6.裸眼封隔器水平井分段压裂技术介绍-付永强
水平井裸眼封隔器完井分段压裂技术研究
图 1 水平井地层封隔器下井管柱图
裸眼完井、筛管（割缝）衬管完井、套管固井/射孔完
井、套管固井/筛管复合完井、砾石充填筛管完井。在
上述 5 种完井方式的基础上，为增加管外的封隔程度、
实现分层作业和分段开采，国外已成功研制应用了管
外封隔器的完井方式（见图 1）。其通过在水平井裸眼
段内下入管外封隔器及配套工具的完井工艺管柱，地
范围
均值
3.2~22.9
10.81
8.8~11.3
10.7
1.1~11.5
6.65
井区储层渗透率 10-3μm2
范围
均值
0.014~8.42
1.23
0.4~4.0
1.3
0.23~1.38
0.32
2.3 储层砂体展布情况
苏 10-32-47 井区水平井部署区盒 8 段 6 小层为纯气藏，埋藏深度 3257.1～3263.2m，有效气层厚度在 3.3～
12.0m 之间（见图 3-1）。苏 10-38-60 井区水平井部署区盒 8 段 4、5 小层为纯气藏，埋藏深度 3191.3～3221.6m，
有效气层厚度在 1.8～16.6m 之间（见图 3-2）。苏 10-38-60 井区水平井部署区山 1 段 7、8 小层为纯气藏，埋藏
深度 3240.0～3289.0m，有效气层厚度在 5.5～16.5m 之间（见图 3-3）。
根据该段地层岩心、录井、测井资料中的岩性组合特征、沉积旋回、电性特征，将目的层段划分盒 8 上、 盒 8 下、山 1 三个层段，细分为 9 个小层，以小层作为苏里格气藏地质研究的岩石地层单元（见表 1）。
Xi`an
表 1 苏里格气田地层划分表
系
统
水平井裸眼分段压裂工具
贵 ，作业 成本 非 常高 。
中国石油 集 团渤 海钻探 工程有 限公 司 （ 简称 渤海 块 、苏 ２ ５区块及
苏７ ６区块 筹划打 水平 井 ，鉴 于国内还没有适 合气藏裸
眼完井 的水平井 分压 技术 及配套 工具 ，全部 引进 国外
水平井裸 眼分段压裂工具 术
ｌ 程钳远 刘志斌 张 鹏 骆劲羽 徐玉龙 周后俊 韩永亮 詹鸿运 崔振锚
＿渤 海 钻探 工程技 术研 究院
摘 要 ：苏里格 气田属地层 岩性 圈闭性低 压、低孔 、低渗 气藏 ，采用常规开发方式开发效果不佳。针对 苏里格 气田压
力下降快 、砂体连通性差等特点 ，开发 了水平 井裸眼分段压裂 工具。对裸眼完成的井 ，在预 定井段 悬挂裸眼封 隔器、压力 开启滑套 、投球 开启滑套等３ － 具 ，实现压裂作业井段横向选择性分段 隔离。根据压裂段数进 行分段 压裂，一趟管柱 实现全 井段的压裂作业 ，从而扩 大渗流 面积 ，沟通更 多的含 气砂体 ，实现高效开发的 目的。介绍 了相关配套 工具与 室内试验 、现
获奖情况：“ 水平井分段技 术研 究与应用” ２ ０ １ ２ 年获 中国石油和化 学工业联合会科学进步二等奖 、 中国石 油集 团渤 海钻探 工程有
限公 司科技进 步特 等奖。 获专 利情 况：“ 水平 井压裂用压差式开启滑套”（ 专利号 ： Ｚ Ｌ ２ ０ １ ０ ２ ０ ６ ８ ５ ５ ８ ５ ． ２） 、“ 水平井压裂专用座封球座”（ 专利号 ：Ｚ Ｌ ２ ０ １ ０ ２ ０ ６ ８ ５ ３ ９ ２ ． ７） 、“ 水平井压裂用分瓣爪锁 紧投球式喷砂滑套”（ 专利号 ：Ｚ Ｌ ２ ０ １ ０ ２ ０ ６ ８ ５ ６ ８ ５ ． ５ ） 、“ 开启 阀式扩 张封 隔器”（ 专利号 ：Ｚ Ｌ
水平井裸眼完井分段压裂技术研究
压裂通道依靠滑套开启 ， 设计有加压开 图 １ 中 ， 启（ 压力 开 启 滑 套） 和投球加压开启（ 投 球 滑 套） ２ 种 。 针对部分井眼压裂后压裂液不能顺利地返排出 来， 设计了外压差开启循环阀 ， 用于实现压裂后不动 管柱的油套连通 ， 起 到 洗 井 的 目 的。工 具 之 间 依 靠 分段间距 较 长 井 段 油 管 的 中 间 还 需 安 装 油管连接 ， 扶正器 ， 增加工具串的刚性 。 ， 首先 ， 由钻杆接上压裂管柱送 入 井 底 （ 如 图 ２） 投球至坐封球座并加压 ， 此时 ， 双向悬挂封隔器坐封 悬挂 ； 提高泵压可实 现 钻 柱 与 压 裂 管 柱 在 丢 手 工 具 处分离 ， 丢手后泄压提出钻柱与丢手工具 。 其中 ， 坐 封球座设计有锁球机构 ， 投球进去球不会跑开 。
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｏ ｆ Ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｔ ａ ｅ Ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｏ ｆ Ｈ ｏ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ Ｂ ａ ｒ ｅ Ｈ ｏ ｌ ｅ Ｗ ｅ ｌ ｌ ｓ ｙ ｇ ｇ
， Ｚ ＨＵ Ｚ ｈ ｅ ｎ ｘ ｉ Ｌ Ｉ Ｙ ｏ ｎ ｅ － － ｇ ｇ ｇ
图 ２ 钻杆连接分段压裂管柱入井底结构
将生产油管柱接上外压差开启循环阀 、 水 接着 ， 力锚以及插入管 ， 插入丢开后的插管回接密封装置 ， 中（ 如图 １） 并加轴向力５ 井 口 安 装 采 气 树。 ０ｋ Ｎ、 加压 ， 压力开 启 滑 套 开 启 ， 即建立起第１层压裂通 道， 压裂第 １ 层 ； 投树脂球 ， 投球滑套 １ 开启 ， 即建立 压 裂 第 ２ 层； 依 次 投 球， 压裂剩 起第 ２ 层压裂通道 ， 余层数 。
等： 水平井裸眼完井分段压裂技术研究 ０卷 第１ １ 期 朱正喜 ， 第４
