水平井压裂

22066.0-2121.9 2025.0-2042.5
斜深井段 2066～ 2121.9 2025～ 2042.5
压裂设计 采用封隔器分两段压裂 加砂量：52m3，每段26m3 排量： 4.5m3/s 压 裂 液：GRJ-11 支撑剂：
0.212～0.425mm陶粒19m3 0.425～0.85mm陶粒33m3
一、前 言
从 1992 年至 2007 年，胜利油田在低渗透油藏钻了 23 口水平井。为 了提高低渗、特低渗透油藏储量动用程度和采收率，2007年开始，胜 利油田开展了水平井压裂研究和试验。
1990年提出水平井压裂技术
1995开展水平井压力特性、裂缝布置等理论研究
2007实施水平井分段压裂 目前形成的主导工艺技术
直斜井31口 水平井16口 0 已应用 直井6口 水平井1口 160余井次 3井次 已应用 1井次 7井次
东辛油田
平方王油田 梁家楼油田 大芦湖油田 正理庄油田 纯化油田 博兴油田
牛庄油田 现河庄油田
低渗透油藏分布在46个油田，探明储量9.44亿吨，动用7.18亿吨，未动用 2.68亿吨，采出程度12.5％，采油速度0.51％，单井日油3.3t。2009年年产油 量达到366×104t 。“十二五”期间将成为油田稳产上产的重要阵地。
1、技术原理 采用投球打开滑套的方式，在 51/2in套管内，可实现一次管柱 分2－4段压裂。 3、主要工具
扩张式高压封隔器 关 键 技 术 启动压差：≤1.5MPa 工作压差：≥50MPa 耐温：150℃
2、工艺管柱
水平井管内封隔器分段压裂
恒压滑套喷砂器
喷嘴耐磨，根据流量调节喷 嘴大小，保持节流压差恒定
4、主要工具
SPK344封隔器
SP压温器
SP喷砂器
（二）水平井拖动管柱封隔器分段压裂技术
5、现场试验
DP35－1井拖动管柱分3段压裂
基本数据：该井水平段2637.5m～3437.5m，水平段 长800m
完井方式：外径114.3mm N80套管固井，内径
99.6mm
2785.0-2834.0 27孔
（四）水平井裸眼分段压裂完井技术
2、水平井裸眼预制滑套固井分段压裂完井
水平井预制滑套固井分段压裂完井
技术原理：在固井完井套管中间 预制压裂滑套，采用固井水泥段 进行分段，通过下入开关打开预
制滑套进行压裂的方式，实现任
意多段压裂完井。 工艺优势： －兼容目前套管固井方式，无需更换工艺 －采用液压扶正辅助固井分段，提高了固井质量，无需裸眼封隔 器，成本低，分段可靠 －分段数不受尺寸限制，可分任意多段
48.0
96.0
144.0
192.0
240.0
0.0 0.0
Time (min)
Customer: slof Well Description: Well #35-1
0
GohWin v1.6.2 29-Dec-06 11:04
50
100 Time (min)
150
胜 利 井 下 压 裂 队
2006/12/26
8 7 6 5 无阻流量 4 （10^4m^3/d) 3 2 1 0
分段数 压后无阻流量（104m3/d)
该井进行了四次压裂，累计压开 10条裂缝，产能对比表明，压后无 阻流量相当于单条裂缝时的9.6倍，
1
2 压裂分段数
3
4
合计无阻流量16.3×104m3/d。
（三）水平井不动管柱封隔器分段压裂技术
4、现场试验
近期，在吐哈油田牛东8-6井、牛东89-91井、 牛东8－6井施工管柱
胜利莱115等6口井成功进行了应用。
牛东8－6井水力喷射分2段压裂
火山岩油藏
孔隙度：平均9.38%
渗透率：平均1.77mD
完井方式：筛管完井
（一）水力喷射分段压裂技术
第一段（1344.5m） 第二段（1326.5m）
套管
裸眼分段wk.baidu.com裂具有分段可靠，施工周期短，放喷后即可投产的 优点；裸眼完井相对于套管完井具有更大的通径，可以实现更多级
数的压裂，是今后发展的重要方向。
一、前 言 二、水平井分段压裂技术新进展
三、分析及下步工作方向
（一）水力喷射分段压裂技术
1、技术原理
水力喷射分段压裂机理
