水平井限流法压裂射孔方案设计方法研究
低渗气藏水平井压裂改造技术的研究与应用
低渗气藏水平井压裂改造技术的研究与应用摘要水平井可以提高单井产量，增加原油的可采储量，提高油气田勘探开发的综合效益。
尤其对于低渗油气田，效果显著。
以美国为例，水平井钻井成本已降至直井的1.2～2倍，而水平井的产量却是直井的4-8倍；分段压裂是水平井的有效关键配套技术之一。
运用水平井分段压裂技术，可有效改善低渗透油气藏的流动特点，提高最终采收率。
苏XX位于内蒙古自治区鄂托克前旗城川镇克珠日嘎查的地层整体表现为有效砂体发育、储层物性好，是天然气富集区。
关键词低渗气藏；水平井；分段压裂1 水平井压裂改造技术的研究1.1 水平井开发的优点1）由于低渗气藏渗流阻力大，生产压差一般都较高，而水平井近井压降比直井小且为直线型，可以采用较小生产压差进行生产，延缓见水时间，提高最终采收率；2）水平井可以连通垂直裂缝，增大气井渗透率。
提高低渗气藏产气量和采气速度；3）水平井单井产量高。
可以减少钻井量，实现稀井高产投资。
集中采气成本低，经济上大大优于直井开采。
1.2水平井开发存在的技术问题1）在油气层保护技术方面；2）在气藏工程设计中，确定水平井是否优于直井开发技术；3）气藏条件。
气藏的压力、有效厚度、裂缝发育情况、垂向渗透率等，都直接影响水平井的开发效果；4）井的生产速度比预计的要低，而且经济效益差。
目前仍未发现有效的增产措施。
导致这些井生产速率低的原因包括砂岩的垂相非均质、水平渗透率和相渗透率较低等；5）应用增产措施过程中或由于仪器的精确程度有限，容易导致储层出砂以及损害储层等不利气田开发情况。
2 苏XX水平井分段压裂施工2.1地质简介斜深3850.0m入靶，于井深5003.0m，垂深3578.85m完钻，钻井周期62天。
技术套管下深3831.47m。
该井水平段长度1153.0m，累积砂岩长度（测井统计）936.7m，砂岩钻遇率81.2%；有效储层长度658.6m，有效储层钻遇率57.1%。
2.2邻井生产情况苏XX水平井所在区域邻近生产井3口，目前平均单井日产气1.2×104m3/d。
水平井的水力喷射压裂技术的研究
水平井的水力喷射压裂技术的研究发布时间：2021-09-22T02:45:18.587Z 来源：《工程管理前沿》2021年5月14期作者：靳玉强[导读] 水力喷射压裂工艺作为一类集射孔、压裂等一体化技术靳玉强中国石油天然气股份有限公司玉门油田分公司油田作业公司甘肃省酒泉市 735000摘要：水力喷射压裂工艺作为一类集射孔、压裂等一体化技术，主要适用于低渗透油藏直井、水平井的增产改造，具有良好的应用成效。
本文主要分析水平井水力喷射分段压裂基本原理、特征，明晰影响压裂实际工艺参数，介绍三种不同的管柱压裂工艺。
关键词：水平井；水力喷射压裂；技术要点水力压裂历经半个世纪发展，尤其自80年代末以来，处于压裂设计、添加剂、压裂设备等均获取大幅度提升，促使水力压裂技术在多领域获取新的突破。
现下水力压裂作为一项新工艺技术，其进一步改变流动方式，从本质层面降低实际渗流阻力，可实现增产增注的目标。
一、水力喷射压裂基本原理及特征1、水力喷射压裂的基本原理水力喷射压裂技术基本原理为，充分借助水力喷射压裂工具，通过两个环节完成地层裂缝开启，首先需将喷射分段压裂管放置于初期设定部位，实现水力喷射，利用高压射流处于地层内形成喷射孔道，其次待孔道形成后，压裂液通过油管内由喷嘴射入孔道内，同时环空注入基液补偿地层其他缺失的部位，以此保证环空自身压力，将孔道内压力提升至一定程度，保证孔内压力吻合压开地层实际水平，以免进入孔内压裂液从孔口返出环空，促使地层产生裂缝并逐步向更深层次延伸，从而实现对油气井改造增产目标。
射流射入孔道内实现增压过程中，压裂液定点注入仅产生局部增压，不会处于井筒内部其他部位产生高压，促使形成新的裂缝，亦或发现有裂缝再次张开。
水力喷射压裂工艺本质在于借力高速射流，可处于井下产生一个低压区域，保证环孔流体进入施工层段，无需选用机械进行密封。
2、水力喷射压裂射流密封计算模型结合实践数据系统性分析，射流密封压力与多个因素相关，其与喷嘴流量系数、试验回归系数、喷嘴直径均呈正相关，与套管控孔眼实际直径成反比，通过对试验数据进行回归性分析，最终获取计算模型公式如下：式中：K为试验数据回归系数；C为喷嘴流量系数，无量纲；p为射流密封压力，MPa，Pd为射流压力，MPa，D为套管孔眼直径mm，d 为喷嘴直径mm。
水平井中限流压裂完井设计
的 冲扩程度 比趾 部的 大得多 。 多数压 裂作业 将在 根 部 （ ｅ１ ｈ ｅ）进行 ，在 趾 部 （ｏ ）进行 的压裂 作业 少些 。通 过减 少 根部孔 眼 的 ｔｅ
数 目 和 （ ） 增 加 趾 部 孔 眼 的 数 目来 增 强 冲 扩 或
效应 。
三 、射 孔作 业
水 力压裂 和开采作 业 中的射孔 是不 同 的 ，水平 井中的水 力压裂 射孔不 同 于垂 直 井 中的水 力 压裂射 孔 。应 考虑的 变 量包 括 ：射 孔 器 规格 、射孔 相 位 、 射孔 密 度 、炸药 类型 （ 孔 和贯 穿 ） 人 、射孔 层 段 长