水平井裸眼分段压裂技术汇报材料
外径：∅142mm； 座封压力：15MPa； 两端扣型：高，耐冲击，耐高温，以及密度轻
的特点，120℃的高温下承压可到70MPa。
10
11
水平井裸眼分段压裂技术 汇报材料
1
一、技术简介
水平井裸眼分段压裂完井技术是将完井管柱和压裂管柱合并为 一趟管柱一起下入，采用双向锚定悬挂封隔器悬挂扩张式裸眼封 隔器、投球式喷砂滑套、压差式开启滑套以及坐封球座等工具下 入井内，使用裸眼封隔器封隔水平段，实现压裂作业井段横向选 择性分段隔离，根据压裂段数进行分段压裂，可以实现全井段完 全压裂作业。通过对油气层进行选择性的改造，从而实现提高单 井产量的目的。压裂管串与完井管串为同一管串，一同下入，减 少了施工成本，不进行固井及射孔作业，极大的提高了完井作业 时间，并且不进行固井作业避免了水平井固井质量差的问题，因 此水平井裸眼分段压力技术在施工周期、施工费用及压裂改造效 果有着其它水平井压裂改造技术无法比拟的优势。
3
水平井裸眼分段压裂技术施工管柱
油管，扣型：EUE 油管，扣型：EUE
水力锚
悬挂封隔器
投球滑套4
投球滑套3
裸眼封隔器 投球滑套2
油管 投球滑套1
座封球座+浮鞋 压差滑套
套管鞋
4
引鞋
三、水平井裸眼分段压裂配套工具
1、悬挂封隔器
悬挂封隔器需要满足座封悬挂可靠，丢手顺利等要求，因此该悬挂封 隔器采用了双向卡瓦、液压座封、液压和机械两种丢手方式，确保工具可 靠性。
技术参数
总长：2400mm
抗拉载荷：80T
工作温度：130℃
最小内通径：φ89mm
最大外径：φ150mm
最大工作压力：60MPa
启动压力：14MPa
水平井裸眼分段压裂技术汇报材料
水平井裸眼分段压裂技术中的压裂液性能
水平井裸眼分段压裂技术中的裂缝参数
技术优势与局限性
技术优势：提高油气产量，降低开发成本，提高采收率
技术应用范围：适用于不同类型油气藏的开发，如低渗透、致密气藏等
未来发展趋势：随着技术的不断进步，水平井裸眼分段压裂技术将得到更广泛的应用
局限性：对地层条件要求较高，施工难度较大，需要专业人员操作
04
技术实施流程
施工准备
场地准备：对施工场地进行勘察和评估，确保符合施工要求
设备准备：确保所需设备齐全，并检查其性能和安全性
人员准备：组建专业的施工团队，并进行技术培训和安全培训
方案制定：根据实际情况制定详细的施工方案，包括施工步骤、时间安排、人员分工等
06
技术效果评估
增产效果评估
压裂后产量提升幅度
压裂后产能稳定性评估
压裂对储层改造效果评估
增产效果与成本效益分析
经济效益评估
产能提升：评估技术实施后对产能的提升情况
经济效益综合分析：结合投资回报率、成本效益和产能提升等因素，综合评估技术的经济效益
投资回报率：评估技术实施后的投资回报情况
成本效益：分析技术实施过程中的成本与效益关系
分段压裂施工：按照设计要求，对水平段进行分段压裂，提高油气产量
完井作业：最后进行完井作业，包括固井、射孔、测试等，确保油气井的正常生产和运营
施工后处理与评估
施工后压裂液的清理
压裂效果的评估
施工后的维护和保养
裂缝的评估和检测
05
技术应用案例
案例一：某油田水平井裸眼分段压裂技术的应用
案例背景：某油田的储层特点及开发需求
水平井裸眼分段压裂施工流程
水平井裸眼分段压裂技术
水平井裸眼分段压裂技术作者：孙吉成施铁军祝月振来源：《中国新技术新产品》2015年第21期摘要：具有技术简单、作业效率高优点的水平井裸眼分段压裂技术，在低孔、低渗以及低压油气藏的水平井增产改造中，得到了广泛的应用。
封隔器、滑套是水平井裸眼分段压裂技术中重要的组成部分。
水平井裸眼分段压裂技术有效的提高了油田勘探开发的效益，是低压、低渗透油气藏开发主要增产措施之一。
关键词：水平井；裸眼；分段压裂中图分类号：TE934 文献标识码：A一、水平井裸眼分段压裂技术分析水平井分段压裂改造技术不仅代表了油、采气工艺技术的改革发展的方向，而且也是国际上较先进的技术。
水平井分段压裂改造技术在储层物性好的水平段上，根据井筒内水平井眼的方向，同时，根据油藏物性和储层特征，通过一定的技术手段，对射孔眼的数蚤、孔径和射孔相位进行控制，实施一次压裂施工手段，对水平段油层进行压开的技术。
这种技术很好的改造了低渗透油气藏。
水平井裸眼分段压裂工艺技术，首先，实施了有效的通井，能够使压裂管柱顺利到达井底；其次，使钻杆与压裂管柱进行连接，同时将钻杆与压裂管柱送入井底，进而丢手分开，生产油管柱得以回插；第三，按照顺序进行投球，对每一层进行加压压裂。
这种技术使水平井不动管柱生产得以实现。
（一）对井眼进行处理并通井。
钻井过程中，为使压裂管的下入受到影响，必须用刮管器清理管柱上的结块。
必须保证循环的泥浆与设计时的泥浆具有相同的性能，并且要保证过筛的泥浆中没有颗粒杂质。
岩屑床必须通过螺旋扶正器进行清理，使水平裸眼段井眼的平缓度得到加深。
同时，运用模拟管柱进行通至井底过程，进而使原泥浆进行循环，循环至泥浆的性能相同为止。
（二）实施管柱的下入。
先将钻杆接上压裂管柱，再在井下进行分开，然后实施生产油管柱的回插，实施压裂的施工与生产。
这个过程，不仅对施工的成本进行了节约，而且在油管柱强度较弱的情况下，遇到阻力不容易处理的问题得到了解决。
（三）施工设备的拆除及生产。
水平井分段压裂技术及其应用
水平井分段压裂技术及其应用摘要：水平井分段压裂工艺技术为改善水平井水平段渗流条件、提高单井产量提供了技术支持。
本文从我国水平井分段压裂技术的发展现状入手，以应用最为广泛的裸眼水平井封隔器分级压裂技术为重点，以该技术在长庆油田苏里格气田苏75区块的现场应用为例，对水平井压裂技术及其现场应用情况进行了分析与总结。