根据水动力学动量-冲量原理。 固体颗粒受水载体加速，高速冲 击套管和岩石，射穿套管和近井 地层，形成一定直径和深度的射 孔孔眼，然后加大压力和砂比， 沿孔眼扩张成裂缝。
耐压：70MPa 低密度：4.3g/cm3，可返排
低密度球
（三）水平井不动管柱封隔器分段压裂技术
4、现场试验
水平5－1油层剖面图
水平5－1井不动管柱分2段压裂 水平段长201m，油层套管51/2in ，分两段射 孔，压前供液不足停产。
序 号 1 2 渗透率 10－3µm2 38.615 3.565 孔隙度 ％ 12.097 9.325 泥质含量 ％ 11.456 7.246 实射井段 m 21 (2067～2088) 14 (2025～2039)
水平井分段压裂技术新进展 及下步工作方向
胜利油田分公司采油工艺研究院 2010 年 11 月
一、前 言 二、水平井分段压裂技术新进展
三、分析及下步工作方向
一、前 言
低渗透油藏开发现状
胜利油区 低渗透油藏 分布图
大王北油田 东风港油田 渤南油田 桩西油田 五号桩油田
滨南油田 商河油田
郝家油田
胜坨油田
1、下入完井工具串，泵注水泥
2、胶塞碰压，侯凝
3、水泥侯凝后，下入液压开关工具，打开最底端预制滑套
4、将液压开关工具提至竖直井段托筒处
（四）水平井裸眼分段压裂完井技术
2、水平井裸眼预制滑套固井分段压裂完井
5、开始底层压裂
6、底层压裂结束，用液压开关工具关闭底层预制滑套
7、打开第二段预制滑套，重复步骤4~5进行压裂，然后关闭本段预制滑套
控制环空流量保 持合适的环空压 力至为关键
（一）水力喷射分段压裂技术
2、工艺管柱
3、工艺特点
根据水动力自密封原理，保证分段可靠性
采用投球打开滑套方式，51/2in套管内不动管柱完成2－4段射孔压裂联作 适应性强，可在裸眼、筛管、套管等多种完井方式中实施
适用中小规模的压裂
（一）水力喷射分段压裂技术
1、下入工具串，座封封隔器
2、起压，打开趾端滑套，压裂最底段
3、投球，打开下部滑套，压裂下面第二段
4、投稍大球，打开相应滑套，压裂相应段
（四）水平井裸眼分段压裂完井技术
1、水平井裸眼封隔器分段压裂完井
5、投入最后一球，结束压裂作业
6、开井口回流，返出球和压裂砂
7、磨铣球与球座
8、投产，根据需要开关滑套。
80 0.6 0.4 0.2 0.0 -0.2 -0.4 -0.6 -20 -0.8 -1.0 -40 -0.8 -1.0 00:00 20 60 0.6 0.4
1200 1000
100.0 100.0
volslurry (CuM) - volsand (CuM)
6
500
80
25
8.00 80.0
80.0 80.0
B 套压M pa (M Pa) F 砂比%
B 排出排量m^3/min (m?min) F
DP35-1第 三 段 2911.9-3088.8m压 裂 施
D 6 E 1.0 0.8 5 0.6 0.4 0.2 600 3 0.0 400 F 1400
100
排 出 排 量 m^3/min 油 压 Mpa
砂 比 % 套 压 Mpa
0
200
20
0 -200
10
2
1
2.00 20.0
20.0 20.0
100
0
1
2006-12-25
00:30
01:00
01:30
02:00
02:30
03:00
03:30
Time
Job Date: UWI: T icket #:
2006-12-25
0 04:00
-1.0
-400
5
0.00 0.0
0.0
技术 连续油管喷射分段压裂 砂塞分段压裂 水力喷射分段压裂
分段方式 砂塞封堵 自密封 封隔器
针对性 强 一般 强
费用 较高 较低 较低
一次分段 逐段压裂
封隔器分段压裂
裸眼分段压裂
封隔器/固井
强
短
低
短
一、前 言
水平井裸眼封隔器分段压裂 不同完井方式对应分段级数
压裂 方式 套管，in 5 1/ 2 7 4 1/ 2 裸眼 5 1/ 2 7 一次管柱 最大分段数 4 6 7 9 12
（四）水平井裸眼分段压裂完井技术
2、水平井裸眼预制滑套固井分段压裂完井
滑套开关工具
预制滑套
－技术目标： 预制滑套耐压≥50MPa ，
耐温≥150℃
滑套可关闭打开次数≥10次 －目前进展 ：
