分支水平井裸眼分段压裂完井技术
浅析水平井分段压裂工艺技术及展望
浅析水平井分段压裂工艺技术及展望摘要：随着油田开发进入后期，产油量下降，含水量大幅上升，开采难度增大。
大力开采低渗透油气藏成为增加产量的主要手段。
而水平井分段压裂增产措施是开采低渗透油气藏的最佳方法。
水平井分段压裂技术的应用可以大幅提高油田产量，增加经济效益，实现油气的高效低成本开发。
本文介绍国内水平井分段压裂技术，并对水平井分段压裂技术进行展望。
关键词：水平井；分段压裂；工艺技术1水平井技术优势目前水平井已成为一种集成化定向钻井技术，在油田开发方面发挥着重要作用。
通过对现有文献进行调研,发现水平井存在以下技术优势：水平井井眼穿过储层的长度长，极大地增加了井筒与储层接触面积,提高了储层采收率;仅需要少数的井不但可以实现最佳采收率，而且在节约施工场地面积的同时降低生产成本，以此提高油田开发效果；水平井压力特征与直井相比，压力降低速度慢,井底流压更高，当压差相同时，水平井的采出量是直井采出量的4~7倍;当开发边底水油气藏时，若采用直井直接进行开采虽然初期产量高但后期含水上升快，而水平井泄油面积大，加上生产压差小,能够很好的控制含水上升速度,有效抑制此类油藏发生水锥或气锥;能够使多个薄层同时进行开采,提高储层的采出程度。
2水平井压裂增产原理水平井压裂增产的过程:利用高压泵组将高黏液体以大大超过地层吸液能力的排量由井筒泵送至储层，当达到地层的抗张强度时，地层起裂并形成裂缝,随着流体的不断注入，裂缝不断扩展并延伸,使得储层中裂隙结构处于沟通状态,从而提高储层的渗流能力，达到增产的目的。
水平井压裂增产原理主要包括以下四方面:增加了井筒与储层的接触面积，提高了原油采收率;改变了井底附近渗流模式，将压裂前的径向流改变为压裂后的双线性流，使得流体更容易流人井筒，降低了渗流阻力;沟通了储层中的人造裂缝和天然裂缝，扩大了储层供油区域，提高了储层渗流能力。
降低了井底附近地层污染，提高了单井产量。
3国内水平井分段压裂技术3.1水平井套管限流压裂对于未射孔的新井，应采用限流法分段压裂技术。
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。
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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
6.裸眼封隔器水平井分段压裂技术介绍-付永强
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
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
S20—17—15H水平井裸眼分段压裂完井技术
摘 要 水平 井裸 眼分 段压裂相 比其 它技术具 有不 需要 固井 、成本低 、建井周 期 短 、减 少压裂作业 时间、多级分段（ 最高可达１ 级） ３ 等优点。特别适合 苏里格地 区推广使 用 ，可增 大储 层裸露 面积 ，提 高产量 ，减少 地 面植 被破坏 ，是苏 里格 气 田快速高效 开 发 重要手 段。压 裂完 井管柱 能否顺利下入是 决定 完井成 败的关键 环节 ，一定 要在水 平 钻进 阶段做好 井壁稳定 工作 ，完井管柱及 工具性 能应具有 较好 的井眼适应 性 ，能够 提 高 完井管柱 的可下入性 ，减少通井作业量。
工 程师 。
试
采
技
术 表１ 分段压裂完井管柱井下工具设计位置
泥饼质量和泥浆性能 的稳定 。同时加大润滑剂
用量 ，保证摩 阻系数始终保持在０ ８ ． 以下 。完 ０
井 阶段采用 了无 固相超低渗透保护油层技术 ， 加人可变径成膜封堵剂等油层保护添加剂 ，严 格控制泥浆Ａ Ｉ Ｐ失水在４０ ５ Ｌ ． ． ｍ ，高温高压失 ０
２ 地质及井 身结构概况
￥ ０ １— ５ 井 目的层 为下石盒 子组 ，孑 ２ — ７ １Ｈ Ｌ
隙度平均值 为８２ ％ ；渗透率
ｕ ｎ，储层总体表现为低孑 、低渗特征 。平 Ｌ
