水平井多级压裂现场实践
03-非常规油气水平井多级分段压裂完井技
非常规油气水平井多级分段压裂完井技术胜利油田分公司采油工艺研究院2012年1月非常规油气水平井多级分段压裂完井技术编写：张全胜张峰左家强李玉宝王磊吕玮张燎源张建初审：李爱山郝金克审核：张全胜胜利油田分公司采油工艺研究院2012年1月一、国内外技术现状及油田发展形势1、国外非常规油气技术迅猛发展近年来，国外以美国页岩油气为代表的非常规油气勘探开发飞速发展，并逐步形成了非常规油气水平井勘探、钻井、完井、压裂、裂缝监测等系列配套技术，建立了较为完善的勘探开发理念。
在技术不断配套完善的同时，也形成了甜点勘探、优快钻井、压裂完井一体化、体积压裂、“井工厂”管理模式等成熟的勘探开发理念。
美国已钻页岩油气水平井数量达50000多口，水平井多级分段压裂完井技术已日趋成熟，2011年美国共完钻非常规油气水平井8500多口，水平井占非常规油气产量的90%以上，80%以上为“井工厂”模式。
页岩气产量为1800亿立方米，占美国天然气总产量的34%。
国外非常规油气水平井多级分段压裂完井技术主要形成了水平井裸眼封隔器分段压裂完井和泵送桥塞射孔分段压裂联作两大主导技术，以两大主导技术的突破为核心，配套形成了优化设计、裂缝监测、设备配套等技术系列，提供了有力支撑。
创下分段最多90级，水平段段长最长4900m，单段最大加砂量450m3，单段最大液2550m3，80%以上的井为“井工厂”模式。
2、国内非常规油气勘探开发迈出实质性步伐近年来，国内中石油、中石化、中海油等石油公司在非常规油气勘探开发领域都已经迈出实质性步伐，技术以引进为主，同时开展了自主研究，正迅速追赶国际先进水平。
截至2011年底，中国石油共在低渗透油气藏完成水平井分段压裂1133口井4722段，相当于少打直井3000口，减少占地超万亩。
当年完钻1000口水平井，500口井实现了2200段有效压裂，提高原油产量37×104t，天然气35×108m3。
水平井段内多裂缝压裂技术研究与应用
水平井段内多裂缝压裂技术研究与应用申贝贝;何青;张永春;李雷;刘威【摘要】针对大牛地气田致密低渗地层特征,在总结水平井压裂工艺应用情况及其优缺点的基础上,开展了水平井段内多裂缝压裂新工艺的研究,特别是对水平井段内多裂缝压裂使用高强度水溶性哲堵剂的控制工艺原理以及段内裂缝的干扰进行了分析.并对DPT-8和DPH-60两口水平井实施了段内多缝压裂技术的现场应用试验.试验结果表明,该技术利用暂堵剂能依次封堵先期压裂形成的裂缝,使其不断蹩压而在段内发生多次起裂并延伸,形成多条新的裂缝,从而有效地增加改造体积,扩大泄油气面积或范围,进而提高压裂改造程度和油气增产效果.并能节约封隔器和压差滑套,降低施工作业成本,为大牛地气田致密低渗储层的改造探索出了新的技术途径.【期刊名称】《天然气勘探与开发》【年(卷),期】2014(037)001【总页数】4页(P64-67)【关键词】致密低渗储层;水平井压裂;段内多裂缝压裂;大牛地气田【作者】申贝贝;何青;张永春;李雷;刘威【作者单位】中国石化华北分公司工程技术研究院;中国石化华北分公司工程技术研究院;中国石化华北分公司工程技术研究院;中国石化华北分公司工程技术研究院;中国石化华北分公司工程技术研究院【正文语种】中文大牛地气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部东段，主要含气层位为上古生界下石盒子组、山西组和太原组。
自从1999年首钻大探1井试获工业气流后，经过多年的勘探开发与研究，取得了丰硕的成果。
目前，上古生界砂岩储层的开发已经逐渐走向规模化、工业化的开发阶段。
常规的直井开发在大牛地致密低渗储层中开发难度大，建产率低。
为了扩大井筒泄气面积，提高单井控制储量和产能，并借鉴前期气田开发的探索实践，华北分公司工程技术研究院通过转变理念、优化设计、完善管理，不断完善工程工艺措施，逐渐形成了满足大牛地气田致密低渗储层有效开发的工程工艺技术措施。
目前，大牛地气田主要以水平井开发为主，并已经建成国内第一个全部采用水平井开发的10×108m3产能气田。
水平井多级压裂现场实践
配套工具
（1）投球装置 （2）封隔悬挂器 （3）裸眼封隔器 （4）投球滑套 （5）压差滑套 （6）井下隔离阀 （7）低密度球 （8）捕球器
封隔悬挂器
裸眼封隔器
投球滑套
压差滑套 井下隔离阀
2 水平井分段压裂工艺技术
施工情况及效果—建密HF-1
施
➢施工供液准备： 采用压裂罐供液设施，保障施工用液供应顺畅。
建密HF-1井6段大规模压裂施工后，于2012年2月20日开始采用油管
控制压力和排量防喷排液，截止2012年2月28日油管控制放喷，油压
压 后
5.7～6.2MPa，累计排液量1138.6m3（返排率69.6%），出口点火可
效
燃，焰高7～8m，初步测试获4～7万m3高产工业气流。目前油管控
果
制针阀生产，油压4.5MPa，日产气19286m3/d，日产液103.31m3，截
4 认识及建议
1
水平井技术是提高低渗储层产量和采收率的重要技术手 段，通过提高了水平井增产改造的适应性和效果，扩大
了水平井技术在江汉油田的应用
泵送桥塞射孔压裂联作压裂技术与裸眼封隔器分段压裂技
术各有优缺点，其中：前者工具下入风险较低，出现砂堵
好处理，但施工周期较长，施工成本高；后者施工连续，
2
中途不用停泵，施工成本相对较低，但工具下入风险较高，
采用配置浓缩压裂液，再连续混配的方式
2 水平井分段压裂工艺技术