影响 限流压 裂的 其他 因素是水 平井 中的弯 曲效
应或 近井摩 阻 （ ＮＷＦ ）以及水 平井 中应力 的变化 。
度 、压 力条件 和裂缝／ 简方位 。 井
射孔 层段 长度影 响着水 平井 和直井 中水 力压 裂 作业的 成功 。射 孔层段 太长 可 以导致井 筒 附近 区域
一、 Ｉ嗣问 二 、层 － 隔离 仉 Ｎ ．
这种水 泥在酸基 产 液中有 很快 的溶解速 率 和很高
的溶解度 （ ０ 。ＡＳ ９ ％） Ｃ的物 理特 性 与 常规 水 泥很 相似 。对 特定 的油井可 以配 制 出具 有适 当质量 、流 体滤失量 、 自由水 、压 缩 强度 和 泵送 次 数 的 ＡＳ 。 Ｃ 水 泥浆 密度和 产 量 比分 别为 １ ． ～ １． ｂ ｇ ｌ ３ ０ ５ ８Ｉ／ ａ 和 ３ ５ ～２ ０ ｆ ／ ｋ （ｋ ． ５ ． ０ｔ ｓ ｓ 一袋 ） 如 果 需 要 的 是 低 密 。 。 度水泥 浆 ，ＡＳ Ｃ还可 以发 泡 。
相连通 ，设计 的射： 眼摩 阻控 制着井 筒 中的流 体 ｆＺ ＬＬ ｆ 分布 。未敞开 的炮 眼和常规 水泥 弯 曲产 生 的近井摩 阻可 以改变流 体分 布并对 压裂增 产效果 产生 不利 的 影响 。酸溶解度 小 于 ５， 的常 规 高强 度 压缩 水 泥 不 ９ ６ 易去除 。采用可 回收工 具并 用炮 眼充填球 密 封垫 向 外封堵炮 眼来 隔离每个 炮 眼组 ，这 是疏 通所 有炮 眼
水平井限流压裂射孔参数优化
／ ，
ｌ
１
吕
一 ３
２ ４ ２ ×
ｌ
一 ４
Ｑ
表 ２ ２ 裂 缝 等 长 时 各 个 射 孔 簇有 效 子 Ｌ 眼 当量 直 径 ｅ ｍ
０ ６ ×
１
０ ０
０
Ｄ
４
Ｊ
Ｄ
４
、 ７
罢 三
一 ４
● 一 ４
图 ３ 各个射孔簇有效子 Ｌ 眼 当 量 直径 关 系
所 得 的 ３个 射 孔簇 有效 当量 孔径 之 间关 系的 解析
１ Ｔ Ｅ
一
＿ ｇ ｖ 日
ｚ ｌ ｎ
ｉ ｎ
） ＿
、 ／ Ｈ
（ ３ ）
（ 一 争 ＋ 争 ） ｃ 。 ｓ ｈ Ｈ １ ２ ＿ 二 ｛ ｈ ｕ ｈ ｄ 十
喾
２ ２
＋
４ （ １ 一 ） Ｓ
一
１ Ｔ Ｅ
（ ＋ 一 争 ＋ ） ｃ 。 ｓ ｈ 一 １ ２ ＿ 三 ／ 甬 ｈ ｈ ａ ＼ ＋
其 中 ） ＝
丽
２ ｎ ＋１
］ 出
裂缝。 为 了促 使 多条裂 缝 都能够 开启 ， 需 要采 用 限流压
裂工 艺［ １ － ６ ３ 。
式中 ： ｑ为裂缝 单 翼 的流量 ， ｍ ３ ／ ｓ ； Ｗ（ ｘ ， ） ， Ｗ（ ｘ ， ０ ） 分别
为 裂 缝 高 度 方 向 某 一 点 处 和裂 缝 半 缝 宽 ， ｍ； 。 ， 分
ｐ ＋ ｇ ｚ Ｓ ｇ ｚ ｇ ｚ ｇ ｚ Ｐ
击
＼
不 考虑 压裂 液 的压缩 性 ， 则 根据 质量 守 恒定 理 ， 可
浅谈水平井压裂工艺
浅谈水平井压裂工艺摘要：本文简述了油田水平井压裂工艺的发展历史，国内外发展现状，已经施工工艺的进展与展望。
关键词：水平井压裂0前言油田水平井技术上世纪二十年代出现在西方，经过四十年代开始实践，经过漫长的发展过程，到上世纪八十年代工艺趋于成熟，水平井数量在全世界油田中迅速增长，到2010年据不完全统计，全球水平井总数已经突破8万口，主要分布在北美，俄罗斯等国家，进入新世纪后，水平井在我国越发受到重视，已经发展出岩层油气，稠油油田等多个类型，目前我国油田中水平井数量已经接近1000口。
多年的实践表明，水平井对浅储层，小渗透，稠油藏油等边界类油气藏的开发有很强的适应性和安全，高效，可靠等特点，优势性明显高于其他方式，但是由于工程技术复杂，对各方面要求较高，国内会水平井的施工与建设和存在很多问题，下面就油田水平井工艺已经常见问题予以分部讨论。
1 水平井压裂工程原理水平井压裂后的裂缝状态决定因素是水平井筒轴线方向和地表的上限主应力方向的关系。
水平井压裂后裂缝主要模式有三种。
首先是水平井筒与最大主负荷方向水平对齐，出现一个纵向裂口。
其次是水平井口金额最大负荷力方向垂直，构成一个横向的开口，最后是水平井筒与最大负荷力方向有一定的角度，形成扭曲裂缝。
水平井压裂的工程机理主要是压裂过程让渗流模式发生改变，压裂之前的径流流向是在井底一定高度集中，井底渗流阻力较大；压裂后的流线垂直与于裂缝侧面，渗流阻力随之减小。
高渗透的裂缝让水平井压裂后出现纵向开口更利于提高生产水平，对低渗透的储层水平井压裂后出现横向开口十分改造有利。
2国内压裂技术现状近年来世界上水平井数量快速增长，特别是近年油价明显升高，导致低渗难动储量的加大投入和开发，提高水平井单井产量就成了当今要务。
水力压裂是提升水平井效率和提高单井产出的重要途径，所以水力压裂逐渐直井压裂技术向水平井压裂技术发展，现在已经初步形成了能够适应于水平井的复杂压裂管柱与分段压裂技术环境，并得到广泛应用。
