ,it is suggested to comprehensively determine whether well track is in major pay and timely ad-just it by comparing the position without delay and using data of geology ,comprehensive mud logging ,LWD(Log-ging While Drilling) and seismic data .The adjustment of geology project for long horizontal wellbore should consid-erate engineering feasibility so as to create a good track condition for later case in and fracturing reform .【期刊名称】《江汉石油职工大学学报》【年(卷),期】2015(028)003【总页数】2页(P49-50)【关键词】页岩气水平井;长水平段;地质导向【作者】何翔【作者单位】中国石化江汉油田分公司地质工程设计监督中心,湖北潜江 433124【正文语种】中文【中图分类】TE243近年来中国加大了页岩气的勘探开发步伐，水平井技术在页岩气勘探开发中广泛应用，长水平段提高了页岩气的产能，降低了页岩气的开采成本。
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焦页10HF井压裂技术研究及现场应用分析作者：裴颖杰夏苏疆马思卉
来源：《石油研究》2019年第02期
摘要：由于页岩气储层低孔隙度、低渗透率等特征，给页岩气规模开发带来巨大困难和挑战，而水平井分段压裂技术特别是可钻式桥塞分段压裂技术因具有大排量、封隔可靠性高、压裂层位精确、分层压裂的段数不受限制、钻磨桥塞快，对地层污染小等优点，目前已成为国内页岩气压裂的主流技术。
本文通过对焦页10HF井储层的矿物成分特征、岩石力学参数、地应力特征及裂缝发育特征等方面进行分析，采用可钻式桥塞分段压裂技术及分簇射孔技术，并对压裂液体系进行优化选择，经现场实施后效果十分明显，稳定日产气量达到16万方/天。
关键词：页岩气分段压裂可钻式桥塞分簇射孔
1、储层特征
1.1矿物成分特征
不同页岩储层的特征各不相同，在页岩储层中，硅质矿物、黏土矿物、碳酸盐岩矿物含量的不同，影响储层脆性指数的高低。
如Barnett页岩和Woodford页岩中硅质矿物含量高，脆性指数较高（均大于40%），而Haynesville页岩黏土矿物含量高，脆性指数较低，仅为31%，如图1所示。
对于脆性地层，石英和碳酸盐岩含量较高，储层的脆性指数较大，压裂时容易实现脆性断裂形成网状裂缝，从而容易实现体积改造。
而塑性地层，因黏土矿物含量高，塑性特征较强，压裂改造难度大，易形成双翼裂缝，一般情况下改造效果不理想。
焦页10HF井五峰组-龙马溪组页岩段岩芯全岩X射线衍射实验分析结果显示，石英含量为48%，碳酸盐岩矿物含量6.3%，黏土矿物含量35%。
测井解释显示，五峰组-龙马溪组页岩段石英含量51.8%，脆性指数达到71.6%。
说明该井储层脆性特征较强，具备良好的改造条件，容易形成网状裂缝。
1.2岩石力学参数分析
根据测井解释，焦页10HF井水平段泊松比为0.2，杨氏模量35.8GPa，脆性指数63.7%。
有利于压裂改造，容易增大体积改造。
1.3地应力特征分析
压裂裂缝的形态取决于地层三向应力状态，裂缝延伸方向总是平行于最大主应力，垂直于最小主应力。
研究还表明，两向应力差是实现体积压裂的重要因素，水平应力差越小，压裂过程中越容易形成复杂的缝网。
结合井区构造，井眼轨迹与最小水平主应力夹角等因素，综合确定焦页10HF井水平段方位为SW230°，与最小水平主应力夹角为5°。
一般情况下，夹角越小，越有利于压裂改造。
测井解释水平段各小层页岩最大水平主应力69-75MPa，最小水平主应力60-68MPa，最大最小水平主应力差7MPa，水平应力差异系数0.1，有利于形成网络裂缝。
1.4裂缝发育特征
储层天然裂缝的发育程度以及方位对人工裂缝的延伸、缝网的形成有着重要影响。
研究表明，储层天然裂缝发育程度越好，越容易形成复杂的网络裂缝，容易实现体积改造，而天然裂缝不发育或不能通过大型压裂形成复杂的网格裂缝的页岩储层很难成为有效储层[1]。
与此同时，人工裂缝与天然裂缝之间的角度也对网络裂缝的形成有影响。