➢9月12日晚，钻杆传输完成第一级射孔；
现
➢9月13日进行压裂车试压及施工前小型压裂测试；
场 施
➢9月14日上午完成第一级压裂施工；下电缆桥塞及射孔枪：
工
泵送桥塞及射孔枪、坐封桥塞、桥塞丢手、拖动三簇射孔、
易钻桥塞射孔联作技术在水平井分段压裂中的实践_任勇
四川盆地中部侏罗系沙溪庙组储层是原油勘探 开发的重要区域，其储层主要为粉、细—中砂岩，孔
92
石油钻采工艺 2013 年 3 月（第 35 卷）第２期
图 1 易钻式桥塞及射孔工具串组合
3.2 坐封桥塞并丢手
桥塞下到坐封位置后根据套管短节进行校深，
确定深度无误后点火坐封桥塞。点火成功后，电缆
张力会有 1 kN 左右的变化，井口监控人员可明显感
觉电缆有震动，说明桥塞已坐封并丢手，点火 3 min 后可上提电缆。G16H 井共计坐封 9 个桥塞，全部一
Abstract: the industrial oil-gas flow can not be obtained by conventional stimulation treatment in Shaximiao Group Jurassic System since the characteristic of low porosity and low permeability. The clustering perforation and sand fracturing of cable drillable bridge plug combination test was first implemented in Well G16H. The plug is downloading through the 8mm cable and pumping through the fracturing truck in horizontal stage. Electrical signals are sent for setting from ground when the plug at the predetermined position, and then the plug and perforating gun releasing to conduct multiple clusters of perforating with the perforating gun up in succession. Every stage has 3-4 perforations, plug setting, perforation and sand fracturing can be completed in 12 h at the soonest. There are ten stages in Well G16H, The coiled tubing of 50.8 mm is successfully drilling and grinding Ø 114.3 mm casing with 9 plugs after fracturing, and the average time consuming of single bridge plug is only about 60 min. 24.7 t/d industrial oil-gas flow is obtained after the discharge test in this well. The successful implementation of drillable bridge plug clustering perforation and sand fracturing in this horizontal well preliminarily explores a suit of effective reservoir reconstruction technology which is specific for this low porosity and low permeability block, and accumulates precious field experience for further efficient development of reservoir stratum in Shaximiao Group Jurassic System.
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。
非常规油气水平井多级分段压裂完井技术
视频
（四）水平井套管固井预置滑套分段压裂技术 关键工具－预制滑套
压裂滑套采用固井的方式进行分隔 压裂滑套采用专用的开关工具进行打开和关闭 压裂滑套内壁采用特殊涂层，有效防止固井泥浆粘留。
（四）水平井套管固井预置滑套分段压裂技术 关键工具－开关工具
开关工具通过内管大打压的方式胀开开关爪 达到一定拉力可以脱开 随连续油管下入更快捷
1.9
2.025 2.15 2.275 2.4 2.525 2.65 2.775 2.9 3.025 3.15 3.275 3.4 3.525 3.65 3.775
（一）水平井裸眼封隔器投球滑套分段压裂技术 压差式滑套
压差滑套是第一段的压裂通道，采用油管直接打压的方式打开
（一）水平井裸眼封隔器投球滑套分段压裂技术 井筒隔离阀、底部循环阀
全国天然气总产量的 1/4 以上。专家预测， 2015 年 全 国 致 密 气 产 量有望达到 500 亿立方