均压力系数０ １ Ｐ ／ ０ｍ，气层压力３ ａ ． Ｍ ａ１ ９ ０ ０ ＭＰ ， 地温梯度２８ １０ｍ，气层温度 １０～１０ ．℃／０ ０ ℃。 １ 该井井深４６ ０ｍ，靶前位移６ ０１ ，裸眼段 ２ ０． Ｉ ０ｎ 水平位移 ８９ ６ ｍ。
工过 程 中及时加人 抗高温材料 、Ｓ Ｓ ，保证 Ａ等
本论文系渤海钻探工程公司重大研究项 目 “ 水平井分段压裂工艺技术研究与应用”成果 ，课题编号２ １２ Ｏ Ｋ ０ ０Ｄ ５ 作者简介 ：郑永哲 ，男 ，１７ 年１ 出生 ， ００ ９０ 月 ２ ０ 年毕业于石油大学伴 东） 计算机应用专业 ，目 前从事钻井完井专业 ， 石油机具研发 中
水平井裸眼分段挤压充填防砂完井工艺
第37卷第2期2015年3 月石 油 钻 采 工 艺OIL DRILLING & PRODUCTION TECHNOLOGYVol. 37 No. 2Mar. 2015文章编号：1000 – 7393（2015 ） 02 – 0047 – 04 doi:10.13639/j.odpt.2015.02.013水平井裸眼分段挤压充填防砂完井工艺杜 丙 国1， 2（1.中国石油大学，北京 102249；2.中国石化股份胜利油田分公司，山东东营 257001）引用格式：杜丙国.水平井裸眼分段挤压充填防砂完井工艺研究及应用［J］.石油钻采工艺，2015，37（2）：47-50.摘要：为解决出砂油藏水平井管外均衡改造的难题，研制了裸眼管外分段挤压充填防砂完井工艺。
其原理是通过管外隔离封隔器和可重复开关充填滑套将水平段进行分段封隔，利用防砂服务管柱实现分段挤压充填防砂。
与水平井底部砾石挤压充填防砂相比，新工艺可根据水平段物性差异分段优化防砂施工参数，水平段改造更均衡。
生产实践表明，采用裸眼分段挤压充填防砂完井的井，防砂后产量高，防砂效果好，为水平井防砂完井工艺提供了新的技术思路。
关键词：水平井；分段挤压充填；防砂完井；隔离封隔器中图分类号：TE257 文献标识码：ASand control completion technology by staged squeeze packingin openhole horizontal wellsDU Bingguo1, 2（1.China University of Petroleum, Beijing 102249, China; 2. Shengli Oilfield Company, Dongying 257001, China）Abstract: In order to address the difficulty in equilibrium modification outside the pipe string of horizontal wells in sand producing reservoirs, the sand control completion technology by staged squeeze packing behind the string in openhole has been developed. Its principle is that, by isolating the horizontal section in stages with isolating packer behind the pipe and packing the sliding sleeve with repeatable switch, the sand-control service pipestring is used to realize sand control by staged squeeze packing. Compared with gravel packing at the bottom of horizontal wells, the sand-control parameters can be optimized in stages according to the differences of physical properties