浅谈限流法压裂技术及应用
浅谈限流法压裂技术及应用【摘要】限流法分层压裂技术是指当一口井中具有多个压裂目的层，且各层间破裂压力又有一定差别时，通过严格限制各油层的炮眼数量和直径，尽可能地提高施工中的注入排量，利用先压开层吸收压裂液时产生的炮眼摩阻，大幅度提高井底压力，进而迫使压裂液分流，使各目的层按破裂压力的低高顺序相继被压开，最后一次加砂同时支撑所有裂缝的工艺，以达到所有油水层全部开发的目的。
【关键词】限流法压力压裂液1 引言限流法分层压裂是一种油水井压裂技术，它主要用于未射孔的新井。
其特点是射孔方案必须和压裂施工相一致，射孔方案是压裂方案的一部分。
各小层射孔数量，总的射孔数量以及孔眼直径都必须根据地面所提供的最大施工排量、施工管柱结构、最大破裂压力差异值，以及各目的层的物理参数来确定，施工过程中的最大炮眼摩阻必须大于最大破裂压力差异值，以最后确定压裂方案。
2 工艺技术的研究2.1 水平裂缝条件下射孔方案的确定在水平裂缝条件下，主裂缝水平延伸，层间隔层对裂缝有很好的遮挡作用，裂缝在纵向上不穿透层间隔层，各目的层都具有独立的裂缝系统。
因此，限流法压裂时，应尽可能地将每个目的层都射孔，使之与井筒连通。
射孔方案应根据限流压裂工艺和油层条件，与压裂方案同时确定。
基本方法和步骤如下：（1）根据压裂设备原来水马力能达到的情况、压裂管柱和全井压裂目的层数量及分布情况进行压裂层段划分。
一方面要力求采用尽可能少的压裂层段完成全井压裂，另一方面又要确保在设备能提供的水马力条件下，尽可能压开层段内地各目的层。
（2）分析各层段内地压裂目的层的最大破裂压力差异值，确定相应层段在压裂过程中需要带最小炮眼摩阻值。
（3）用试算法确定压裂层段的射孔炮眼总数。
（4）根据各小层的物性及厚度、综合考虑各小层的布孔数量。
（5）射孔炮眼位置应定点于油层物性最好部位，以保证裂缝的有效性。
2.2 垂直裂缝条件下射孔方案的确定垂直裂缝与水平裂缝不同的是，垂直裂缝除了向远离井筒方向延伸外，还会在垂直向上或向下遮挡层延伸。
页岩气水平井完井压裂技术分析与研究
页岩气水平井完井压裂技术分析与研究摘要：通过对页岩气水平完井情况的分析和分级方法的选择，探讨了页岩气水平井完井压裂技术的优化与应用好吧。
它希望能帮助水平井分馏技术在页岩气井的应用。
关键词：页岩气；水平井完井；压裂技术页岩气是页岩气藏中的一种天然气资源，我国页岩气可采储量较大，为了进一步扩大井与储层的接触面积，可在水平完井过程中合理应用分馏技术井。
跟随页岩气水平完井裂缝成因分析与探讨。
1 页岩气水平井完井及压裂方式的选择1.1 与水平井完井相适应的压裂方式水平井作为一口特殊的井，其倾角接近90度。
在用压裂法完成这类井的划分时，要保证压裂法与补充法具有良好的适应性，否则可以会对完井效果造成不必要的影响。
鉴于此，在水平完井应用压裂技术时，有必要选择合理的压裂方法，这是保证完井的前提，目前页岩气水平井段常用的两种互补方法，即封井和裸眼完井。
（1）与套管完井方式相适应的压裂方式为泵送桥塞，这种压裂方法的特点是：对裂缝点控制效果好，能保证井眼的稳定性，对生产测井非常有利，成熟度高，风险相对较低，缺点是等待时间长。
（2）与裸眼方式相适应的压裂方式为封隔器加滑套，这种方法在操作过程中不需要破坏墙体，而且这种方法在施工过程中不会出现轻微的裂缝，而且这种方法在施工中也不会表现出很高的稳定性。
对于无法正确控制裂缝位置的完井，一旦发生砂凝块，就很难处理。
从以上分析不难看出，泵桥塞开裂有其优点，缺点较少。
因此，该研磨方法可作为页岩气水平井完井的首选方法。
1.2 泵送桥塞分段压裂水平配制页岩气时，最合适的裂解方法是泵塞。
将射孔管柱的射孔深度与射孔管柱的下段连通，然后将射孔管柱的射孔深度与射孔管柱连通，所述射孔枪与所述穿孔层相适应，完成所述环的第一段间隙。
骨折然后用凝胶冲洗钻孔，用液体泵将桥塞送入井内，引爆桥塞，使桥塞与射孔枪分离，同时进行试压，拉动电缆将射孔枪带到射孔段射。
射孔后，将电缆从井内拔出，并将另一根断开层。
之后为了实现多物种跟踪目标，可在第二部分重复完成第一阶段的开裂，它是这种摔跤方法最突出的元素是分数段的数量没有受到限制。
页岩气水平井射孔压裂技术
引言
页岩气：页岩空隙中的天然气。
美国的页岩气是开发最早的，技术是最成熟 的。经验技术表明：水平井水力压裂技术，对于 页岩气的开发是至关重要的，是页岩气获得工业 性开发和提高采收率的的关键技术。
主要内容
一、水平井射孔层段优化
二、射孔方案设计
三、水平井工厂化压裂方案设计
四、微地震监测技术
三、水平井工厂化压裂方案设计
3、压裂液性能优化 4、支撑剂优选 页岩气选择支撑剂材料主要综合考虑合适的强 度、密度和粒径这3个方面 支撑剂的强度要求能够承受储层的闭合应力，强 度越高的支撑剂密度也越高，而一般页岩气压裂所用 的压裂液黏度较低，携砂能力弱。故选择支撑剂时， 在满足强度的要求下应选低密度支撑剂。支撑剂粒径 的选择主要考虑岩石的硬度，这主要从支撑剂嵌人地 层的角度来考虑。对于硬度大的储层，支撑剂嵌人不 是严重的问题，可选择小粒径的支撑剂;反之对于偏塑 性的储层，则应该选择大粒径的支撑剂。