关键词：水平井分段压裂封隔器苏里格气田水平井因其具有泄油面积大、单井产量高、穿透度大、储量动用程度高等优势，在薄储层、低渗透、稠油油气藏及小储量的边际油气藏等的开发上表现出了突出的优势，成为提高油气井产量和提升油田勘探综合效益的重要手段之一，近年来在我国得到了快速的发展。
然而在低渗透油藏开采中因其渗透率较低、渗透阻力大、连通性较差，导致水平井单井产量也难以提升，难以满足经济开发的要求，水平井增产改造的问题便摆在了工程技术人员的面前。
而水平井分段压裂工艺技术的推广应用为改善水平井水平段渗流条件、提高单井产量提供了技术支持。
一、我国水平井分段压裂技术现状我国的水平井分段压裂技术及配套工具的研究起步较晚，国内三大石油公司对于水平井分段压裂技术开展广泛的研究开始与“十一五”期间，近几年得到了大力的推广应用。
目前国内应用规模较大的水平井分段压裂技术主要包括以下三种：1.裸眼封隔器分段压裂技术。
2008年我国在四川广安002-H1-2井第一次实施了裸眼封隔器分段压裂试验，当时是由Schlumberger提供的技术。
目前该技术在我国的现场应用仍然以国外技术为主，主要采用由Baker Hughes、Weatherford、Packers plus等公司提供的装置系统，我国应用总规模约300～500口，占去了水平井分段压力工艺实施的1/3左右，分段数最多达到20段。
我国在该技术方面上处于研发和现场试验阶段，现场试验分段数能达到10段，所采用的压裂材质、加工工艺等方面和国外相比还有一定差距。
2.水平井水力喷射分段压裂技术。
水平井分段压裂裸眼封隔器的研究与应用
水平井分段压裂裸眼封隔器的研究与应用詹鸿运;刘志斌;程智远;田文江;张鹏;韩永亮【摘要】为了能更有效地利用水平井裸眼完井压裂技术开发苏里格低渗透气田,自主研发了水平井分段压裂配套工具.裸眼封隔器是其重要组成部分,其性能直接影响压裂施工的效果.针对现场实际情况,设计了开启阀式裸眼封隔器,封隔器开启压力可根据施工井情况进行调节,有效防止了下井过程中封隔器提前打开坐封.密封胶筒采用单流阀设计,可以保证胶筒充分膨胀,加强密封效果.该封隔器采用扩张式胶筒结构,配合悬挂器、投球滑套、压差滑套、坐封球座等工具在苏里格地区进行了4口水平井的成功应用,证明能满足水平井分段压裂工艺管柱要求,为水平井裸眼完井分段压裂能顺利进行提供了技术保障.%Aiming at exploring low permeability gas reservoir Sulige using open hole completion and fracturing techniques in horizontal well efficiently, the corresponding equipment for staged fracturing technique in horizontal wells has been developed independently. The equipment was composed of hold-down packer, open hole packer, ball injection sliding sleeve, differential pressure sliding sleeve, setting ballseat and float shoe and guiding shoe. The open hole packer adopted expendable rubber sleeve structure, combining with hanger, ball inj ection sliding sleeve, differential pressure sliding sleeve and setting ballseat. It has the advantage of big differential pressure endure capacity, long hermetic segment and great sealing effect. The successful applied in 4 horizontal well in Sulige region indicated that this packer and the corresponding tool can fully meet the requirement of staged fracturing technical pipe string in horizontal well, and also provide the guarantee forsuccessful operation of open hole completion and staged fracturing techniques in horizontal well.