焦页10HF井优质页岩段页理、水平缝隙较为发育，其中2、3小层高角度裂缝发育，总体来看，该井页岩气层含气性好，高角度裂缝发育，纵向上无明显隔层，有利于裂缝在纵向上扩展和延伸，增大压裂改造体积。
2、页岩气压裂工艺技术
2.1可钻式桥塞分段压裂技术
可钻桥塞分段压裂技术是集水力泵送、射孔与桥塞联作以及快钻桥塞于一体的压裂工艺，如图2。
该技术具有大排量、封隔可靠性高、压裂层位精确、分层压裂的段数不受限制、钻磨桥塞快，对地层污染小等优点，目前已成为国内页岩气压裂的主流技术。
根据页岩储层的岩性及矿物组成特征，结合岩石力学参数和测井解释等因素，焦页10HF 井分为21段。
第1段采用连续油管带射孔枪进行射孔，起出射孔枪，实施第1段套管加砂压裂。
剩余20段采用泵送电缆桥塞并电引爆坐封、射孔，实施第2段套管加砂压裂。
重复以上步骤进入下段压裂，压裂施工结束用连续油管带磨铣工具钻磨井下桥塞，钻塞结束后下生产管柱测试求产。
2.2水平井分簇射孔技术
为了压裂形成网格裂缝，增大改造体积，采用分簇射孔技术。
本井采用每段2-4簇射孔，0.8-1.5m/簇，簇间距12.2-22m，段间距31.2-45m，螺旋布孔，20孔/m，孔径9.5mm，相位角60°。
2.3压裂材料选择
2.3.1压裂液体系选择
不同的页岩储层应所采用的工艺技术和液体体系是不一样的，要结合地层的岩性、敏感性、脆性指数等方面合理选择。
国外在页岩气开发过程中总结出了一套压裂液选择依据[2]，如图3所示。
从图中可以看出，压裂液类型、加砂浓度及排量大小等与储层特点有着密切的联系。
焦页10HF井属于脆性储层，现场采用低黏度液体、低砂比、高排量施工，满足施工需求。
另外根据岩石敏感性实验分析，焦页10HF井页岩储层属于弱水敏地层，敏感性不强，适合采用低黏度的滑溜水压裂液。
因为滑溜水能够进入更深的裂缝网格中，从而形成更大的裂缝网络和泄气面积，增大改造体积；同时返排率高、残渣少，减少了对地层的二次伤害。
而交联冻胶压裂液由于黏度高，很难进入微裂缝，改造范围较小，且成本较高。
图4为滑溜水压裂和交联冻胶压裂改造范围d的比较曲线[3]。
从图中可以看出，滑溜水压裂液延展距离较长，改造体积较大。
鉴于單独使用滑溜水体系，虽形成了网络裂缝，但其覆盖范围极为有限。
而胶液体系由于携砂能力强，能在主裂缝中形成高导流裂缝通道。
所以综合评价后焦页10HF井分段压裂采用滑溜水+胶液的复合压裂液体系，同时为了降低破裂压力和施工压力，采用酸液预处理。
本井分21段，优化施工排量为16-18m3/min，优化压裂液规模为45300m3。
其中滑溜水
38774m3，胶液6096m3，酸液430m3。
2.3.2支撑剂优选
考虑该井页岩储层中部埋深3302m，闭合应力为55-65MPa，以及支撑剂耐压性和导流能力，采用70/140目粉陶+40/70目低密度陶粒+30/50目低密度陶粒组合。
3、应用分析
3.1施工概况
该井压裂施工累计注入滑溜水41546m3，胶液4535.5m3，支撑剂2007.6m3，其中，
70/140目粉陶504.8m3，40/70目低密度陶粒1235.9m3，30/50目低密度陶粒266.9m3，最大破裂压力88.9MPa。
加砂过程比较顺利，与压前预测基本一致。
3.2压后效果分析
压裂后先后采用套管8mm、12mm油嘴控制放喷，当累计返排液2223.58m3时见气。
后采用12mm油嘴控制放喷，套压13.5MPa，测试稳定日产气量16万方/天高产，实现了该井产量的突破，达到了页岩气井压裂改造的目的。
4认识与结论
4.1页岩气属于典型的非常规气藏，其成藏规律、储集空间和渗流规律有其自身特点。
该井采用可钻式桥塞分段压裂技术，不仅具有大排量、封隔可靠性高、压裂层位精确等优点，而且易钻桥塞钻磨较快，对地层污染较小。
4.2焦页10HF井页岩储层硅质含量高，黏土含量低，脆性特征明显，现场采用低黏度、低砂比、大排量的复合压裂液体系，能满足现场施工需求，压裂时容易形成网状裂缝，实现体积改造。
4.3该井压裂后喜获高产气流，预示该区块具有巨大的勘探开发潜力，同时为今后页岩气分段压裂施工提供了经验参考。
参考文献：
[1] 孙海成，汤达祯等.压裂改造技术在页岩气储层中的应用[J].石油钻采工艺，2011，33（4）：75-80.
[2] 薛承瑾.页岩气压裂技术现状及发展建议[J].石油钻探技术，2011，39（3）：24-29.
[3] 陈作，薛承瑾等.页岩气井体积压裂技术在我国的应用建议[J].天然气工业，2010，30（10）：30-32.
作者简介：裴颖杰，1985年生，工程师，现从事页岩气压裂试气等方面的技术管理工作。