已完成工具设计，准备加工，
明年初前具备进入现场试验能 力。
（四）水平井裸眼分段压裂完井技术
2、水平井裸眼预制滑套固井分段压裂完井
水平5－1分段压裂施工管柱
（三）水平井不动管柱封隔器分段压裂技术
4、现场试验
主要工具起出后情况
从下入施工及起出工具解剖看，整套施工管柱分段可靠，无明显磨蚀，成
功实现分两段压裂改造的目的，完全能够满足水平井分段压裂的需要。
水力锚
封隔器及陶瓷件
球座、低密度球
（四）水平井裸眼分段压裂完井技术
1、水平井裸眼封隔器分段压裂完井 －技术原理：采用裸眼封隔器分段， 通过投球打开滑套的方式实现分多段 压裂完井，并研制配套的专用井口投 球器。
序 号
射孔
压裂
18.98 12.38
液量 砂量 液量 砂量 最高砂比 平均砂比 （m3） （m3） （m3） （m3） （%） （%） 30 30 2.2 2.1 106+40.4 12.2 130+47.6 17.1 40 50 23 23
1 2
压裂后 起出喷 嘴情况
2.44
1.89
压前 压后 压前 压后 日液 日油
2933.0-3068.5 3120.5～3240.0 20孔 26孔
（二）水平井拖动管柱封隔器分段压裂技术
5、现场试验
第二段压裂
油压M pa (M Pa)
第三段压裂
D
第四段压裂
DP35-1太 2气 层 压 裂 施 工 曲 线
600 30
10.00 100.0
A 1.0 0.8
B 100
C 支撑剂流量m^3/min 1.0 0.8
套管 限流 压裂
连续油 管喷射 压裂
水力喷 射分段 压裂
管内封 隔器分 段压裂
裸眼 分段 压裂
一、前 言
已开展限流压裂、连续油管喷射压裂、砂塞分段、封隔器分段压
裂、水力喷射分段压裂等5项技术15井次的试验，施工成功率83%。
施工 周期 较长 短 短 投产 周期 长 较短 较短
类型 逐次分段 逐段压裂
投球滑套
－技术目标：
41/2in套管内，水平
井裸眼封隔器最大7分 段压裂完井；
裸眼压裂封隔器密封
压差≥50MPa，耐温 ≥150℃。
－目前进展 ：
已完成加工，准备进
两类裸眼封隔器
适应不同井况
压差打开
球座可钻
行室内试验，年底前具 备进入现场试验能力。
（四）水平井裸眼分段压裂完井技术
1、水平井裸眼封隔器分段压裂完井
8、所有段压裂结束后，可选择性打开滑套进行生产。
一、前 言
二、水平井分段压裂技术新进展 三、分析及下步工作方向
（一）国内技术对比分析
技术 研究单位 技术水平 应用情况 对比
水力 喷射 分段 压裂
拖动管柱
川庆钻探 石油大学 胜利采油院 川庆钻探 石油大学 胜利采油院 大庆
裸眼10段
0 7in套管内7段 51/2in套管内4段 15段 3段 7in套管内6段 51/2in套管内4段 6in裸眼内10段 7in 挂41/2in套管 7段 任意多段
（二）水平井拖动管柱封隔器分段压裂技术
1、技术原理 利用喷砂器的节流压差坐封封隔器，反洗井替液解封封隔器，采
取逐级上提管柱的方式，实现一次管柱完成多段压裂。
2、工艺管柱
（二）水平井拖动管柱封隔器分段压裂技术
3、工艺特点
采用高压差K344封隔器跨隔密封，优化了管柱受力状态，提高了施工安
全可靠性 设置井下压力、温度测试仪，为压裂施工提供准确的数据记录 设置安全接头，减少发生意外事故时的处理难度
低密度球 多功能投球器 水平井裸眼封隔器分段压裂完井
工艺优势： －裸眼完井，降低油层污染
－基管尺寸扩大，可实现分较
多段数压裂 －压裂完井可一体化完成，亦
可先期投产，后期压裂
高强度、低密度、 可返排、易钻
远程投球 安全可靠
（四）水平井裸眼分段压裂完井技术
1、水平井裸眼封隔器分段压裂完井
扩张式（压缩式） 压差 裸眼封隔器 （趾端）滑套
pt (MPa) - pc (MPa)
4
800
60
20
40
0.2 0.0 -0.2 -0.4 -0.6
3 4 scon (Kg/CuM) 300 400
rate (CuM/min)
5
6.00 60.0
60.0 60.0
40
15
-0.2 2 -0.4 -0.6 -0.8 200
4.00 40.0
40.0 40.0