米。
（二）国内非常规油气发展情况 中石油非常规发展
共完成水平井分段压裂1133口井，4722段 平均单井产量是直井的 3.9 倍，增油 520 万吨， 增气145亿立方米，相当于开发一个中型油气田 自主技术应用比例达到87%以上 2011年完钻1000口水平井，500口井实现了2200 段有效压裂
平 衡 阀
丢 手 球 座
机 械 定 位 器
喷 枪 丢 手 引 导 头
（五）水平井连续油管拖动封隔器套管分段压裂技术
相关设备－压裂车组
2000型泵车8台-压裂车组
2000型泵车2台-喷砂射孔
700型泵车2套-下入循环 混砂车1部-喷砂射孔
（五）水平井连续油管拖动封隔器套管分段压裂技术 相关设备－连续油管
多段压裂水平井试井分析及应用研究
２１ 年第２ 期 ０１ ０
ｍｌ １ １ ＿ ． ６Ｘ ０ ｇ １ ｇ
李 博 多 压裂 平 试 分 及 研究 弘 等 段 水 井 井 析 应用
１５ ２
则 裂 缝导 流 能力 为 ：
ｋｆ ＝ １ ６Ｘ ０ ｇ ｗｔ ．１ １ ‘ ｇ
当裂 缝 的导 流 能力 大 于 １ ０时 ， 线 性 流 流 动 ０ 双 段 时 间很 短 。 （） ３ 地层 线 性 流 ： 地 层 线 性 流 阶段 ， 量 纲 压 在 无
ｋ ＝１ １ Ｘ １ ＝ ． ６ ＝ ０ｇ ｇ
（ ） 统拟 径 向流 ： ４系 多裂 缝 系统 产 生的 压力波 及
范 围近 似 为 圆形 ， 多裂 缝 系统产 生拟 径 向流 动态 ， 出 现压 力 导数 ０ ５ 特 征 。 由于拟 径 向流 动段 探 测 的 ．线 是 整个 水 平 井 段 以 外 的流 体 流 动 ， 因此 通过 拟 径 向 流段 的半 对数 直线 斜 率可 以求 取地 层 渗透率 。 ３ 多 段 压裂 水平 井试 井 分析 的难 点 压裂水平井模型复杂 ， 考虑参数较多 ， 这给试井 分 析 带来 了很 多 困难 。 缝条 数 的不 同 ， 裂 裂缝 间距 的 不 同 、 眼在 地层 中的位 置不 同、 井 裂缝 性质 甚至 裂缝 间距是否相等均可以影响到测试 曲线的形态。由于
关键 词 ： 裂水平 井 ； 裂缝 ； 井分 析 ； 用研 究 压 多 试 应 中图 分类 号 ： ３ ３ ＴＥ ５ 文献 标识 码 ： Ａ 文 章编 号 ：Ｏ ６ ７８ （０ １２ —Ｏ ２一 Ｏ １０— ９ １２ １）Ｏ １４ ３
自８ 年代中后期开始 ， ０ 水平井技术得到 了迅猛 地 发 展 ， 着生 产 的 进行 将 压 裂 技术 应 用 到水 平 井 随 中便形 成 了压裂 水平 井 技术 。水平 井 技术 已成 为胜 利 油 田持 续有效 发 展 的重要 支撑 技术 。针 对低 渗透 油 藏 层 多 ， 薄 ， 平 井单 打 一 等 问题 ， 层 水 已初 步 实现 了水平 井 分段 压裂 技术 。 平井 分段 压裂 ， 以纵 向 水 可 上 压穿 多 套储 层 ， 多段 压裂 相 当于多 口直 井 ， 幅度 大 提 高控 制 储量 。 １ 多 段 压裂 水平 井试 井模 型 多段 压 裂 水平 井 试 井 物理 模 型 假设 一 般 ［ １ 】 ０ 卜［］ 为水 平 井 穿过 多 条 相 互 独立 的平 行裂 缝 ， 平 井筒 水 内的流 动为 无限 导流 ， 裂缝 内的流动 为有 限导 流 （ 或 无 限导 流 ）裂 缝 内压 降认 为仅 产生 在裂缝 与 井 的交 ； 汇 处 ， 用 表 皮 效 应 表 征 ； 平 井 的 上下 边 界 封 闭 ， 并 水 外边 界 为无 限大 ； 平井仅 在 裂缝 处射 孔 ， 藏为 均 水 油 质 且 各 向 同性 ， 动 为 二 维 流 动 ； 筒 总 的流 量 一 流 井 定， 但各 条缝 的流量 不等 ， 流体 为微 可 压缩流 体 。当
非常规油气藏水平井多段压裂技术分析
非常规油气藏水平井多段压裂技术分析摘要：非常规油气藏具有比较低的产量，并且渗透率也比较低，所以在进行勘探和开采时，会面临着一定的难度。
要求有专门的技术。
水平井分段压裂技术是非常规油气藏开采的关键技术，为非常规储层的勘探、开发工作，提供了有力的保障。
中国某油田在研制高温、低损害水平井压裂液的同时，对其进行了优化设计，并引入了多层压裂完井体系。
如：该油田在压裂一口水平段为1300米的水平井时，在第11段采用了耐高温新型的压裂液，水平井的压裂施工不仅要选用性能好的压裂液和支撑剂体系，并且要采取科学合理的措施进行设计和施工，这样才能够实现非常规油气藏勘探、开发技术的突破。
关键词：非常规油气藏；水平井；多段压裂技术；页岩油引言我国的非常规油气资源十分丰富，以砂岩洞型为主，一般埋藏深度在3800米以下，孔隙度为6%~15%，渗透率为0.1~5×10~3微米。
在非常规长井段，需要压裂多条裂缝，以形成油气渗流通道，而油藏和完井的地质特征决定了压裂技术的要求，因此，如何合理选择各个压裂段、段间距以及簇间距是确保水平井改造效果的关键。
1压裂液体系、支撑剂体系评价优选1.1压裂液研制针对页岩储层物性差，地层温度高，泥质含量高的特点，对其进行了优化。
通过室内试验，对压裂液的主剂、添加剂的浓度进行了优化，得到了压裂液的配方。
室内试验结果表明，压裂液的耐温范围为90~160℃，破胶后残余物浓度不超过300mg/L；在相应温度下，在170s-1的条件下，剪切2小时后的剪切粘度为149.8-314.5mPa.S；破胶的水化液粘度为2.07-3.42mPa.s；结果表明，该压裂液体系具有良好的油藏配伍性，能够满足水平井多段压裂的要求。