in horizontal section, so the horizontal section can be serviced in more equilibrium. Production practice shows that, in wells completed by staged squeeze packing in openhole section, the production after sand control is even high and sand control effect is favorable, providing a new concept for sand-control completion technology for horizontal wells.Key words: horizontal well; staged squeeze packing; sand control completion; isolating packer2013年胜利油田实施水平井滤砂管裸眼完井217口，其中裸眼底部砾石笼统挤压充填防砂完井89口，占裸眼防砂完井数的41%。
裸眼水平井水力喷射压裂完井(spe翻译)
裸眼水平井水力喷射压裂完井如果没有有效的封隔方法，裸眼水平井压裂的效果将受到很大的影响。
在大多数的压裂过程中，压裂或酸化往往发生在流体和井眼首次接触的地方，通常是在水平井的跟部。
一项把磨料水射流技术和压裂技术结合起来的技术，使得把喷射工具安置在要求产生裂缝的准确位置成为可能，并且压裂时还不需要使用封隔器。
使用这项技术可以按照压裂设计方案的要求在井中形成均匀的或不均匀的多条裂缝。
前言水射流是一种冷切割工艺，可以用于岩石、玻璃和金属的切割或打眼。
水射流工艺有两种基本类型：净水射流和磨料水射流。
石油工业中，磨料水射流的应用通常也是切割和打眼。
近年来，磨料水射流工具不断改进，工具耐磨性不断提高，显著增加了工具使用寿命。
有了更可靠的工具，这种工艺就更广泛地被运用到了油气井的增产措施中。
本文通篇详述了低渗高孔隙度储层一口裸眼水平井完井中使用磨料水射流压裂增产技术来实施增产的结果。
该水平井开发的储层属于蒙特里页岩Antelope构造，位于美国加利福尼亚州中部的圣华金河流域。
裸眼水平井增产低渗地层通常包含多个不同孔隙度和渗透率的小层，而且薄得难以用常规测井方法检测到的垂直渗透率阻挡层经常存在其中。
在地层渗透率低的情况下，水平裸眼完井虽然扩大了井与油藏接触面积，但是当对这种类型的完井进行增产措施设计时却存在着很多挑战。
对于一般的水力压裂，如果缝的形成是不可控的，通常会导致沿着裸眼段产生长短不一分布不均的横向裂缝。
为了增产的最大化，压裂增产措施应该能让沿着水平段产生数量有限的，且相隔较远分布均匀的裂缝。
并且每条裂缝的长度和宽度随着裂缝数量的增加而减少。
另一个目标是仅仅在需要裂缝的位置造缝。
多个缝聚集在一起的话，初始阶段的产能是能够增加的，但是这种增产效果在增产措施后只能持续很短的一段时间。
高速大排量裸眼压裂措施试图把大量流体快速挤入裸眼段来创造大量的裂缝，但是这样做往往会导致大量的压裂液充填在井眼跟部附近的小部分储层中，而其它部分的储层基本没有得到改造。
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。
水平井压裂技术
P110 P110 P110 P110 P110
尺寸( 尺寸(mm) )
177.8 177.8 177.8 177.8 177.8
壁厚( ) 壁厚(m)
10.36 10.36 10.36 10.36 10.36
长度( ) 下深( ) 长度(m) 下深(m)
11.24 11.16 11.05 11.15 11.07 3402.90 3391.66 3380.50 3369.45 3358.30
连续油管喷射、 连续油管喷射、环空压裂
1、加砂段数不受井眼大小的限制 ； 、 2、施工深度受到连续油管长度的限制 ； 、 3、施工时间较长 ，前段施工后需要经过较长时间才能防喷排液， 、 前段施工后需要经过较长时间才能防喷排液， 影响施工效果 ； 4、对于压力相对较高的气井，井控比较困难，施工控制较困难 。 、对于压力相对较高的气井，井控比较困难，