二、射孔方案设计
射孔优化设计参数的选取 4、地层压力 优先选取以下地层压力测试结果 中途测试解释的地层压力； 电缆式重复地层测试得到的地层压力； 邻井同层位的地层压力； 预测的地层压力。 5、井底流动压力 根据实际情况优先选取如下靠前井底流动压力 邻井试油的井底地层压力 选用根据地区、地层条件要求预测的井底流动压力
三、水平井工厂化压裂方案设计
1、岩石力学脆性选择压裂模式 页岩气压裂过程中，只有不断产生各种形式 的裂缝，形成裂缝网络，压裂后气井才有可能获 得工业气流。岩石力学实验表明，岩石的脆性特 征是页岩气压裂形成缝网的最重要的岩石力学特 征参数。 根据北美页岩气开发的实践经验，给出了岩 石脆性指数和压后裂缝形态的关系。压裂液体系 优选一般根据岩石脆性指数，一般随着脆性指数 的提高，压裂液用量越多，支撑剂浓度越低，支 撑剂用量越少。
水平井限流压裂技术的研究与尝试_姜涛
[基金项目] 中国石油天然气股份有限公司重大开发试验项目部分内容。
[作者简介] 姜涛,男,1973年出生,工程师,1997年江汉石油学院毕业,主要从事油气田开发研究与科研管理工作。
水平井限流压裂技术的研究与尝试姜 涛1,2 巩小雄3 肖林鹏3(1.长江大学科技处 湖北荆州434023; 2.湖北省油气钻采工程重点实验室 湖北荆州434023;3.吐哈油田分公司 新疆鄯善838202) 摘要 针对牛圈湖西山窑油藏低孔、低渗、低压油藏,直井单井产能低的特点,开展水平井限流压裂技术研究。
在牛平10-12井进行压裂工艺及配套技术现场试验,成功实现了对四段射孔段的大规模改造。
压后油井单井初期产能7.8m 3d ,是周围直井产量的3倍,达到了设计效果。
关键词 水平井 限流压裂 低渗 现场试验 水平井分段压裂技术在部分低渗透油田改造中得到应用,但总体上施工工艺技术与井下分隔工具等方面仍不完善、不配套,与生产需求存在较大差距[1]。
三塘湖盆地牛圈湖西山窑油藏为低孔、低渗、低压油藏,直井无自然产能或产能很低,为有效动用该油藏储量,在牛平10-12井进行水平井限流压裂试验[2,3,4]。
牛平10-12井水平段长,有四个含油层段要进行压裂,技术要求各个层段破裂压力基本接近,用孔眼摩阻来调节各个层段的差异,施工难度大,易由于分段的针对性较差而造成失败。
油藏特征及井况1.油藏特征西山窑油藏为边水构造层状油藏,岩性为细砂岩,平均孔隙度为12.9%。
平均渗透率最小0.049mD ,属于低孔、特低渗储层。
压力系数0.71,温度梯度2.26℃ 100m ,属异常低压、中低温系统。
岩石粘土矿物含量低,绝对含量为9.5%,粘土矿物中主要以高岭石为主,不含膨胀性的蒙脱石;岩石水敏性中偏弱,速敏较强,HCl 弱到无,土酸中等到弱;岩石力学性质正常,泊松比0.20～0.23,平面上地应力梯度差异小。
上述特性对水平井压裂施工有利。
2.牛平10-12井概况水平段井眼轨迹:牛平10-12井实钻造斜点1400.00m 。
水平井限流法压裂_文档资料整理
1.《水平井限流法分段压裂技术研究及应用》任闽燕，水平井限流法分段压裂技术研究及应用[J]. 石油天然气学报. 2011，33（3）：120-123.原理：低渗透油田水平井压裂是低渗透水平井开采的关键技术，限流法分段压裂技术利用射孔节流的原理，通过限制不同井段的射孔数目，实现整个生产井段内各层均有较高的净压力，从而实现同时压开不同层段的目的层。
优点由于限流法分段压裂技术不采取套管内的工具封隔措施，对于水平井压裂来说，大大降低了工具在水平井段内遇卡的风险，是低渗水平井的经济、有效的分段压裂技术。
低渗透油田水平井井身轨迹一般按照最小水平主应力方向钻进，这样在压裂时可以形成与井筒正交的垂直缝，可以最大限度提高与油藏的连通程度，是水平井压裂的最佳方式限制因素低渗透油藏大都在平面上存在较大的非均质性，储层沉积环境和岩性的变化导致了在水平井段方向岩石性质和地应力的变化，这是影响水平井限流法分段压裂的主要问题。
水平井限流法分段压裂示意图水平井限流法射孔方法在压裂数值模拟、地应力研究等基础上，水平井限流法射孔方法如下：(1)分段压裂射孔位置的选择首先要选择物性较好的层段。
通常情况下裂缝间距受储层渗流特性的影响，研究表明，裂缝间距通常不大于200m。
(2)射孔位置的选择应满足限流法压裂的应力条件。
一方面限流射孔要克服预期的多个层段的地应力的差异，通常不大于2~3MPa，按照压裂设备的注入能力，在较高排量情况下，初期产生的射孔孔眼压差可以达到上述要求；另一方面在选择射孔位置时，可以有条件地选择应力相对接近的位置，这样对于多段的井底压力的要求相对接近，同时压开较为容易。
(3)根据压裂裂缝的形成机理，每段射孔点内射孔位置要尽可能集中，以避免裂缝在井筒附近由于多裂缝产生或者裂缝迂曲而造成早期砂堵问题。