1.2支撑剂评价优选通过数值模拟计算，发现水力裂纹的极限宽度在5.40毫米以上。
使用Φ425~850微米的支撑剂存在一定的危险性；在裂缝最大宽度为3.78mm的情况下，采用直径为300~600微米的支撑剂，可以有效地减少砂堵的危险。
水平井分段增产改造的认识与实践
西柳10平1井、10平3井投产曲线
西柳 10 断块 2004 、 2005 年共完钻新井 28 口，有 23 口井在 Es3油组 试油，日产油5.40~29.0t/d。 为了进一步提高开采效果，在西柳 10断块完钻了西柳 10平 1井、 西柳 10平 3井，投产后没有达到预期的产量，提出了压裂增产的要求。
11
（2）裂缝长度优化
随着裂缝长度(Lf)的增加，压裂水平井的日产量逐渐增加，随着裂
缝长度进一步增加，产量增幅变小，优化裂缝长度为120m左右。
12
（3）裂缝导流能力优化
随着裂缝导流能力 ( Df )的增加，压裂水平井日产量增加。但是随
着裂缝导流能力的进一步增加，产量增幅逐渐变小，这与裂缝长度对产
COSTW
（4）水平井压裂多参数优化模型
max NPV s.t. ( ) P
max
xy
Pxy —施工限压
优化模型采用逐步线性最小二乘法求解。
9
2.2 影响压裂水平井产量的因素分析 基本参数：
水平段长度：400m，井筒半径为0.12m； 油藏厚度：12m，渗透率：0.0075D，孔隙度：10%；
n q B xfin xfkj 2 yfin yfkj 2 fkj Ei 4t k 1 j 1 4 πKh 2 2 n q B fkj Ei xfin xfkj yfin yfkj 4 t j 1 4 πKh
3
经济评价、
15 25 35 45 55 65 裂缝导流能力（μ m2·cm）
2.5
裂缝长度优选
裂缝长度组合优选
致密火山岩储层水平井压裂参数优化与现场试验
石油地质与工程2021年3月PETROLEUM GEOLOGY AND ENGINEERING 第35卷第2期文章编号：1673–8217（2021）02–0098–05致密火山岩储层水平井压裂参数优化与现场试验尚立涛1，刘宇2，张杨1，齐士龙2，乔岩1，李存荣2（1．中国石油集团工程技术研究院有限公司，北京102206；2．中国石油大庆油田有限责任公司，黑龙江大庆163453）摘要：致密火山岩储层天然裂缝发育差，低孔、低渗、致密、非均质性强，需要应用水平井大规模分段压裂工艺实现有效开发。
随着储层物性变差，可缩小压裂裂缝间距保持单井产量；为明确最优改造裂缝间距与施工规模，基于储层孔渗特征、相渗特征、流动特征的认识以及不同裂缝间距压裂产生的干扰，确定致密火山岩储层最优改造裂缝间距。
应用压裂后分段产气监测，认识分段产量与改造规模关系，明确致密火山岩储层最优改造规模，有效指导压裂方案优化，提高设计针对性与开发效益。
关键词：大庆油田；致密火山岩；水平井压裂；裂缝间距；产量监测；压裂规模优化中图分类号：TE357 文献标识码：AFracturing parameter optimization and field test of horizontal wells in tight volcanic reservoirs SHANG Litao1, LIU Yu2, ZHANG Yang1, QI Shilong2, QIAO Yan1, LI Cunrong2(1. Engineering Technology Research Institute Co., Ltd., China National Petroleum Corporation, Beijing 102206, China; 2. DaqingOilfield Co., Ltd., PetroChina, Daqing, Heilongjiang 163453, China)Abstract: The tight volcanic reservoir is characterized by poor development of natural fractures, low porosity, low permeability, compactness and strong heterogeneity, which requires the application of large-scale staged horizontal well fracturing technology to achieve effective development. With the deterioration of reservoir physical properties, the fracturing fracture spacing can be reduced to maintain single well production; in order to determine the optimal fracture spacing and construction scale, based on the understanding of reservoir porosity and permeability characteristics, relative permeability characteristics and flow characteristics, and the