苏里格水平采用的井压裂技术
机械桥塞分段压裂 ——斯伦贝谢 斯伦贝谢
1、套管固井完井的水平井，工艺的施工周期也比较长； 、套管固井完井的水平井，工艺的施工周期也比较长； 2、需要采用辅助设备连续油管射孔； 、需要采用辅助设备连续油管射孔； 3、连续油管长度限制对于超长井的实施不利 、
苏里格水平采用的井压裂技术
井深（ ） 井深（m）
3362.29
井斜（ ） 井斜（deg）
27.47 28.34 28.92 29.79 30.65
狗腿度（ 狗腿度（deg/30m） ）
3.849 2.774 2.6 2.787 3.525
井 眼 检 查
3371.82 3380.50 3390.23 3400.50
裸眼封隔器完井压裂技术
单位 完工井数 效果 西南油气 田 9 长庆油田 8 长城钻探 20 川庆钻探 6 渤海钻探 5
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-中国石油天然气集团
水平井裸眼分段压裂技术裸眼完井水平井分段压裂改造的最佳选择!目 录1 简介 32 特色技术 43 典型案例 104 科研装备 145 资质与标准 166 专家团队 18中国石油天然气集团公司（简称“中国石油集团”，英文缩写：CNPC）是根据国务院机构改革方案，于1998年7月在原中国石油天然气总公司的基础上组建的特大型石油石化企业集团，系国家授权投资的机构和国家控股公司，是实行上下游、内外贸、产销一体化、按照现代企业制度运作，跨地区、跨行业、跨国经营的综合性石油公司，主要业务包括油气业务、石油工程技术服务、石油工程建设、石油装备制造、金融服务、新能源开发等。
中国石油天然气集团公司2012年国内生产原油1.1亿吨，生产天然气798.6亿立方米，加工原油1.91亿吨，全年实现营业收入2.69亿元，实现利润1391亿元。
2012年，中国石油在美国《石油情报周刊》世界50家大石油公司综合排名中位居第4位，在《财富》杂志全球500家大公司排名中位居第6位。
中国石油天然气集团公司履行资源、市场和国际化战略，坚持“主营业务战略驱动，发展目标导向，顶层设计”科技发展理念和“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的指导方针，以国家科技重大专项为龙头、公司重大科技专项为核心、重大现场试验为抓手、重大装备、软件、产品、标准为载体，持续推进科技进步，提升科技创新能力，取得一大批具有自主知识产权的先进实用技术。
水平井裸眼分段压裂技术（CES-TopFrac）就是具有代表性的重大创新成果之一。
2水平井开发是提高油气井产量的重要手段之一，与直井相比，水平井更大限度地暴露储层，大大提高单井产能，最终提高整个油气藏的采收率。
中国石油长期致力于研究如何有针对性地高效改造整个水平井段储层，由于受制于水平井压裂工艺技术的整体技术配套的局限，特别是水平井分段压裂工具及管柱技术的限制，导致水平井增产技术发展缓慢。
因此，水井平分段压裂工具及管柱技术是水平井开发技术规模化应用的瓶颈。
培训材料-水平井裸眼完井分段改造基础知识
尾管悬挂封隔器
裸眼封隔器+滑套分段压裂技术 主要完井工具
（1） 1/4″大级差：3.25″3.00″2.75″2.50″2.25″2.00″1.75″1.50″；
（2） 1/8″小级差：3.875 ″ 3.75 ″ 3.625 ″3.5 ″ 3.375 ″ 3.25 ″ 3.125 ″ 3.00 ″ 2.875 ″2.75 ″2.625 ″2.50 ″2.375 ″2.25 ″2.125 ″2.00 ″1.875 ″1.75 ″1.625 ″ 1.50″1.375 ″1.25 ″1.125 ″ （3）密度：1.25—1.80g/cm3； （4）材质：有酚醛树脂、橡胶、Nytef等。
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裸眼封隔器+滑套分段压裂技术 裸眼水平井分段改造技术
