水力喷射压裂技术
水力喷射压裂技术
2. 油管内泵入射孔工作液， 水力射孔
3. 油管内泵入压裂工作液维 持喷嘴压降、环空加压， 诱导孔内起裂、裂缝延伸
4. 回拉工具定位，第二段裂 缝射孔、压裂
5. 重复4，完成多段压裂
4、5
二、技术简介
2.3 工作机理
2.3.1 诱导压裂机理 射流动压转化原理 V2/2+P/ρ=C 射孔过程：Pv+Ph<FIP，不压裂（孔内双向流 动：射流入孔，反溅返流） 环空加压后，Pv+Ph+Pa>FEP，射流诱导起裂 （调整环空压力，可适应不同地层的压裂）
4. 每段分别作业，作业规模缩小、周期短、成本低。 5. 及时反洗、返排；实时微型压裂测试与监测，控制有效性高 6. 井底破裂压力低，无效裂缝少，可采用高砂比 7. 适应性广。可适应裸眼水平井等多种井况，可用于多种压裂方式
施工用喷射工具串
F138-p150
1704-1704.5m,总烃值1.3-1.6%,含 油砂岩占岩屑含量20%
6
2.1 1.0-2.1 40.5 20 2.1 1.0-2.1 38 18
2 24 110.9 41.54 26.7-40.5 4.28 0.7 42.7 12.7-9 4.3 2 27 94.1 38.31 34.2-37.3 4.2 0.9 46.8 11-10 3.2
四、国内外技术应用情况
1877-1877.5m,总烃值1.2-1.5%,含油砂岩 占岩屑含量20%
1950-1950.5m,总烃值2-2.5%, 含油砂岩占岩屑含量30%
2194-2194.5m,总烃值1.2-1.4%,含油砂岩占岩屑 含量5%
1607-1607.5m,总烃值1.2-1.4%,含油砂岩占岩屑含量 5%
连续油管水力喷射压裂油藏工程方法研究的开题报告
连续油管水力喷射压裂油藏工程方法研究的开题报告题目：连续油管水力喷射压裂油藏工程方法研究一、选题背景和意义水力喷射压裂技术是目前油气开采领域中一种常用的人工增产技术，应用范围广泛，效果显著。
目前，已经有很多研究关注这种技术，但是很少有学者关注连续油管水力喷射压裂技术的研究。
连续油管水力喷射压裂技术是一种新型的水力喷射技术，可以通过油管内喷射高压水泵将压裂液注入到油层中，在连续压裂作用下，大大提高了石油开采的效率。
本研究旨在探究连续油管水力喷射压裂技术的实施过程和工程方法，力求提高油气储层开发的经济效益。
二、研究内容和方法（一）研究内容1. 连续油管水力喷射压裂技术的基本原理和特点。
2. 连续油管水力喷射压裂技术的施工流程和操作方法。
3. 连续油管水力喷射压裂技术的工程实例分析。
（二）研究方法1. 文献调研法：通过查阅国内外相关文献，了解连续油管水力喷射压裂技术的基本原理和特点。
2. 现场考察法：通过实地考察连续油管水力喷射压裂作业现场，掌握其施工流程和操作方法。
3. 统计与比较法：将连续油管水力喷射压裂技术与传统的水力喷射技术进行比较，分析其效果和经济效益。
三、预期成果和创新点（一）预期成果1. 了解连续油管水力喷射压裂技术的基本原理和特点。
2. 掌握连续油管水力喷射压裂技术的施工流程和操作方法。
3. 分析连续油管水力喷射压裂技术的效果和经济效益。
（二）创新点1. 本研究关注连续油管水力喷射压裂技术的研究，探究其实施过程和工程方法，填补了国内这一领域的空白。
2. 本研究将连续油管水力喷射压裂技术与传统的水力喷射技术进行比较，为油气储层开发提供更加科学、高效的技术支持。
四、进度安排和论文组成（一）进度安排1. 第1-2周：查阅相关文献，整理资料。
2. 第3-5周：实地考察连续油管水力喷射压裂作业现场，掌握其施工流程和操作方法。