interference caused by fracturing with different fracture spacing, the optimal fracture spacing of tight volcanic reservoir is determined. Through the application of staged gas production monitoring after fracturing, the relationship between staged production and reconstruction scale is understood, and the optimal reconstruction scale of tight volcanic reservoir is determined, which can effectively guide the optimization of fracturing scheme and improve the efficiency and benefit of the design and development.Key words:Daqing Oilfield；tight volcanic rock; horizontal well fracturing; fracture spacing; production monitoring; fracturing scale optimization致密油气储层可应用缝控压裂技术提高单井产量[1]，通过人工裂缝参数的优化来实现井控单元内储量的最大动用。
水平井压裂过程中多簇裂缝促均衡延伸的方法及应用与流程
水平井压裂过程中多簇裂缝促均衡延伸的方法及应用与流程水平井压裂是一种生产增油技术，利用水、沙、压力等手段，将含油层进行人为破坏，从而增加油气产出。
在水平井压裂过程中，多簇裂缝促均衡延伸的方法是针对裂缝扩展不均衡的一种技术手段。
本文将介绍该方法的应用和流程。
一、多簇裂缝促均衡延伸的原理在水平井压裂过程中，为了提高含油层压缩和弯曲的能力，并避免断裂和破坏，通常会对含油层进行压力增强。
但是，这种压力增强很容易导致裂缝扩展不均衡，即只在某些位置上出现了裂缝，而在其他位置没有。
在这种情况下，石油开采的效率将显著降低。
因此，需要一种方法来解决这个问题。
多簇裂缝促均衡延伸的方法是在含油层中增加更多的缝隙，通过填充和破坏裂缝来使压力分布更均匀。
在实践中，可以利用砂浆注入技术和棉麻线注入技术等手段，将缝隙注入到含油层中。
这些缝隙将逐渐通过破坏和扩展，从而使压力均匀分布，帮助裂缝均衡延伸。
二、多簇裂缝促均衡延伸的应用多簇裂缝促均衡延伸的方法已经得到了广泛应用，特别是在水平井压裂方面。
通过对多簇裂缝促均衡延伸的优化和改进，可以提高水平井压裂的效率和生产量。
以下是该方法的应用场景：1. 压力分布不均匀的地区：当含油层压力分布不均匀时，可以使用多簇裂缝促均衡延伸的方法来促进裂缝的扩散和压力分布的均匀化。
2. 裂缝扩展有限的地区：当含油层的裂缝扩展有限时（例如，含油层具有高岩石扭曲和断裂率），可以使用多簇裂缝促均衡延伸的方法来促进裂缝的扩散，从而实现高效的生产。
3. 压力损失的地区：当含油层的压力损失较大时，可以使用多簇裂缝促均衡延伸的方法来提高含油层的压缩和弯曲能力。
三、多簇裂缝促均衡延伸的流程多簇裂缝促均衡延伸的过程可以分为以下几个步骤：1. 研究含油层的特征：在开始多簇裂缝促均衡延伸之前，需要对含油层的特征进行全面研究。
这包括含油层的压缩和弯曲能力、裂缝的分布和扩散情况、含油层的物理和化学特性等。
2. 裂缝修复：在注入砂浆或其他材料之前，需要对含油层中的裂缝进行修复。
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2012-3-23二O—二年三月引言一、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（=）大型压裂安全施工技术2012-3-232012-3-23三、 2012年水平井部署及压裂方案要点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汕 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汕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。
2、技术背景(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mo MI ara mz MI NOS ara sor xoc 可8中石油历年斷増康油探明变化fit况中石油历年天然气新増探明储量变化情况2.技术背景（2）单井产量持续下降，多井低产形势严峻中国石油单井日产量变化图PDF 文件便用"pdfFactory Pro"试用版本创建www. fineprint, cn水平井分段压裂难点由于水平井特殊的井身结构导致各I 「 射开段间分隔困难，易造成事故；水平井压裂优化设计方法比直井更要求 必须研究适合水平井的压 加复杂。
水平井固井预置滑套多级分段压裂完井技术
摘 要 ：针对 胜利 油 田薄互层低 渗透 等致 密砂 岩 油藏 及 页岩 油 气 的地 质特 点 和 非常 规压 裂 改造