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2011(033)001【总页数】3页(P123-125)【关键词】裸眼封隔器;水平井;裸眼完井;分段压裂;工艺管柱【作者】詹鸿运;刘志斌;程智远;田文江;张鹏;韩永亮【作者单位】渤海钻探工程技术研究院,天津,300280;渤海钻探工程技术研究院,天津,300280;渤海钻探工程技术研究院,天津,300280;渤海钻探工程技术研究院,天津,300280;渤海钻探工程技术研究院,天津,300280;渤海钻探工程技术研究院,天津,300280【正文语种】中文【中图分类】TE934+.2Abstract:Aiming at exploring low permeability gas reservoir Sulige using open hole completion and fracturing techniques in horizontal well efficiently, the corresponding equipment for staged fracturing technique in horizontal wells has been developed independently. The equipment was composed of hold-down packer, open hole packer, ball injection sliding sleeve, differential pressure sliding sleeve, setting ballseat and float shoe and guiding shoe. The open hole packer adopted expendable rubber sleeve structure, combining with hanger, ball injection sliding sleeve,differential pressure sliding sleeve and setting ballseat. It has the advantage of big differential pressure endure capacity, long hermetic segment and great sealing effect. The successful applied in 4 horizontal well in Sulige region indicated that this packer and the corresponding tool can fully meet the requirement of staged fracturing technical pipe string in horizontal well, and also provide the guarantee for successful operation of open hole completion and staged fracturing techniques in horizontal well. Key words:open hole packer; horizontal well; open hole completion; staged fracturing; technical pipe string水平井裸眼完井分段压裂是一项先进的完井技术，是低压、低渗透油气藏开发的重要增产措施之一，近年来在国内开始推广应用。
分段压裂技术在水平井完井中的应用效果分析
分段压裂技术在水平井完井中的应用效果分析引言：随着现代石油勘探技术的不断发展，水平井完井技术作为一种提高油气开采效率的重要手段，得到了广泛应用。
而分段压裂技术作为水平井完井中的关键环节，对于增加储层的有效油气产能以及改善井壁稳定性起着至关重要的作用。
本文将从应用效果的角度，综合分析分段压裂技术在水平井完井中的作用，探讨其对增产提效的贡献。
一、分段压裂技术的基本原理分段压裂技术是指在水平井完井过程中，根据地层特点和井况参数，将井眼分段进行封隔，并通过压裂装置将压裂液注入井眼，使地层破裂并形成裂缝，以增加储层的有效渗透性。
其基本原理包括：分段封隔、压裂液压力传递、破裂液进入储层、裂缝扩展和固化。
二、分段压裂技术的主要应用效果1. 提高产能：分段压裂技术能够有效增加储层的渗透能力，进而提高油气的产能。
由于水平井完井中利用这一技术进行压裂的裂缝面积更大，壁面覆盖更广，增加了油气流通区域，进一步扩大了有效渗透面积，使得油气能更充分地通过裂缝进入井筒。
2. 高效改造油气藏：一些老旧的油气藏可能由于地质构造复杂、渗透性差等原因导致开采效果不佳，分段压裂技术则可通过破坏或改善储层内部裂缝系统，改变产层渗透性，破坏油气藏中原有较差的渗透阻力，从而提高其开采效果。
3. 降低井壁失稳风险：在水平井完井过程中，井壁稳定性一直是一个值得关注的问题。
分段压裂技术通过将井眼分段封隔，使压裂液的注入能更精确地控制在目标地层内，有效避免或降低井壁失稳的风险，提高水平井完井的成功率和安全性。
4. 优化砂岩酸化作用：砂岩酸化作用是提高石油或天然气开采效果的重要手段。
分段压裂技术可将酸液分别注入各个段位，使其在目标地层内形成酸液作用导向孔隙和裂缝，从而增强砂岩酸化效果，提高开采效率。
三、案例分析以某油气田为例，在其水平井完井中应用了分段压裂技术，取得了显著的应用效果。
通过分段压裂技术，该油气田井筒的有效渗透面积得以大幅度增加，均匀覆盖整个储层。
水平井分段压裂技术总结_焊工个人技术总结
水平井分段压裂技术总结_焊工个人技术总结一、技术介绍水平井分段压裂技术是一种常用的增产措施，适用于油气田中水平井的开发。
该技术通过在水平井中多个段位上进行压裂，有效地扩大油层裂缝面积，提高油气田产能。
二、技术原理水平井分段压裂技术主要依靠密集水平井钻井技术和压裂技术。
通过钻井将水平井井眼定位于油气层上部，然后进行多段水平井建设。
接下来，利用射孔技术在每个水平井段上进行射孔，并注入压裂液体。
当压力超过岩石强度时，油层会产生裂缝，使原本不可渗透的岩石成为可渗透的储集层。
三、技术优势1. 提高产能：水平井分段压裂技术能够通过增加油层裂缝面积来提高储量和产能。