可打捞（推）式球座滑套
投球双层滑套为双层设计，外层滑套可自由开关； 内球座可由打捞工具一次性取出或推至井底，实现全通径； 外滑套可选择性开关，实现二次改造或选择性投产。
裸眼封隔器+滑套分段压裂技术 裸眼水平井分段改造技术
可打捞（推）式球座滑套
稳压 时间
3min
压降
0
加载
拉68.4t 压65t
加载 时间
5min
备注
—
套压35MPa 20min 1.8MPa 20min 20min 20min 5min 下液缸50mm 上液缸31mm 下液缸 55.7mm 上液缸 5.48mm
—
加载在常温下进行 上环空 70MPa 下环空 70MPa 上环空 50.2MPa 下环空 50.4MPa
安东石油已把7 ″套管、6″裸眼工具； 95/8″套管、81/2″裸眼； 51/2″套 管、4.6″系列工具自主化；年生产能力200套，耐温175℃，承压70MPa。
水平井裸眼压裂完井技术研究
連迥％沛璘戈找絆寸紀10级钻井技术（修井技术专门化）专业毕业设计（论文）题目:水平井裸眼压裂完井技术研究.学弓■姓名：专业：钻井技术（修井技术专门化）班级： 1 0井3班指导教师：完成时间：2013 3月10 H摘要虽然水平井U前已成为油气田提高勘探开发综合效益的重要途径,但是相当多的水平井仍然需要进行压裂作业。
在水平井压裂过程中经常会出现井筒岀砂、地层出水和井壁坍塌等惜况。
而水平井裸眼压裂完井技术可以很好地解决以上问题。
适用于裸眼水平井的压裂工艺技术有水力喷射压裂技术和多级压裂技术。
水力喷射压裂技术是基于伯努利原理，集水力喷射射孔和水力圧裂为一体的工艺技术，它具有压裂工具少，能准确定位裂缝位置，施工安全性高，作业成本低等优点，H前已在裸眼水平井中得到广泛应用，其井下工具山油管和喷射器组成。
多级压裂技术则是根据储层开发的需要使用封隔器和滑套将水平井段封隔成若干段，压裂施工时通过投球打开滑套，进行有针对性的施工。
它具有一趟管柱能够压裂多个产层，作业效率高、作业成本低等优势。
其井下工具主要山封隔器和滑套等组成。
井下工具口前以威德福公司的套管外封隔器和哈里伯顿公司的遇油自膨胀封隔器为主。
本文通过所调研的国内外相关文献，总结了适合裸眼水平井压裂的技术的工艺原理、优缺点、作业管柱结构以及井下工具的结构、工作原理和技术参数等。
关键词：水平井；裸眼；压裂；封隔器目录1绪论 (4)1.1研究目的及意义 (4)1.2国内外研究现状 (4)1.2.1水平井常用完井方式 (4)1.2. 2水平井常用压裂技术 (5)1.2. 3水平井压裂常用井下工具 (7)1.2.4 总结 (8)1.3本文研究任务及主要技术路线 (8)1.3.1研究目标 (8)1.3.2主要研究内容 (8)1.3.3主要技术路线 (8)1.4本文所做的工作和创新点 (8)2水力喷射压裂技术 (9)2.1水力喷射压裂技术的原理 (9)2.1. 1水力喷射射孔技术 (9)2.1. 2水力喷射压裂技术 (10)2.2水力喷射压裂技术的优缺点 (11)2.2. 1水力喷射压裂技术的优点 (11)2.2.2水力喷射压力技术的局限性 (11)2.3水力喷射压裂的工具 (12)2.3. 1水力喷射工具 (12)2.3.2普通油管和连续油管 (13)2.4哈里伯顿公司S URGI-F RAC压裂系统 (13)2.4. 1系统简介 (13)2.4.2系统作业原理 (13)2.5国内外应用情况 (14)2.5. 1国外应用情况 (14)2.5.2长庆油田应用悄况 (14)2.5.3大庆油田应用情况 (15)2.5.4西南油气田应用情况 (16)2.5.5其他应用实例 (17)3水平井裸眼多级压裂技术 (18)3.1水平井裸眼多级压裂技术的原理 (18)3.2贝克休斯公司F RAC-P OINT系统 (19)3.2. 1系统优点 (19)3.2. 2.管串结构 (20)3.2. 3井下工具 (20)3.3威德福公司O PTI-F RAC水平井压裂系统 (21)3.3. 