的需要 ，研 发 了水平 井套管 固井预 置滑套 多级分 段压 裂完 井技术 。该技 术具 有压裂 级数 不受 限制 、 管柱保 持统 一通径 可满足 大排 量 、大规模 网缝压 裂 的需要 ，后 期 可选 择 性开 关 滑套 实 现 生产 控制
石 油
机
械
Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ａ Ｐ Ｅ Ｔ Ｒ Ｏ Ｌ Ｅ Ｕ Ｍ Ｍ Ａ Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ｅ Ｒ Ｙ
２ ０ １ ３年
第４ ｌ 巷
第１ １ 期
油气 田开 发 工 程
水 平 井 固 井 预 置 滑 套 多 级 分 段 压 裂 完 井 技 术
吕 玮 张 建 董 建 国 伊 西 峰 刘 永 顺
ｐ ｌ ｅ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｗｉ ｔ ｈ ｃ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｈ ｏ ｉｚ ｒ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ ｗｅ ｌ ｌ ｓ ｗａ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ａ ｎｄ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ． Ｔ ｈｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ －
ｎ ｅ ｅ ｄ ｓ ｏ ｆ ｕ ｎ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｒａ ｆ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ｌ ｉ Ｏ ｉ ｌ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ， ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｔ ｓ ｌ ｉ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｌ ｅ ｅ ｖ ｅ ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｔ ａ ｇ ｅ ｒａ ｆ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ—
水力泵送桥塞分段压裂技术的特点及现场应用
水力泵送桥塞分段压裂技术的特点及现场应用摘要：随着长庆油田水平井开发数量的增加，常规分段压裂技术已不能满足水平井施工的需要，而水力泵送桥塞分段压裂技术具有施工排量大、分段压裂级数不受限制、压裂周期短的优点，在水平井体积压裂方面得到了广泛的应用。
该技术采用射孔和桥塞带压联作，通过压裂泵车送入预定位置进行坐封桥塞射孔，提高了体积压裂的效率。
本文将对水力泵送桥塞压裂设备与工艺流程、工艺特点、工艺优化及在现场的实际应用情况作详细的阐述。
关键词：水平井，泵送桥塞，体积压裂，射孔前言根据长庆油田油气开发的经验，每口井的射孔压裂是施工的关键阶段。
针对较长水平段的水平井，需多次射孔压裂，每次射孔压裂既费时间又费劳力，国外长久以来的成功经验告诉我们，水平井分段压裂技术是改造水平井储层的有效技术，这就需要水力泵送桥塞分段压裂技术的广泛应用，其施工速度快，成本低廉，现场操作简单，可灵活调整射孔枪簇深度等优势明显。
这样，可以节省时间和劳力，增加单井的出油气效果，有助于长庆油田油气开发的进一步实施。
1设备与工艺流程1.1设备水力泵送桥塞工作设备主要由井口装置、磁定位仪、桥塞、射孔枪几个部分组成。
井口装置自下而上为：套管大四通、1号平板阀、2号平板阀、排液四通、注入头、3号平板阀、防喷装置。
电缆防喷装置主要包含闸板阀注脂密封头、防喷管、防喷接头（转换三通）、快速试压接头、液压三闸板防喷器、液控球阀、转换法兰、注脂及液压控制系统。
磁定位仪由装在外壳内的永久磁铁和线圈组成。
当仪器在井中移动经过套管接箍时，由于接箍处套管加厚，改变了磁铁周围磁场的分布，使穿过线圈的磁通量变化而产生感应电动势。
记录感应电流的大小，将得到一条套管接箍曲线。
根据套管接箍曲线，配合放射性测井曲线可以准确确定井中射孔位置。
目前长庆区域的水平井所用桥塞多为大通径免钻桥塞，适用于外径为114.3mm的气层套管，由上接头、卡瓦、卡瓦座、护腕、中胶筒、挡环、下接头等部件组成。
水平井分段压裂设计与施工与汇报(与“压裂”有关文档共141张)
国内水平井压裂发展历程
“八五”期间，大庆树平1井和茂平1井限流分段压裂；
长庆自90年代起采用液体胶塞隔离分段压裂在7口井17层段成功应用；
2004年长庆、吉林开始采用机械工具分段压裂改造在5口井进行了分 段改造
2005年，长庆引进国外水力喷射压裂技术
2008年起，大庆、西南油气分公司、川局等引进管内、管外多级分段
水平井压裂后生产过程分为投产初期、中期与后期3个阶
段，也称为无干扰期、干扰期和拟稳压期。当间距比超过
0.6以后，产量增加逐渐变小。
第20页，共141页。
裂缝长度
裂缝长度直接影响压裂施工难易程度，也影响开发效 果。裂缝太短，改造效果不好；裂缝太长，需要设备的 能力高，同时影响邻井效果，若与水井连通，还将较快