(4)射孔孔眼直径的选择应满足孔眼压差的要求，通常可以适当小一些，这样容易实现较高的压差，不需要太大的施工排量，但是射孔的发射率（实际射孔发射孔数占设计射孔孔数的百分比）要求100%，并且射孔位置有必要可以进行磁性定位。
气田水平井水力喷射工具压裂技术资料解读
气田水平井水力喷射工具压裂技术服务规范二零一四年十月目录前言 (3)一、压裂设备 (5)二、压裂工具 (7)三、压裂施工基本程序 (9)四、压裂液原理 (10)五、压裂的基础知识 (11)六、常规压裂 (18)七、限流法与投球法压裂 (19)前言近30年来，水力压裂技术得到快速发展，取得了众多科研成果，形成适用于不同温度条件的压裂液体系、适合不同闭合压力条件的支撑剂系列，研制出高性能的施工设备，创建了新的设计模型和分析、诊断方法，使压裂工艺技术日趋完善，现已成为油气田开发过程中不可缺少的一项工艺技术。
1、压裂用压力将地层压开一条或几条水平的或垂直的裂缝，并用支撑剂将裂缝支撑起来，减小油、气、水的流动阻力，沟通油、气、水的流动通道，从而达到增产增注的效果。
2、压裂的作用①穿透近井地带的伤害区，使井恢复其自然产能。
（解除近井地层的伤害）②在地层中延伸有导流的通道，使产量超过自然水平。
（增加地层向井筒供油面）③改变地层中的液体流动。
（油藏管理手段）3、压裂的种类(根据造缝介质不同)①高能气体压裂利用特定的发射药或推进剂在油气井的目的层段高速燃烧，产生高温高压气体，压裂地层形成多条自井眼呈放射状的径向裂缝，清除油气层污染及堵塞物，有效地降低表皮系数，从而达到油气井增产的目的的一种工艺技术。
②干法压裂利用100%的液体二氧化碳和石英砂进行压裂，无水无任何添加剂，压后压裂液几乎完全排出地层，可避免地层伤害。
其关键技术是混合砂子进入液体二氧化碳中的二氧化碳混合器。
适用于对驱替液、冻胶或表面活性剂的伤害敏感的地层，适合的储层包括渗水层、低压层及有微粒运移的储层以及水敏性储层。
③水力压裂水力压裂就是利用地面压裂车组将一定粘度的液体以足够高的压力和足够大的排量沿井筒注入井中。
由于注入速度远远大于油气层的吸收速度，所以多余的液体在井底憋起高压，当压力超过岩石抗张强度后，油气层就会开始破裂形成裂缝。
当裂缝延伸一段时间后，继续注入携带有支撑剂的混砂液扩展延伸裂缝，并使之充填支撑剂。
水平井压裂裂缝起裂及延伸规律研究
裂缝起裂压力（MPa）
40
σh=40
30
σh=35
σh=30
σh=25
σh=20 20
0
15
30
45
60
75
90
水平井井筒方位角（度）
平移断层应力状态下最小主应力与破裂压力关系
26
2.水平井压裂裂缝起裂规律研究
c.逆断层 H h v
70
裂缝起裂压力（MPa）
60
σ v/σ H =0.4
50
σv=25 σv=30 σv=35 σv=40 σv=45
15
30
45
60
75
水平井井筒方位角（度）
平移断层应力状态下垂向应力与破裂压力关系
90
29
2.水平井压裂裂缝起裂规律研究
c.逆断层
60
55
σH/σh=1.1
裂缝起裂压力（MPa)
50
45
40
井筒方位角为0度
井筒方位角为30度
井筒方位角为45度
水平井压裂裂缝起裂 及延伸规律研究
单位：中国石油大学（华东） 曲占庆 温庆志 齐 宁
单位：胜利油田采油工艺研究院 张波 2019.9
1
2
汇报提纲
前 言
水平井压裂裂缝起裂规律 水平井压裂裂缝延伸规律 结论与认识
3
1.前 言
水平井作为一门先进的技术，在国内外得到了越来越广 泛的应用，由于水平井轨迹不同，钻遇地层复杂，水平井 应力分布、裂缝起裂、裂缝延伸规律、裂缝内的温度场、 产能预测方法、压裂设计与直井有很大不同。 对水平井水力压裂的理论研究还不够深入，没有一套成 熟的理论来指导水平井的压裂优化设计和现场施工，使得 水平井水力压裂成功率不高而且风险也比较大。
水平井压裂工艺技术探究
水平井压裂工艺技术探究[摘要]本文结合水平井压裂工艺基本原理分析，对水平井普遍采用的压裂技术进行了分析，着重通过水力喷射工具、喷射主体和压裂液等压裂措施的探究，对水力喷射技术进行了研究。
[关键词]水平井；压裂工艺；水力喷射中图分类号：TE377 文献标识码：A 文章编号：1009-914X （2017）15-0037-01当前，随着勘探开发条件较好的油田开发力度越来越大，储量越来越少，浅薄层、低渗透、稠油等非常规油藏开发增多，对这些油藏水平井因自身特殊的井身轨迹和井筒结构，具有独特应用优势，特别是对低渗透油藏，配套应用压裂工艺，可以显著提升油气采收率。
因此，有必要对水平井压裂工艺应用进行探究。
1 水平井压裂工艺1.1 水平井压裂工艺基本原理水平井压裂比常规直井压裂更为复杂，要统筹考虑储层流体力学、岩石动力学、储层压裂前后性质变化等因素。
因井身轨迹特殊，水平井压裂中井筒方向、最小主应力方向间的关系对裂缝开裂方向具有决定性作用，在井身轴线与最小主应力方向平行时会产生横向裂缝，二者是垂直方向时，会产生纵向裂缝；二者是非垂直性交叉时，裂缝方向较为复杂。