1压裂系统工艺流程 (22)3.3.2井下工具 (22)3.4封隔器能源服务公司S TAGE-F RAC压裂系统 (25)3. 4. 1适用范围 (25)3. 4. 2系统优点 (25)3. 4.3井下工具 (25)3.5国内外应用情况 (26)3. 5. 1国外应用情况 (26)3. 5. 2大庆油田应用情况 (26)3. 5. 3长庆油田应用情况 (26)4结论与建议 (27)4.1结论 (27)4.2建议 (27)致谢 (28)参考文献 (28)1绪论1.1研究目的及意义水平井LI前已成为提高油气田勘探开发综合效益的重要途径,它适用于较薄油层或垂向渗透率较大的油气藏，尤其是裂缝型油气藏。
裸眼水平井分段压裂技术准备汇报(井下12.03---) 2
4、完善、细化、修订了分段压裂操作规程和应急预案
公司组织相关技术人员编写完善了《裸眼预置管柱分段压裂操作规
程》和《裸眼预置管柱分段压裂施工应急预案》。
一、技术准备
完井压裂工具管柱结构（自下而上）：
华北石油工程井下作业分公司
5、研究了目前典型分段压裂完井管柱（七寸套管固井 +六寸钻头裸眼水平井段）
性能参数表
耐 温 ℃ 150 150 150 150 坐封井径条件 最大 mm 177.8 最小 mm 152.4 152.4 157.1 坐封 压力 MPa 16.7 17.8 16.7 滑套 剪 切压 力 MPa 30.0 14.3 n/a 20 20 15 15 管柱对井眼狗腿度 要求 *** 直井段 °/30m 20 20 20 20 20 20 20 161.7 水平段 °/30m 15 15 15 15 15 15 15
1 2 3 4 5 6 7 8 9
浮
鞋
-KLC ZST -Combo ZSS ST UltraPa k-HU ---
-0.34 --3.0 -----
127 127 139.7 -146 139.7 149.2 -120.6
-70 70 -70/83/100 70 70 -70
坐封球座 压差式滑套 锚定封隔器 裸眼封隔器 投球滑套 悬挂器 丢手工具 回插筒
华北石油工程井下作业分公司
2014年固井技术交流
华北工程井下作业分公司 1401固井队（陕北）
汇 报 提 纲
一、丛式井固井技术
二、探井固井技术 三、水平井固井技术 四、尾管和尾管回接固井技术 五、宁东工区固井技术
一、技术准备
1、前期调研和准备
华北石油工程井下作业分公司
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
分支水平井裸眼分段压裂完井技术
模拟井分支井裸眼分段压裂钻井完井方案
井身结构设计
讨论： -主井眼套管程序 -井壁稳定 -卡钻风险 -摩阻/扭矩
垂深:2700-3444m 测深:2700-3712m
模拟井分支井裸眼分段压裂钻井完井方案
井身结构设计 讨论： -剖面设计
√
模拟井分支井裸眼分段压裂钻井完井方案
讨论： -剖面设计 -井身结构设计
压裂封隔器
滑套
坐落短节
◎滑套打开：钢丝绳或液控 坐落短节可通过钢丝绳作业投捞堵塞器 ，从而实现单独开采或合采目的。
插入密封
模拟井分支井裸眼分段压裂钻井完井方案
设计依据苏里格地区某水平井地质设计、钻井设计、
水平井分段压裂设计，及现场钻井、完井、压裂等作业
实施情况。
模拟井分支井裸眼分段压裂钻井完井方案
四、钻具组合： 组件名称 钻头 导向马达 浮阀 欠尺寸扶正器 非磁钻铤 MWD 螺旋钻铤 震击器 加重钻杆 钻杆 五、钻井参数： 作业工况 造斜段 稳斜段 钻压 kN 50～80 50～80 转速 r/min 马达转速 马达+转盘 排量 l/s ? ? 泵压 MPa ? ? 尺寸 (mm) 155.6 120 120.7 ? 120 120.7 120.7 121 88.9 88.9 数量(根.只) 1 1 1 1 1 1 3 1套 18 若干
√
√
建议分支井三开造斜段使用155.6mm钻头
模拟井分支井裸眼分段压裂钻井完井方案
讨论： -分支井眼 钻具组合
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 井段 m 2700～2863 2863～3401 造斜+稳斜井段 一、井段位置：2700～3401m