第11页，共141页。
中国石化“十二.五”总体目标
水平段>2000m，分段数>20段，加砂量>1000m3
中国石化水平井分段压裂技术发展情况
顺序
主体分段压裂技术
封隔器+滑套裸眼分段压裂技术
套管射孔管内封隔器分段压裂技术
封隔器双封单压分段压裂技术
较成熟技术
水力喷砂分段压裂技术 裸眼封隔器+滑套封分段压裂技术
再由裂缝流入水平井筒；
不考虑由基质直接流入水平井筒的
渗流过程
第24页，共141页。
水平井分段压裂示意图
压降计算模型
将任意一条裂缝的单翼n等份，每份
可以看成是一个点汇。利用无限大均匀地
层点汇定流量的压降公式，可以求出该点
汇对地层中任意一点（x，y）产生的压降：
pr p(x, y,t) =
Q B [ Ei( (x x0)2 +(y y0)2
深层页岩气压裂技术难点及解决方案
施工压力89-93MPa 排量：11.5m3/min
第5段（4480-4430m)施工压力92-93Mpa，排量 6.5m3/min，累计注入支撑剂5.45吨，停泵压力73Mpa
第6段（4430-4350m) 施工压力89-93Mpa，排量
2.1 井深、天然裂缝发育解决方案
现场在相同施工排量下，低粘、高粘降阻性能一致
深层页岩气压裂技术难点及解决方案
提纲
CONTENTS
一 深层页岩气压裂技术难点 二 压裂技术解决方案及现场实践
一、深层页岩气压裂技术难点
埋深3500-4500米的页岩气资源量丰富 有望在2~3年内实现有效动用
A井 （垂深3925米）
3500米以深资源勘探开发潜力巨大
B井 （垂深4083米）
3500~4000米： • 面积及资源：0.7万平方千米，3万亿方
2、需
提纲
CONTENTS
一 深层页岩气压裂技术难点 二 压裂技术解决方案及现场实践
二、压裂技术解决方案及现场实践
井深、天然 裂缝发育
应力差大
自交联高减阻携砂+增大裂缝复杂+保持裂缝导流+智能产气监测 提质增效、绿色一体化解决方案
自交联高减阻、携砂一体化液体、降低施工地面压力、增大施工排量 提升缝内净压力、增大裂缝的复杂程度，每簇均匀进液，实现高产、稳产
（超15000段）） ➢ 获得国内目前页岩气最高产量：137.9万方/天 ➢ 老井重复压裂单井累计增油最高，超过100万吨 ➢ 适用范围最广（在致密油、致密气、页岩气井中
均可应用） ➢ 种类最齐全（粒径可调，粉末型：20-100目；颗
粒型：1-8mm；球型：6-22mm） ➢ 承压最高（40-70MPa） ➢ 降解率最高（大于99 ） ➢ 暂堵时间可控（最长暂堵时间：30天）
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水平井技术的优越性
水平井分段压裂工艺技术
水平井分段压裂工艺配套及现场施工
认识及建议
1 水平井技术的优越性1来自1扩大泄油面积垂直井泄油面积：Av=πre2 水平井泄油面积：Ah=πre2+LWre 产层暴露多 导流能力强 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
1 水平井压裂完井特点
1.2 提高采收率
当油井井为直井时，由于储层渗透率低，即使通过增产改造作业，单井的控制半径仍较 小，油气井的最终采收率相应较低，而水平井利用长水平段形成的线性泄油方式能大大 提高油气井最终采收率，目前已成为提高低渗油气藏采收率的一个重要手段。
2 水平井分段压裂工艺技术
2.1泵送桥塞射孔压裂联作工艺技术
2 水平井分段压裂工艺技术
9月12日晚，钻杆传输完成第一级射孔；
现 场 施 工 流 程
9月13日进行压裂车试压及施工前小型压裂测试； 9月14日上午完成第一级压裂施工；下电缆桥塞及射孔枪： 泵送桥塞及射孔枪、坐封桥塞、桥塞丢手、拖动三簇射孔、 起射孔枪、投球并泵送封堵桥塞、压裂施工第二级。 9月15日-17日，重复工序完成余下五级压裂施工。
建密HF-1井压后产量超过方案设计水平，无论初产还是稳产都达到
周围压裂井的2～4倍。
2 水平井分段压裂工艺技术
3.1
3.6
3.11
3.16
3.21
3.26
3.31
4.5
4.10
3 水平井分段压裂工艺配套及现场施工
施工配套
井筒准备
井口装置
砂罐 液罐 地面管线 压裂车组
3 水平井分段压裂工艺配套及现场施工
1100
1200
1300
施工排量10-10.5m3/min，压力入井总液量： 12037.6m3，总砂量：394.5m3（603.6t）
排量（m3/min）
8
2 水平井分段压裂工艺技术
压 后 效 果
9月17日，压后放喷11小时点火可燃，焰高1m↗2m；钻塞过程放喷，
焰高4m↗8m；钻塞后，10月19日，点火可燃 焰高7-8m↘5-6m。
工艺原理
第一段射孔（用油管将射孔枪下到预定深度，点火射孔） 取出射孔枪，进行第一段压裂作业 用电缆将桥塞及射孔枪下至预定位置（水平段开泵泵送桥塞） 点火坐封桥塞 上提射孔枪至预设位置，射孔 起出射孔枪和桥塞接头 压裂作业 用同样方式，根据下入段数要求，依次下入桥塞，射孔，压裂 分段压裂完后，采用油管钻除桥塞
（1）可适合套管井或裸眼井。 （2）多级压裂连续施工，措施周期短，降低压裂液滞留地层内时间。 （3）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。 （4）不进行固井及射孔作业，极大的提高了完井作业时间，避免了水平 井固井质量差的问题。