3. 第6-8周：分析连续油管水力喷射压裂技术的效果和经济效益。
4. 第9-10周：撰写论文。
水力喷砂射孔压裂
环境保护与可持续发展
减少环境污染
优化水力喷砂射孔压裂的 作业流程，降低废水和废 气的排放，减少对环境的 污染。
节能减排
研发低能耗、低排放的设 备和工艺，降低水力喷砂 射孔压裂过程中的能源消 耗和碳排放。
资源回收利用
对水力喷砂射孔压裂过程 中产生的废料进行回收利 用，实现资源的循环利用。
市场应用前景与商业模式
煤层气开发
总结词
水力喷砂射孔压裂技术在煤层气开发中具有重要作用，能够提高煤层气的产量和采收率。
详细描述
煤层气是一种清洁能源，开发利用煤层气对于减少环境污染和能源需求具有重要意义。 水力喷砂射孔压裂技术能够有效地对煤层进行射孔和压裂，提高煤层气的产量和采收率。 该技术对于低渗透煤层和致密煤层的开发尤其有效，能够显著提高煤层气的开采效率和
1 2
市场需求增长
随着油气勘探开发领域的不断发展，水力喷砂射 孔压裂技术的应用范围和市场前景将不断扩大。
商业模式创新
探索新的商业模式，如服务外包、技术转让等方 式，推动水力喷砂射孔压裂技术的商业化应用。
3
国际合作与交流
加强国际合作与交流，引进国外先进技术和管理 经验，提高我国水力喷砂射孔压裂技术的国际竞 争力。
水力喷砂射孔压裂的定义
定义
水力喷砂射孔压裂是指利用高压水流携带砂 粒或磨料对油井进行射孔，并在射孔的同时 对储层进行压裂的技术。通过这种方式，可 以在储层中形成更多的裂缝，增加油气的渗 透面积，从而提高油气的产量。
技术原理
水力喷砂射孔压裂技术的基本原理是利用高 压水流携带砂粒或磨料，通过喷嘴将水流和 砂粒或磨料高速喷射到油井的储层中。水流 和砂粒或磨料在撞击到储层岩石时产生冲击 力，这种冲击力能够使岩石破碎并形成孔洞 。同时，高压水流产生的压力能够使储层中 的裂缝扩大，进一步增加油气的渗透面积。
水力喷射压裂技术
力喷射分段改造技术是90年代末发展起来的目前国外应用比较广泛的技术,其技术原理是根据伯努利方程,将压力能转换为速度,油管流体加压后经喷嘴喷射而出的高速射流(喷嘴喷射速度大于126 m/s)在地层中射流成缝,通过环空注入液体使井底压力刚好控制在裂缝延伸压力以下,射流出口周围流体速度最高,其压力最低,环空泵注的液体在压差作用下进入射流区,与喷嘴喷射出的液体一起被吸入地层,驱使裂缝向前延伸,因井底压力刚好控制在裂缝延伸压力以下,压裂下一层段时,已压开层段不再延伸,因此,不用封隔器与桥塞等隔离工具,实现自动封隔。
通过拖动管柱,将喷嘴放到下一个需要改造的层段,可依次压开所需改造井段。
水力喷射压裂技术可以在裸眼、筛管完井的水平井中进行加砂压裂,也可以在套管井上进行,施工安全性高,可以用一趟管柱在水平井中快速、准确地压开多条裂缝,水力喷射工具可以与常规油管相连接入井, 也可以与大直径连续油管( 60.3 mm)相结合,使施工更快捷,国内外已有数百口井用此技术进行过酸压或加砂压裂处理。
水平井压裂主要分为笼统压裂和分段压裂，笼统压裂产生纵向缝，全井段改造，解除深度井筒伤害；分层压裂产生横切缝，主要用来强化处理低渗油气层，而分层的方法有很多种，水力喷射压裂是其中一种。
水力喷射压裂技术（HJF），是集水力射孔、压裂、隔离一体化的新型增产改造技术，它是借助一种特殊的喷射/压裂工具、利用水动力学原理在直井中分层或在水平井段分段压裂而不需其他机械封隔的方法：通过油管把水力喷射井下装置下到指定层位，地面流体加压，通过井下装置喷嘴形成高压高速射流，在地层中形成一定直径和深度的孔眼；关闭油套环空，保持环空压力略低于地层破裂压力，继续喷射，根据伯努利方程，在孔眼顶部的驻点压力将高于地层破裂压力，此时地层中的裂缝将仅在水力喷射形成的孔眼里破裂、扩展，但水平段端部由于环空压裂液压力低于地层起裂压力而不再开裂所以水力喷射射孔压裂是基于伯努利（Bernoulli）方程式，维持低的井底压力并且进行有效的压裂。