压裂工艺实施后，横向裂缝因与井筒接触很难发挥增产效力，拟表皮效应使井筒与裂缝间产生附加压降，会降低产能。
但横向裂缝也具有一次压裂多条裂缝、增加泄油面积等优点；如果压裂后产生纵向裂缝，增产效果一般不明显，但对油井储层具有无因次导流或水平井与储层厚度较大时，纵向裂缝可显著提升产能。
因此，要根据实际情况，优选适用工艺、压裂出适用于具体井筒的裂缝方向。
1.2 水平井压裂常用技术措施一是水力喷射压裂。
是水平井最常用的压裂工艺，通过水力压裂产生纵向裂缝，尤其适用于酸化无效、水敏严重地层，可通过水力压裂纵向裂缝，增大裂缝与井筒的接触面积提升储层油气采收率，即使裂缝不在近井筒部位依然可以实施，且纵向裂缝受井底流量收敛作用影响小。
具体实施中，即使无法精准判别井筒最小主应力方向，也可获取较好的压裂效果。
关于水平井分段压裂的研究及探讨
关于水平井分段压裂的研究及探讨【摘要】能源作为现代社会的稀缺资源，直接影响着人们的生产生活，对能源的开发也是极为重要的工程。
在石油储存量较小且渗透性较差的油田内，水平井是较为有效的开发方式。
如果遇到油气层渗流阻力较大、渗透率极低的情况，则需要将其压开数量不等的裂缝，加强油气的渗透性及减少渗流阻力。
本文简单阐述了水平井分段压力技术的原理，各种类型的分段压裂技术，包括封隔器分段压裂、段塞分段压裂、封隔器配合滑套喷砂器分段压裂、水力喷射分段压裂、TAP分段压裂技术等，为从事能源行业的人员提供一定的技术参考。
【关键词】水平井分段压裂技术研究由于各个油田的地质情况不一样，在开发的过程中许多特殊情况，如低渗透油气藏、稠油油气藏、储量较小、渗透阻力大等情况，需要采用水平井，其优势在于生产效率高、泄油面积大、储量的动用度较高。
为了达到进一步提高水平井的产量，需要对水平井进行压裂，从而形成数量较多的裂缝，提高油气的产量，提升生产效率，但是由于水平井的跨度较大，要达到理想的压裂效果要求分段工具具有性能良好、体积合适、操作性强等特征，才能有效的提高单位油井的油气产量，实现经济效益及资源的充分开发[1]。
1水平井分段压裂工艺的基本原理水平井压裂后，其裂缝的形状、性能均有所区别，主要和水平井筒轴线方向及地层的主要应力的方向有着较为密切的关系。
该项工艺能够提高产量的原理为压裂使石油的渗流方式发生了改变。
进行压裂处理之前，石油的径向流流线主要处于井底的位置，渗透受到较大的阻力，压裂完成后，径向流流线与裂缝壁面呈平行关系，渗流受到的阻力较小。
裂缝的主要形态有以下几种：①横向裂缝：当水平井筒和主要应力的方向为呈垂直关系时，即会形成横向裂缝；②纵向裂缝：当水平井筒与主要应力的方向呈平行关系时，即会形成纵向裂缝；③扭曲裂缝：当水平井筒和主要应力有一定的角度时，即会构成扭曲裂缝。
压裂后形成的横向裂缝适用于渗透性较差储藏层，其可以明显的促进油井改造。
水平井压裂工艺介绍(2)
为了充分利用水平井开发低渗透油气藏，水平井的压裂施工一般是沿着水平井筒压开多条裂缝，与单裂缝压裂工艺相比，需要解决压开多条裂缝的有效隔离问题。
目前压开多裂缝的技术主要有限流法压裂和分段压裂两类。
1、限流法压裂采用套管作为压裂管柱，在低密度布孔前提下，压裂液高速通过射孔孔眼进入储层时会产生摩阻，且随排量增加而增大，带动井底压力上升当压力超过多个压裂层段的破裂压力时，将会在每一个层段上压开裂缝，一次施工同时压开多个层段的目的。
该方法的关键是制定合理的射孔方案，使各层段破裂压力接近现场常采用小型压裂测试摩阻分析法判断压开孔数，如判断预计的裂缝数目没有全部压开，可投一定数量的炮眼球强制压裂液转向分流，达到一次加砂同时处理多段的目的目前主要有两套压裂管柱。
优点是：1）无工具下入，施工周期短；2）工艺简单一次压开多条裂缝，有利于油层保护。
缺点是：1）只适用套管完井；分段针对性相对较差；2）各裂缝延伸，不均衡，影响了增产效果；3）射孔孔眼少，打开程度不完善，产量较大时，影响后期生产；4）返排时流速快，容易出砂2、分段压裂当水平井需要改造的段数较多，不能使用限流法压裂实现一次改造所有层段时，就需要采用分段压裂工艺分段压裂的突出特点是逐段改造每次只压裂开1个井段，根据工艺技术的不同，可以分为以下5类：段塞分段压裂封隔器、分段压裂封隔器+滑套喷砂器、水平井分段压裂水力喷射分段压裂和不动管柱滑套式水力喷射分段压裂。
（1）、段塞分段压裂基本原理是在前一段施工快结束的时候，使用高粘度的物理化学物质在顶替完成后，在井筒中故意形成堵塞使后续液体和支撑剂进入新裂缝堵塞。
材料主要有高浓度支撑剂、超粘完井液、填砂液体胶塞3种。
该工艺优点是无需下入专门工具，就可以确保按照预计的多裂缝压裂进行施工；缺点是作业周期长冲胶塞施工时易造成伤害，胶塞强度有限，在深井中不能实现有效的封隔。
目前已经较少应用。
长庆油田自1993年在塞平1井成功实施段塞分段压裂以来，已利用该项技术改造了7口井17层段，其中塞平1井增油量最大，该井一二段分别日产油4911t和5212t，三四两段合计日产油6414t。