2 水平井分段压裂工艺技术
配套工具
（1）投球装置 （2）封隔悬挂器 （3）裸眼封隔器 （4）投球滑套 （5）压差滑套 （6）井下隔离阀 （7）低密度球 （8）捕球器 封隔悬挂器 裸眼封隔器 投球滑套 压差滑套 井下隔离阀
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。
2 水平井分段压裂工艺技术
技术特点
现 场 施 工 流 程
2月20日上午，泵车憋压打开定压压裂滑套，对第Ⅰ段进 行压裂；完成设计加砂量后，用基液顶替10m3，同时投下 一级球，改用基液低排量（<1m3/min）顶替送球，待球到 位后，油管内加压剪断滑套销钉，打开下级滑套。依次投 球憋压打开定各级投球压裂滑套，对其余的Ⅱ—Ⅵ段逐级 压裂，直至完成整个压裂施工历时400h。
2 水平井分段压裂工艺技术
压 裂 施 工 曲 线
施工排量4.0-6.0m3/min，压力入井总液量： 1634.7m3，总砂量：130m3（208t）
2 水平井分段压裂工艺技术
建密HF-1井6段大规模压裂施工后，于2012年2月20日开始采用油管 控制压力和排量防喷排液，截止2012年2月28日油管控制放喷，油压
2
3
谢谢
水平井分段压裂现场实践
前言
水平井压裂改造的井段一般为数百米到几千米，从压裂施工的安全性能和最终经 济效益考虑，需要优选压裂改造目的层段，采用分段改造措施，即水平井分段压裂 技术。水平井分段压裂技术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，也是页岩气快速发展的关键技术。 2011年9月份，江汉油田水平井分段压裂施工于建页HF-1井正式启动，该井代表 着当时中石化水平段最长、压裂段数最多、入井液量最大、规模最大的页岩气井水 平分段压裂施工规模。截止2012年10月，江汉油田先后多次在江汉油区、坪北、八 面河、建南气矿等多个区块进行了泵送桥塞射孔压裂联作压裂施工与裸眼封隔器分 段压裂施工，并取得了一定效果。现场实践证明，以泵送桥塞射孔压裂联作压裂施 工与裸眼封隔器分段压裂施工为主的分段压裂技术为江汉油田油增气升提供了可靠 的技术保障。
压 后 效 果
5.7～6.2MPa，累计排液量1138.6m3（返排率69.6%），出口点火可
燃，焰高7～8m，初步测试获4～7万m3高产工业气流。目前油管控
制针阀生产，油压4.5MPa，日产气19286m3/d，日产液103.31m3，截 止2012年3月31日，已累计生产天然气74.2577万m3，产水651.9m3。
2 水平井分段压裂工艺技术
施工情况及效果—建密HF-1
施 工 准 备
施工供液准备： 采用压裂罐供液设施，保障施工用液供应顺畅。 施工设备准备： 施工前， 2000型压裂设备及相应的辅助设备到位。 压裂液配制： 现场配制压裂液。的方式 采用配置浓缩压裂液，再连续混配的方式
2 水平井分段压裂工艺技术
配套工具
（1）电缆防喷装置 （2）射孔枪 （3）桥塞座封配套工具 （4）水力泵入式复合桥塞
2 水平井分段压裂工艺技术
施工情况及效果—建页HF-1
施 工 准 备
施工供液准备： 采用三级供液设施，保障施工用液供应顺畅。 施工设备准备： 施工前， 2000型压裂设备及相应的辅助设备到位。 压裂液配制： 现场配制浓缩压裂液，再连续混配。的方式 采用配置浓缩压裂液，再连续混配的方式
2 水平井分段压裂工艺技术
2 水平井分段压裂工艺技术
技术特点
（1）只适合套管固井完井。 （2）封隔器可靠性高，压裂层位精确。 （3）分压级数不受限制，理论上可实现无限极分段压裂。 （4）下钻风险小，施工砂堵容易处理。 （5）分段压裂施工周期相对较长，施工动用设备多，费用高。
2 水平井分段压裂工艺技术
2 水平井分段压裂工艺技术
建页HF-1（7级）压裂施工曲线（2011-9-14）
80 70 10 压力 排量 12 砂比
压 裂 施 工 曲 线
60
压力/砂比（Mpa/%）
50
40
6
30 4 20 2 10
0 0 100 200 300 400 500 600
0
时间（分钟）
700
800
900
1000
2 水平井分段压裂工艺技术
2.2裸眼封隔器分段压裂工艺技术
工艺原理
用钻杆送分段压裂完井管柱到预定位置，
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，
浓缩液罐 2000型
施
工 现 场
砂 罐 混砂车 仪表车
清水罐
3 水平井分段压裂工艺配套及现场施工
投低密度球—建密HF-1井
“人造池”保证连续供水及压后返排—建页HF-2井
罐车运压裂液—潜页HF-1井
安装压裂工具——建页HF-2井
4 认识及建议
1
水平井技术是提高低渗储层产量和采收率的重要技术手 段，通过提高了水平井增产改造的适应性和效果，扩大 了水平井技术在江汉油田的应用 泵送桥塞射孔压裂联作压裂技术与裸眼封隔器分段压裂技 术各有优缺点，其中：前者工具下入风险较低，出现砂堵 好处理，但施工周期较长，施工成本高；后者施工连续， 中途不用停泵，施工成本相对较低，但工具下入风险较高， 出现砂堵不好处理。通过利用两套工艺互补特性，目前结 合施工井的具体情况，已经成功开展了多口井的现场推广 应用，取得了较好的应用效果。 裸眼封隔器完井和套管压裂在降低压裂管柱摩阻和近井筒磨 阻具有绝对的技术优势，可有效利用现有设备，为大规模压 裂施工充分造缝和合理支撑剂铺置带来巨大潜力。