2. 作业效率高：由于一次完成多个段位的压裂，相比传统的垂直井，水平井分段压裂技术可以节约时间和成本。
3. 原油采集效果好：多段压裂可以提高原油采集率，并有效延长油井使用寿命。
四、技术挑战1. 合理的压裂液设计：每个水平井段所需的压裂液量和设计参数可能会有所不同，需要进行准确的设计和深入的分析。
2. 井段隔离：每个水平井段在压裂过程中需要实现良好的隔离，以免影响其他井段的操作效果。
3. 温度变化：水平井在不同深度会有温度的变化，需要对温度进行合理的考虑和控制，以确保压裂液体性能的稳定。
1. 工艺准备：在进行焊接之前，我先对管道进行清洗和处理，确保焊接的表面是干净和平整的。
我根据焊接需求准备所需材料和设备。
2. 焊接操作：我使用了TIG（氩弧焊）技术进行焊接。
我在管道接头上加上焊接胶水，并用钳子握住管道固定在焊接台上。
然后，我将电极从氩弧焊机上伸出，点亮氩弧，并将电极轻轻接近管道焊接处的金属面。
通过控制电极的运动和焊接参数，我确保焊接点的质量和稳定性。
3. 质量检查：在完成焊接后，我用放大镜对焊接点进行仔细检查。
我检查焊接点是否有气泡、裂纹或其他缺陷，并进行记录。
如果发现问题，我会及时修复或更换焊接点。
通过我的努力和技术，我保证了水平井管道的质量和稳定性，为水平井分段压裂技术的成功实施做出了贡献。
水平井分段压裂技术
水平井分段压裂技术
水平井分段压裂技术广泛运用于页岩气开采中。
水平井分段压裂利用封隔器或桥塞分隔各段，然后在水平井井筒内1 次压裂1 个井段，逐段压裂，在1 个井筒中压开多条裂缝。
它通常分为3个阶段: 即先将前置液(无支撑剂) 泵入储层，然后将含有一定浓度支撑剂( 通常为砂)的压裂液泵入储层，最后使用更高浓度的支撑剂压裂液进行压裂。
依此类推，相继泵入数量不定的压裂液到储层，同时泵入比之前浓度更高的支撑剂，直到达到要求。
通常还可以通过使用桥塞、封隔器以及连续管等工具辅助压裂。
利用水平井分段压裂技术可以增大水平井的导流能力，提高水平井产能。
水平井分段压裂技术总结_焊工个人技术总结
水平井分段压裂技术总结_焊工个人技术总结水平井分段压裂技术是一种用于增强油气井产能的方法，通过将井筒水平延伸到油层目标区域，并在水平井中设置多个分段进行压裂处理，以充分利用油气资源。
本文对水平井分段压裂技术进行总结，包括技术原理、操作流程、技术亮点和优势等方面。
水平井分段压裂技术的原理是通过水平井的建设和压裂处理，最大程度地增加油层与井筒的接触面积，提高井产效果。
通过对油藏的地质分析和仿真模拟，确定水平井的布置，选择良好的目标层段，设置多个分段进行压裂处理，形成高产能油气井。
水平井分段压裂技术的操作流程包括勘探与确定井位、井筒建设、分段布置、射孔与压裂处理等步骤。
井筒建设是关键环节，需要选择合适的钻井工艺和材料，确保井筒的强度和密封性。
分段布置需要根据油层的特征和产能分布，确定最佳的分段位置和间距。
射孔和压裂处理则需要选择合适的工具和技术，进行井壁封堵和压裂处理。
水平井分段压裂技术的技术亮点主要有以下几个方面：一是能够充分利用地下水平层段的资源，提高油气井的产能和采收率；二是通过对油层的精确预测和优化设计，减少试错成本和经济风险；三是采用先进的钻井和压裂技术，提高施工效率和施工质量；四是结合人工智能、物联网等技术，实现对井筒和油层的实时监测和优化控制。
水平井分段压裂技术相比传统的垂直井压裂，具有以下优势：一是增加了井壁与油层的接触面积，提高了产能和采收率；二是降低了井底压力和产能损失；三是减少了地面施工和环境影响；四是降低了生产成本和经济风险。
水平井分段压裂技术是一种有效的增强油气井产能的方法，通过合理的井筒建设和压裂处理，可以提高油气井的产能和采收率。
随着技术的不断创新和发展，水平井分段压裂技术有望在油气勘探开发中得到广泛应用。
水平井分段压裂.
技术参数 总长：2500mm 工作温度：130℃ 最大外径：φ88.9mm 上接头扣型：2 7/8〞UP TBG
最大工作压力：70MPa 最小内通径：φ62mm
3、裸眼封隔器
裸眼封隔器是实现地层封隔的关键工具，为达到裸眼封隔器下 得去、封得住的工艺要求，保证施工的成功率，采用高温、高压胶 筒，增大胶筒压缩比的扩张式裸眼封隔器。
外径：∅142mm； 座封压力：15MPa； 两端扣型：3 1/2 UP TBG。
6、低密度球
该低密度球具有耐压高，耐冲击，耐高温，以及密度轻 的特点，120℃的高温下承压可到70MPa。
水平井裸眼分段压裂技术工作原理
用钻杆送分段压裂完井管柱到预定位置，管柱下到设计井 深，开始进行泥浆顶替，顶替完泥浆后投入低密度球，待球落到 座封球座上后，打压16-18MPa，剪断座封球座上的销钉，使座封 球座自锁并实现自封，管柱内继续打压，剪断裸眼封隔器和悬挂 封隔器剪钉，使悬挂封隔器和裸眼封隔器开始座封，逐级提高压 力至20MPa，裸眼封隔器和悬挂封隔器涨封完毕，继续提高压力到 25MPa丢开悬挂器丢手，起出钻杆，下分段压裂施工管柱。完成分 段压裂回接后从井口打压打开压差滑套，压裂第一段，然后根据 设计需要依次投入相应尺寸的低密度球，待低密度球到达球座后 打开喷砂滑套，依次进行相应层段的压裂施工。
水平井裸眼分段压裂技术简介
水平井裸眼分段压裂完井技术是将完井管柱和压裂管柱合并 为一趟管柱一起下入，采用双向锚定悬挂封隔器悬挂扩张式裸 眼封隔器、投球式喷砂滑套、压差式开启滑套以及坐封球座等 工具下入井内，使用裸眼封隔器封隔水平段，实现压裂作业井 段横向选择性分段隔离，根据压裂段数进行分段压裂，可以实 现全井段完全压裂作业。通过对油气层进行选择性的改造，从 而实现提高单井产量的目的。压裂管串与完井管串为同一管串 ，一同下入，减少了施工成本，不进行固井及射孔作业，极大 的提高了完井作业时间，并且不进行固井作业避免了水平井固 井质量差的问题，因此水平井裸眼分段压力技术在施工周期、 施工费用及压裂改造效果有着其它水平井压裂改造技术无法比 拟的优势。