水平井穿层压裂技术研究及应用
水平井穿层压裂技术研究及应用摘要：水平井分段压裂技术是低孔低渗油气藏增产改造的重要手段，由于砂泥岩薄互储层小层多，厚度薄，常规水平井压裂改造方法只能改造单一小层，供液能力有限，导致压后产能低，产能递减快。
针对这个问题，本文提出了水平井穿层压裂技术，并通过理论分析、工艺控制措施参数优化及现场试验，证实了水平井穿层压裂技术的可行性，并在现场试验中取得了较好的效果。
关键词：砂泥岩薄互层水平井穿层压裂水平井分段压裂技术是低孔特低渗油藏增产改造的重要技术手段，在厚油层压裂改造中被广泛应用。
但面对厚度小、小层数多的砂泥岩薄互储层，它的改造效果一般，主要原因是压裂施工仅仅改造了水平段所在的单个小层，由于小层厚度小，地层能量弱，难以形成长期有效供液，导致产量低，递减快。
为了实现同时改造多个小层，本文从水基压裂垂直缝遮挡原理出发，分析穿层压裂技术影响因素，优化压裂施工参数，在现场试验中取得了成功，实现了砂泥岩薄互储层水平井纵向改造多层，为砂泥岩薄互储层改造提供了技术手段。
1裂缝遮挡机理裂缝高度hf是压裂设计中重要参数，影响裂缝高度的主要因素是隔层的遮挡作用，目前砂泥岩隔层遮挡机理主要包括应力遮挡和岩性遮挡。
1.1应力遮挡裂缝高度是由净压力Pnet和边界泥岩层与储层的应力差Δσ所控制，当Pnet 很大程度的大于Δσ时，裂缝延伸几何形态趋于简单的径向或圆形裂缝，并且净压力递减；当Pnet近似等于Δσ时，裂缝高度难于预测，在净压力变化较小时缝高可能会增长，但液体垂向流动时液体粘性引起压力降落又会阻止缝高增长；当Pnet小于0.5倍Δσ时，基本上无裂缝垂向增长，水力裂缝完全限定在储层内[1]。
1.2岩性遮挡在泥岩隔层岩性比较纯、砂泥岩之间过度岩性少的砂泥岩交互层中，岩性遮挡主要作用在砂泥岩界面上，遮挡机理包括界面效应、塑性效应、阻渗效应。
界面效应是裂缝延伸到界面时，由于岩性变化明显，裂缝在岩性界面滑移；塑性效应是裂缝延伸到纯泥岩层后，由于泥岩塑性强，抗压能力强，此时缝内净压力只能导致泥岩层变形但不破裂，阻止裂缝继续向前延伸；阻渗效应是泥岩渗透性差，能有效阻止液体向泥岩层滤失，保持泥岩层为受压状态，避免进入受拉状态而破裂。
水平井压裂改造工艺技术介绍0511
八、TAP阀分段压裂
TAP阀分段压裂工艺演示 地层 连裸续水眼5、油泥井打管环筒开TA压P672裂、阀、、130段“压缩、投连、标1T裂径固“接8压、A枪、第井P标9套裂钻”1、阀压1T枪管液井段、A连，4裂”和P返结、关续使改阀，T排束投闭A油下造打打裂及入P部管一第开阀第缝生“分钻级22产标段射级“TA枪孔T标PA”段阀枪P阀缩”径 套管 TAP阀 TAP阀间连线
1、工艺原理 该工艺是以封隔器工具为载体，通过封隔器在各射孔段间产生压力遮
挡，对某一射孔段进行压裂改造；施工结束后，投球封堵已压裂段同时打 开封堵上一射孔段的滑套，对上部层段进行压裂改造；依次上返，实现多 段分压；改造结束后，球体隨压裂液返排出井筒，合层生产。
裸眼封隔器分段压裂效果图
裸眼封隔器样品展示图
可分压10段）； （5）压后工具可起出，有利于进行修井等作业； （6）喷砂嘴的稳定性是决定该工艺的关键性技术。
七、水力喷射分段压裂
3、技术应用实例 该技术已经在苏里格气田等地区推广应用，施工井数已逾几十井次，
现场施工成功率较高，压后增产效果显著。
压后无阻流量（104m3/d）
120 100
1994年采用填砂+液体胶塞封隔技术在国内首次实现了水平 井的分段隔离、分段改造；2004年在国内首次将水平井机械隔离 分段压裂技术成功应用于塞平5井、大庆双平1井；近两年来，开始 在苏里格气田大规模应用裸眼封隔器分段压裂和水力喷射分段压裂 工艺进行水平井的压裂改造，并取得了突出显著成效。
随着油气田品位的不段下降，水平井分段压裂工艺向着更长 水平段、更多分压段数方向发展，套管TAP阀技术成为目前讨论和 研究的热门技术。
二、限流法分段压裂
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
要体现为对流量分配模型和拟三维裂缝参数计算模 型 的联 立求解 ．
式（ ） １ 和式 （ ） 成 的（ ２组 ＋１ 个 非线 性方 程组 ）
与裂缝几何参数模型联立求解 ， 可确定各段的射孔 数 、 液量 及裂 缝几 何参 数等． 进
水平井 限流法压裂射孔方案设计的 目的就是在
确定 每 个射 孔段 裂 缝 改 造 规 模 的情 况 下 ， 合 考 虑 综
参数 ， 直至施工结束 ； （） ６ 将计 算得到 的裂缝 参数 与设计值 进行对 比， 如果不满足每段的改造要求 ， 重新设计各层段射 孔数． 重复（ ） （ ）直到满足精度要求为止． ４一 ６ ，
２２ 关键压 力 参数 的改进 算法 ．
２ 水 平 井 限流 法 压 裂 流 量 分 配 模 型