二、井眼直径：155.6mm
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分支井钻井完井方案技术描述
8.上分支压裂
◎下入插入密封+压裂封隔器压裂管柱 ◎压裂，过程与常规水平井分段压裂相同
分支井钻井完井方案技术描述
讨论
1. 压裂排液与压井
分支井钻井完井方案技术描述
9.回收分支井眼导向工具
分支井钻井完井方案技术描述
10.下入主井筒导向工具后下入主井筒压裂管柱
◎插入密封前将隔离封隔器上 的稠浆替出，插入压裂管柱打 碎陶瓷隔离盘。
分支水平井裸眼分段压裂技术优势
苏里格地区应用分支水平井技术可开发单一储层或不同深度储层，可显
著扩大单井储量控制范围提高单井产量，大大减少无效井段长度，缩短 钻机/修井机使用时间，大大降低地面井口数量，相应的钻井设备搬迁 、地面工程、气井生产管理等费用也大大降低。
分支水平井裸眼分段压裂技术优势
与钻两口水平井相比可节省：
一开、二开钻井费用与钻井周期(搬迁、钻井/定向井/录井
/套管/固井/泥浆)；
井口管理费用，如：采气树、管线、试气、井下作业； 钻前费用与时间，如：井场铺设、泥浆池、道路； 植被恢复费用； 重复利用套管的费用，如：一开、二开套管、固井； 重复利用生产管柱的费用； 可重复使用的工具费用，如：可重复利用的送入/打捞工具
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建议分支井三开造斜段使用155.6mm钻头
模拟井分支井裸眼分段压裂钻井完井方案
讨论： -分支井眼 钻具组合
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 井段 m 2700～2863 2863～3401 造斜+稳斜井段 一、井段位置：2700～3401m
二、井眼直径：155.6mm
Animation
分支井钻井完井方案技术描述
6. 回收斜向器
鸽式造斜器回收工 具
回收window master造斜器 还有第二种回收方式
套铣打捞回收工具
分支井钻井完井方案技术描述
7.在分支井眼下入水平井裸眼分段压裂系统
HR液压式下入工具和封隔器座封工具+ 壁挂式悬挂器系统+导向密封筒 旋转接头
井身结构设计
模拟井分支井裸眼分段压裂钻井完井方案
井身结构设计
讨论： -主井眼套管程序 -井壁稳定 -卡钻风险 -摩阻/扭矩
垂深:2700-3444m 测深:2700-3712m
模拟井分支井裸眼分段压裂钻井完井方案
井身结构设计 讨论： -剖面设计
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模拟井分支井裸眼分段压裂钻井完井方案
讨论： -剖面设计 -井身结构设计
LEVEL 6s 6s 级
Cased & cemented mainbore & lateral / pressure isolation at the junction achieved using the casing 主井眼和分支井眼下套管并固井 /窗口用井下工具完成机械密封
分支井推荐方案
针对苏里格气田综合特性及要求，推荐如下方案
带有耐受70MPa压差 的陶瓷盘
分支井钻井完井方案技术描述
3. 下入导斜器/开窗工具组合系统-window master
Animation
陀螺定向或MWD
上磨鞋r 柔性短节r 下磨鞋r 开窗磨鞋r 导斜器 挡屑接头+平衡阀r 剪切丢手接头r 斜向器定位锚r 插入定向、密封短节r
三段式 开窗工 具
平衡阀
挡屑接头 剪切丢手 接头 斜向器定 位锚
导斜器
挡屑 接头
插入定向、 密封短节
分支井钻井完井方案技术描述
4. 定向钻分支井
钻6“分支井眼； 过窗口时钻具缓慢通过窗口。
分支井钻井完井方案技术描述
5. 下入导斜器/开窗工具组合系统-window master
打捞导向器。