水平井裸眼分段压裂技术
水平井裸眼分段压裂技术作者：向德良贾保奎来源：《中国科技博览》2016年第09期[摘要]水平井分段压裂技术是目前应用最多的处理低压、低孔隙、低渗的油气藏的工艺技术。
对于水平井裸眼分段压裂技术来说，此项技术在国外应用最为广泛，国内水平与国外水平还有很大的差距。
采取水平井裸眼分段压裂技术能够最大面积的与油藏接触，压裂效果好等一系列优点。
水平井裸眼分段压裂技术工具都具有较高的设计制作工艺，对于精度和材质也有很高的要求。
在施工过程中，针对出现的各种问题加以探讨。
[关键词]水平井裸眼分段压裂技术裸眼封隔器压差滑套投球滑套中图分类号：TE257 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0354-01引言：本文首先介绍了目前国内外的水平井分段压裂技术现状和裸眼分段压裂技术的优点。
然后对于水平井裸眼分段压裂技术的工作原理做了一个较详细的阐述。
描述和解释了悬挂封隔器、裸眼封隔器、投球滑套、压差滑套工具的作用。
最后对施工中容易出现的问题进行探讨。
一、简介1.1水平井分段压裂技术国内外现状上世纪 90年代国外率先研发出来水平井分段压裂技术，例如哈里伯顿公司的水利喷砂分段压裂技术，固井滑套分段压裂系统，快钻桥塞分段压裂技术；斯伦贝谢公司的stageFRACTM系统；贝克休斯公司的frac point系统，裸眼封隔器滑套分段压裂计术。
随后在许多地区推广使用，该技术的核心工具被少数国外公司所垄断，我国由于起步较晚，对于水平井分段压裂核心技术与工具的自主研发还需更大的努力，目前国内的水平分段压裂技术有机械隔离分段压裂技术，套管分流压裂技术，双封隔器单卡压裂技术，限流分段压裂技术等。
对于水平井裸眼分段压裂技术来说，此项技术在国外应用最为广泛，国内水平与国外水平还有很大的差距，增强自主研究水平还需大量努力。
1.2裸眼分段压裂技术的优点当遇到低压、低孔隙、低渗的油气藏，一般的开发模式无法达到高效开发，针对这种情况，水平井分段压裂技术是最好的方法。
水平井多段压裂工艺技术
水平井多段压裂工艺技术中国石油**油田公司二〇一二年三月2012-3-231纲汇报提引言一、水平井压裂技术现状概况二、2012年**油田水平井主体压裂工艺技术及原理（一）水平井裸眼封隔器可开关滑套多段压裂系统（二）水平井滑套封隔器分簇射孔多段压裂系统（三）大型压裂安全施工技术三、2012年水平井部署及压裂方案要点2 2012-3-231、摘要水平井油气井水平段的压裂改造工艺技术是当前国内外油田和石油服务公司研究的热点之一，中石油面对已经进入“多井低产”局面的现实，计划规模实施水平井，探索通过水平井改变这种被动局面的技术途径，其中的重点工作就是加大水平井在低渗透油田开发的应用力度。
综合国内外的经验和做法，提高低渗透油田水平井开发效果的主导技术之一就是水平井段的储层改造。
因此，水平井储层改造技术研究是制约当前低渗透油田水平井高效开发的技术瓶颈，这里详细介绍了目前国内外水平井油气井分段压裂工艺技术现状。
2012-3-2332、技术背景储987654321（1）近年来中国石油新增储量70％以上属于低渗透，动用难度大，开发效益差n截至2009年底，中石油累计探明石油地质储量187.61亿吨，其中低渗透石油储量76.2亿吨，占40.6%n截至2009年底，中石油累计探明天然气地质储量5.24万亿方，其中低渗透天然气储量4.10万亿方，占78.3%n2007～2009年新增石油储量73%为低渗透，新增天然气储量83%为低渗透11111222220720082009中石油历年天然气新增探明储量变化情况）吨亿（量2012-3-234中石油历年新增原油探明储量变化情况引言2、技术背景（2）单井产量持续下降，多井低产形势严峻20000015000010000050000 4.5753534.2808473.9873093.7921003.6977103.3105356油井总井数总产量(万吨)单井产量(吨)11429032.81355742.71479552.55.04.54.03.53.02.52.0100000-5000019981049519991035920001033620011036220021039420031044620041058520051065320061075320071080720081.51.00.50.02009124752中国石油单井日产量变化图2012-3-235 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建.fineprint.引言2、技术背景（3）水平井分段压裂技术难点水平井分段压裂难点技术要求由于水平井特殊的井身结构导致各射开段间分隔困难，易造成事故；要求研究的井下工具必须安全可靠、可洗井防卡水平井压裂诊断评估手段应用受到限制；要求必须研究的新的测试评价设计方法及手段水平井压裂优化设计方法比直井更加复杂。
水平井裸眼选择性分段压裂完井技术及工具
况，将 869 m 裸眼水平段分隔成 4 个压裂段，为确 保压裂裂缝的准确定位和保持合理的裂缝间距，在 压裂滑套间设计 2 个裸眼封隔器，选择性压裂完 井 管串见图 1 ，设计参数见表 1 。
图1
选择性分段压裂完井管串结构图