考虑 水平 井 限流 法 压 裂 的特 点 ， 直井 限流 法 在 压裂 流量 分 配模 型 的基 础 上 ， 立 水 平 井 限 流法 压 建 裂流 量分 配模 型．
２ １ 流量 分 配模型 ．
从 以上步 骤 可 以看 出 ， 孔方 案 设 计 的过 程 主 射
收稿 日期 ： ０ ００ －５ ２ １ －７０
基金项 目： 低渗透 水平井重点攻关项 目“ 水平井增产技术研 究与现场应用” 子课题部分研究成 果（ 编号 ：０ ８１０ ．８ ２ ０ ．１０３ ） 作者简 介 ： 邢庆河 （ ９ １） 博士 ， １８ 一 ， 主要从事 油气藏增产改造研究． － ｉ：ｈ ｉ ＠ｓ ｃｃ Ｅ ｍａ ｑｘｎ ｉ ．ｎ ｌ ｇ ｐ
通过现场试验和理论推导 ， 建立 了压力平衡关 系式 中几个 关键 参数 的改 进模 型和算 法．
（ ）孔 眼摩 阻 １
目前 ， 孔眼摩阻多采用
－
ｐ ｆ ２ ２ ×１ ： ．４ ｐ ０
ｑｐ
４ ７
（） ３
多裂 缝 同时存 在 、 同时 延 伸 时 遵循 压 力 平 衡 原 则 与体积 守恒 原则 模 型见 图 １ 引． ．
Ｖ０ ． ６ Ｎｏ ３ １２ ．
文章编号 ： ７ － ４ （０ １０ － ７ － １ ３ ６Ｘ ２１）３ ０ １ ３ ６ ０ ０ ０
水 平 井 限流 法压 裂射 孔 方 案 设 计 方 法研 究
邢 庆河‘张士诚 ，
（． １ 中国石 化集 团 国际石油勘探 开发 有限公司 ， 北京 １０ ８ ； ０ ０ ３ ２ 中国石油 大学 石油工程教育部重点 实验室 ， ． 北京 １２４ ） ０ ２ ９
计算 ． ］式中 ： ｃ为流量系数 ， 无因次 ； 为孔眼直径 ， ｄ
水平 井 限流 法 压 裂 与 直 井 的 原理 一样 ， 是通 都 过 严格 控 制射 孔炮 眼数量 ， 以尽 可能 大 的排量 施工 ， 施 工 过程 中井筒 、 眼摩 阻 、 炮 裂缝 内压 降 以及地 层滤
失等的影响， 对排量在每条裂缝间进行分配， 使每个 射孔段达到预期 的改造效果． 确定水平井限流法压 裂布孔方案的具体步骤如下 ：
摘 要 ： 种 裂缝监 测手段 发 现 限流 法压 裂 能够压 开 水平 井 的各个射 孔段 ， 每 个射 孔段 裂缝 的扩展 各 但
程度与预期存在 明显差异 ， 归结为现有布孔方式对储层的控制能力不强． 建立一套指、 导水平井限 流 法压 裂设 计 的理论 模 型具 有 重要 的 实 际意义 ． 通过 现 场 实验 和 理 论研 究 ， 改进 了喷 嘴 节 流损 失、 井筒及孔眼摩阻的计算方法， 在此基础上建立了水平井压裂 多裂缝 同时延伸 的流量分配模 型， 与拟 三维裂缝参数计算模型联 立， 可以实现对水平井限流法压裂射孔 方案的设计． 场应 用表明， 现 该设 计 方 法能得 到预 期 的裂 缝 改造规 模 ． 关键词 ： 水平井； 限流法压裂； 射孔方案 ； 设计方法 中 图分 类号 ：Ｅ ５ ． 文献 标识 码 ： Ｔ ３７ ２ Ａ
（） １ 根据 各射 孔 段 的 改造 规 模 （ 裂缝 尺 寸 或 导 流 能力 等 ） 初选 各层 段 的流量 ； ，
利用炮眼摩阻提高井底压力 ， 迫使压裂液分流， 使破 裂 压 力相 近 的地层 依 次压 开 ． 因此 ， 平井 限流法压 水
裂 设 计 的关键 也是 合 理确 定 总射 孔数 和各 层段 的射
（） ４ 对施 工 时 间分 段 ， 算 每 一 时 间 段 内各 部 计 分压 力 损失 ； （） ５ 将流 量分 配模 型 和 拟 三维 裂缝 延伸 模 型联 立求 解 ， 计算 随 时 间变 化 的 各 层 流量 和相 应 的裂缝
１ 水 平 井 限 流 法 压 裂 射 孔 方 案 设 计 方 法
孔数 ， 在此基础上计算每段 的进液量和相应的裂缝 参数． 前 ， 目 没有指导水平井限流法压裂施工设计的 理 论模 型 ， 工设 计 主 要 参 考 直 井 限 流 法压 裂 的设 施 计方法． 本文考虑水平井限流法压裂的特点 ， 在直井 限 流法 压 裂模 型 … 的基 础上 ， 出 了 水 平井 限流 法 提
压 裂射 孔 方案 设计 方 法 善 了水 平 井 限 流 法压 裂 完 理论． 现场 应 用表 明 ， 该设 计方 法 能够 实现 多裂 缝 同 时 延伸 时单 裂缝 的个性 化设 计 ．
（） ２ 根据总排量 和工艺条件设计 总射孔数 ， 首 先 确定 最 大施 工 排 量 及 能够 顺 利 施 工 的孔 眼摩 阻 值， 再应用孔眼摩阻计算公式确定总射孔数 ； （） ３ 由每段总进液量初选各段射孔数 ；
２１ ０ １年 ５月
西安 石油大学学报 （ 自然科学版 ）
Ｊｕ ａ ｏ ｉ ｎＳ ｉ ｕＵ ｉｅｓｙ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｏ ｒｌ ｆ ｈ ｏ ｎ ｒｉ （ ａ ａ Ｓｉ ｃ ｄｔｎ ｎ Ｘ ａ ｙ ｖ ｔ ｕ ｅ ｉ
Ｍａ ｙ ２０１ １
第２ ６卷第 ３ 期