四、钻具组合： 组件名称 钻头 导向马达 浮阀 欠尺寸扶正器 非磁钻铤 MWD 螺旋钻铤 震击器 加重钻杆 钻杆 五、钻井参数： 作业工况 造斜段 稳斜段 钻压 kN 50～80 50～80 转速 r/min 马达转速 马达+转盘 排量 l/s ? ? 泵压 MPa ? ? 尺寸 (mm) 155.6 120 120.7 ? 120 120.7 120.7 121 88.9 88.9 数量(根.只) 1 1 1 1 1 1 3 1套 18 若干
、重入工具、部分开窗工具。
支出：
开窗、重入费用，如:开窗、重入工具以及技术服务;
分支井简介--多分支井几何形状√源自√双向迭加
三叉
人字形
肋骨形
辐射形
分支井简介-Multilateral Levels 多底井分级
LEVEL 1 1级 Open hole Junction 窗口为裸眼 LEVEL 2 2级 LEVEL 3 3级 Cased & cemented mainbore / open hole lateral / lateral liner Unsupported 主井下套管并固井/分支井为 裸眼或下尾管，窗口无支撑 Cased & cemented mainbore / open hole lateral / lateral liner anchored to main bore 主井眼下套管固井/分支井 尾管回接到主井眼 LEVEL 4 4级 Cased & cemented mainbore & lateral / no pressure isolation at the junction 主井眼和分支井眼均下套管 固井 /窗口无机械密封
管柱下入作业过程与目前水 平井裸眼分段压裂一致
裸眼分段压裂系统
6"裸眼
分支井钻井完井方案技术描述
2. 下密封井筒封隔器
钻杆输送，投球液压座封，可验封 封隔器上部打高粘度稠浆，避免岩 屑、水泥块掉落下分支
封隔器 抗扭27200 Nm，150℃， 51MPa，内径68.3mm 地面调整与导斜器偏角， 3°分值。
LEVEL 5 5级
LEVEL 6 6级 Cased & cemented mainbore & lateral / pressure isolation at the junction achieved with the completion equipment 主井眼和分支井眼均下套管并固井 /窗口使用完井工具机械密封
贝克分支井的经验
中石化西北分公司-塔河TK908DH 第四级-2004 年
China - 6
贝克分支井的经验
中石油大庆油田 肇分28- 平31第四级- 2006 年
China - 6
分支井钻井完井方案技术描述
1. 主井筒下入水平井裸眼分段压裂系统
7"套管
钻主井眼 下水平井裸眼分段压裂系统
模拟井分支井裸眼分段压裂钻井完井方案
讨论： -压裂工艺 1、压裂液与地层配伍性，压井液的配置与压井措施。 2、配液量增加1倍； 3、排液池容量增加； 4、备用的氮气举升措施。
开发同一层系 方案1 开发不同层系 方案2
⊙两分支水平段夹角180°与最 小水平主应力方向一致； ⊙重复利用直井筒套管。
⊙两分支水平段延伸方位与最小水平主应 力方向一致； ⊙重复利用直井筒和部分造斜段井筒套管。
分支井作业难度相同，考虑钻井、通井方案1难度>方案2，方案1
成本>方案2。综合评价两种方案实施难度及成本接近。
Animation
V型浮鞋/弯短 接 裸眼封隔器封闭非产层
与下分支相同的分段压裂系统
靶前位移段可采用4½”管柱+裸眼封隔器封隔非产层
4 ½” Spacer Nipple 4½”x 7” S-3 HOOK Hangerw/ Lateral Frac Diverter Collett Crossover 4 1/2” Tension Lock Swivel
压裂封隔器
滑套
坐落短节
◎滑套打开：钢丝绳或液控 坐落短节可通过钢丝绳作业投捞堵塞器 ，从而实现单独开采或合采目的。
插入密封
模拟井分支井裸眼分段压裂钻井完井方案
设计依据苏里格地区某水平井地质设计、钻井设计、
水平井分段压裂设计，及现场钻井、完井、压裂等作业
实施情况。
模拟井分支井裸眼分段压裂钻井完井方案