1 —273. 05 mm 套管 × 401. 79 m; 2 —89 mm 油管 × 2 028 m ( 扣型 EUE) ; 3 —177. 8 mmP110 套管 × 2 603. 93 ～ 3 179. 78 m; 4— 73 mm 油 管 × 3 028 m ( 扣 型 EUE ) ; 5 — 177. 8 mm 水 力 锚 ( 3 021 m ) ; 6 — 悬 挂 器 ( 3 028 m ) ; 7 — 投 球 滑 套 3 ( 3 821 m ) ; 8 、 10 、 1 2 — 8 8 . 9 mmEUE 油 管 ; 9 — 投 球 滑 套 2 ( 4 0 8 5 m ) ; 1 1 — 投 球 滑 套 1 ( 4 2 4 5 m ) ; 1 3 — 压 差 滑 套 ( 4 5 5 3 m ) ; 14 — 坐 封 球 座 + 浮 鞋 ( 4 5 5 3 m ) ; 1 5 — 引 鞋 ( 4 6 2 0 m ) ; 1 6 ～ 2 1 — 封 隔 器 1 ～ 6 ; 2 2 — 管 鞋 ( 3 7 4 7 . 4 1 m ) 。
1
水平井裸眼选择性分段压裂完井工 艺优选
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、双卡上提多段压裂技术、分段 环空压裂技术、液体胶塞隔离分段压裂技术、机械 桥塞隔离分段压裂技术、套管内连续油管水力喷砂 压裂技术和裸眼分段压裂技术等
［2 － 3 ］
。
针对苏里格气田沙漠地区特性和储层地质情况以 及周围邻井开采状况，笔者综合考虑成本因素认为， 水平井裸眼选择性分段压裂技术相比其他完井技术更 具适应性，即利用 88. 9 mm 油管将完井和压裂管串 合并为一趟下入井中，不需要下套管固井、射孔等作 业，完井成本投入低，可避免储层 2 次伤害且建井周 期短。根据录井、定 向 井 及 电 测 资料，可采用 多 组 裸眼封隔器对储层进行选择性多级分隔，油井完善
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第五步：投球转层，进行第二段压裂； 第六步：…………………………； 第七步：压裂施工完成，合层排液、求产。
（二）裸眼封隔器分段压裂工艺
2、裸眼封隔器分段压裂工序
施工工序比较
裸眼封隔器完井
下套管固井射孔完井
时间(天)
工作项目
时间(天)
工作项目
1
刮管通井
1
钻头通井
1
钻头通井
1
扶正器通井
1
单磨鞋通井
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ下套管
一、水平井压裂完井特点 二、水平井压裂裂缝延伸机理 三、水平井裸眼封隔器压裂工艺及设计方法 四、水平井裸眼封隔器压裂配套工具 五、水平井裸眼封隔器压裂应用实例
（一）水平井完井特点
1、水平井的优点
• 产层暴露多 • 导流能力高 • 与天然裂缝接触的几率高 • 渗流特征以线性流为主，降低水锥
（一）水平井完井特点
裸眼井分段压裂完井管柱系列
①套管9 5/8″，裸眼8 1/2″－8 3/4″
分段完井工具 标准管柱系列
②套管7″， 裸眼57/8″－6 1/2″ ③套管5 1/2″，裸眼4 1/2″－4 3/4″
④套管4 1/2″，裸眼3 7/8″－4 1/4″
分段数：最高 12段（2-7/8 ”油管压裂） 16段（ 3-1/2 ”油管压裂） 24段（ 4-1/2 ”油管压裂）
Pbh
pbh = ∆pperf + ∆pnw + pnet + σhmin
NWPL Shut-in Pressure
Pump rate Time
（三）裸眼封隔器分段压裂设计方法
5、近井筒裂缝复杂性诊断技术
诊断技术——阶梯降排量法
Pbh
∆p
孔眼摩阻
∆p3 ∆p2 ∆Q3 ∆p1 ∆Q2 ∆Q1
t
∆p3 ∆p2 ∆p1
0
Kv/Kh=1, b/h=0.5 Kv/Kh=0.1, b/h=0.5 Kv/Kh=0.1, b/h=0.1 Kv/Kh=0.01, b/h=0.5 Kv/Kh=0.01, b/h=0.1
1000
2000 裂 缝 长 度(ft)
3000
4000
（一）水平井完井特点
——储层厚度敏感性分析 实例分析: Kv/Kh = 0.1, re = 3000 ft,
化学隔离技术
化学暂堵胶塞分段压裂技术
水力喷射压裂技术
不动管柱分段水力喷射压裂技术 连续油管分段水力喷射压裂技术
机械封隔分段压裂技术
机械桥塞分段压裂技术 双封隔器单卡分段压裂技术
多级封隔器分段压裂技术 裸眼封隔器分段压裂技术
（二）裸眼封隔器分段压裂工艺
1、裸眼封隔器压裂工艺
裸眼封隔器水平井分段改造技术，工具一次性入井实现水平井选择性 分段隔离、分段改造。
（一）裸眼封隔器分段压裂工具组成
裸眼封隔器分段压裂系统工具
主要工具是悬挂封隔器、裸眼封隔器、 投球滑套、定压滑套。
裸眼封隔器主要工具系列示意图
（一）裸眼封隔器分段压裂工具组成
1、裸眼封隔器
密封胶筒
坐封机构
平衡机构
裸眼封隔器主要工具系列示意图
（一）裸眼封隔器分段压裂工具组成
2、悬挂封隔器
丢手机构
（一）裸眼封隔器分段压裂工具组成
6、捕球器
捕球器连接于放喷管线上，用于放喷排液中拦截返出的低密球。
捕球器
地面捕球器流程
一、水平井压裂完井特点 二、水平井压裂裂缝延伸机理 三、水平井裸眼封隔器压裂工艺及设计方法 四、水平井裸眼封隔器压裂配套工具 五、水平井裸眼封隔器压裂应用实例
（一）压裂优化设计
6、水平井压裂裂缝形态适用条件
多段横交裂缝 更适合低渗透储层 多段顺延裂缝 中等及高渗透储层 两相流存在储层 储层较深，裂缝复杂性常导致施工失败
一、水平井压裂完井特点 二、水平井压裂裂缝延伸机理 三、水平井裸眼封隔器压裂工艺及设计方法 四、水平井裸眼封隔器压裂配套工具 五、水平井裸眼封隔器压裂应用实例
1、设计主要步骤
计划 – 钻井之前 应力分析 完井方式选择 通过NPV优选完井方式及压裂参数 压裂施工参数优化设计
（三）裸眼封隔器分段压裂设计方法
2、区域应力方向分析
断层分布: 压裂缝一般平行于构造断层（正断层） 岩心实验分析: 塑性应变恢复法（ASR） 或差应变法（DSCA） 井筒破裂 FMI 成像 声波测井 地面测斜仪 微地震
（一）水平井裂缝延伸控制因素
地应力方向和大小与裂缝形态关系密切，控制着压裂裂缝延伸方向 和裂缝尺寸。
（二）水平井压裂裂缝复杂性原因
井筒与起裂裂缝不在同一个平面 复杂性包括:
弯曲及粗糙裂缝面 多裂缝 裂缝起裂“微环”效应 裂缝与射孔不充分沟通 具备高应力下裂缝宽度
（二）水平井压裂裂缝复杂性原因
扇页装的多缝形态
2、渗流特点
远井区域是线性流特征(等效于长的裂缝系统) 近井区域属于沿着裂缝长度的径向流
（一）水平井完井特点
——垂向渗透率敏感性及水平段位置分析 实例1: h = 50 ft, re = 3000 ft, rw = 0.3 ft
PIh/PIv
生产指数比值- Kv/Kh and b的关系
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
生产指数比值- 储层厚度关系
rw = 0.3 ft,
b/h = 0.5
PIh/PIv
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
0
h = 10 f t h = 20 f t h = 50 f t h = 100 f t h = 200 f t
1000
2000 水 平 井 段长度(ft)
3000
4000
（一）水平井完井特点
（一）水平井分段压裂工艺
2、水平井分段压裂工艺选择考虑因素
地层伤害（固井等） 裂缝长度、压裂级数 裂缝间距及起裂点 裂缝复杂性、多缝因素等 泵注程序、裂缝曝露面积、过量顶替 工具安装 配套工艺及工具（钻塞、开关滑套） 修井工作 费用
（一）水平井分段压裂工艺
3、工艺分类
目前国内外发展的水平井分段压裂工艺技术主要形成以下3类：
（二）裸眼封隔器分段压裂工艺
2、裸眼封隔器分段压裂工序
施工准备 第一步：刮管器刮套管； 第二步：通井规通套管； 第三步：钻头+钻杆通水平段；
主要施工工序 第一步：用钻杆下入分段完井工具； 第二步：投球座封、丢手、起钻杆； 第三步：下入油管+回接插头，回接； 第四步：打开压差滑套，进行第一段压裂；
第四步：钻头+单磨鞋通水平段； 第五步：钻头+双磨鞋通水平段。
技术特点
实现了裸眼水平井分段完井、分段改造工艺 采用尾管悬挂器+裸眼封隔器+投球滑套系统实现水 平井选择性的分段、隔离 工具一次入井实现水平段压裂、酸化作业，减少作业 时间，缩短钻机/修井机使用时间 不固井、射孔；增加投资回报率
裸眼封隔器井下工具管串示意图
（二）裸眼封隔器分段压裂工艺
1、裸眼封隔器压裂工艺
1、基本情况
裸眼段测深MD： 2099.21 – 3150 m
裸眼段垂深TVD： 1772.62 – 1813.26 m
裸眼井段长度： 1050.79 m
井眼直径：
8.5”
井底压裂：
18MPa
井底温度：
60°C
平均孔隙度：
7.5 – 13.8 %
平均渗透率：
0.02 – 0.73 md
平均含气饱和度： 22.5 – 54.3 %
3、利于水平井开发要素
天然裂缝发育 具有较好的垂向渗透性 薄储层 多个断块储层 海上油气田 降低气水锥进 降低除砂 稠油的开发
（一）水平井完井特点
4、常见的水平井完井方式
——裸眼, 割缝衬管, 筛管
优点: 低费用 完全暴露储层
缺点: 可能无法解除钻井伤害 无法控制生产剖面（产气/产水） 增产及修井困难 水平段贡献不均匀
（三）裸眼封隔器分段压裂设计方法
NPV (MM$)
3、NPV分析方法
不同裂缝长度下分析 给定裂缝长度下优化裂缝条数
30
50
Length (m) 70
90 2
16 14 12 10 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10 8 7 6 5 4
3 Number of Proppant Fractures
~ 10 m
Csg: 9 5/8“, VM90-NCS
kh=0.02 – 0.73 md •= 7.5 - 13.8%
Sg：22.5 – 54.3%
回接筒
上卡瓦
密封机构
下卡瓦
裸眼封隔器主要工具系列示意图
（一）裸眼封隔器分段压裂工具组成
3、定压滑套
裸眼封隔器主要工具系列示意图
（一）裸眼封隔器分段压裂工具组成
4、投球滑套
裸眼封隔器主要工具系列示意图
（一）裸眼封隔器分段压裂工具组成
5、低密度球
低密度球
采用低密度材料，密度2.0-4.0之间，便于水平段入座和投产后反排。 球体耐高温（≥120℃）、抗压强度高（≥ 60MPa），性能稳定。
相同起裂点的枝状多缝形态
（二）水平井压裂裂缝复杂性原因
• 当射孔方向与裂缝面偏离形成的微环 (> 30°)
W Wa
Wa
=
W2 4D
fracture
一、水平井压裂完井特点 二、水平井压裂裂缝延伸机理 三、水平井裸眼封隔器压裂工艺及设计方法 四、水平井裸眼封隔器压裂配套工具 五、水平井裸眼封隔器压裂应用实例
（二）水平井压裂完井特点
5、水平井压裂适用条件
低渗透油气藏，需要直井压裂开发 层状地层，差 Kv 低渗透储层，应力隔层差 (直井压裂中无法造长缝) 具水层较近(有限裂缝长度) 水平段获得均匀产气能力 ——不利于在以下地层 高渗透储层具有好的Kv 天然裂缝发育 高渗透储层水体发育、没有隔层