水力喷射压裂技术
二、水力喷射压裂技术
3、含砂浓度、砂粒度： 含砂量与切割效能有密切关系。增加含砂量就增加单位时间 内切割目的物的砂粒数。含砂量越高，切割效能越好。但是，含 砂量过高容易引起砂堵影响喷射效果。最优浓度范围为6%～8%。 砂子的直径对射孔直径有直接影响。砂粒直径越大，质量就 越大，因而冲击力越大。但砂粒直径的增加受喷嘴直径的限制。 一般讲，砂粒直径取喷嘴直径的1/6到1/3为最佳。
吐哈油田井下技术作业公司
二、水力喷射压裂技术
4、最优喷射时间： 最优喷射时间，是指在一定的工作压力下，喷射 获得最大深度所需要的时间。当射流达到一定深度后， 继续延长喷射时间既无意义，也不经济。我们认为， 对套管和其他钢材，喷射时间一般在20分钟之内，即 可达到满意的效果，而对其它材料，喷射15-20分钟 即可。
水力喷射压裂技术
井下技术作业公司 2008年12月1日
吐哈油田井下技术作业公司
主要内容
一、国内外水力喷射压裂技术应用 二、水力喷射压裂技术简介 三、水力喷射压裂项目进展状况 四、下步工作安排
吐哈油田井下技术作业公司
一、国内外水力喷射、国内外水力喷射压裂技术应用
吐哈油田井下技术作业公司
二、水力喷射压裂技术简介
(三)水力喷射压裂技术原理
水力喷射压裂是集水力喷砂射孔、压裂、隔离一体化的新型增产改 造技术。流体通过喷射工具，将高压能量转换成动能，产生高速流体冲 击（或切割）套管或岩石形成射孔通道。水力射孔易准确定位，在地层 内形成定向孔，且穿透深，孔径大，在地层中产生导引孔缝来辅助定向 水力压裂，可以降低起裂压力更利于裂缝起裂。
吐哈油田井下技术作业公司
二、水力喷射压裂技术
5、围压： 围压对射流的影响很大，在其他的条件完全相同时，
水力喷射压裂技术研究与应用
水力喷射压裂技术研究与应用1. 引言1.1 研究背景水力喷射压裂技术是一种在油田开发中广泛应用的新型技术，它通过高压液体射流作用于裂隙岩石，从而使岩石发生裂缝并增加渗透性，有利于油气的产出。
随着油气资源开采难度的增加，传统的压裂技术已经不能满足对高效、高产的需求，水力喷射压裂技术应运而生。
研究背景是水力喷射压裂技术在油田开发中的应用历史较短，相关研究相对较少，而且存在一些问题和挑战。
目前对水力喷射压裂技术的理论研究还不够深入，工程实践中存在一定的技术难点，如流体动力学特性、裂缝扩展规律等方面的研究仍需加强。
由于水力喷射压裂技术在油田开发中具有重要的应用价值，因此对其进行深入研究具有积极意义。
本文将对水力喷射压裂技术的原理、工艺流程、应用案例以及未来发展趋势进行探讨，旨在为该技术的进一步应用提供理论参考和实践指导。
1.2 研究意义研究水力喷射压裂技术的意义在于解决油气田开采中存在的一系列挑战和问题。
水力喷射压裂技术可以提高油气井的产能和采收率，加快油气的开采速度，从而提高油气田的经济效益。
水力喷射压裂技术还可以降低油井的产能下降速度，延长油气田的产出周期，延长油井的寿命。
水力喷射压裂技术的研究和应用不仅可以提高单井生产能力，还可以改善整个油气田的开发效果，为油气资源的高效开发和利用提供技术支持和保障。
深入研究水力喷射压裂技术的原理和工艺，探索其在油气田开采中的应用范围和效果，具有重要的实际意义和推广价值。
1.3 研究目的研究目的是为了深入了解水力喷射压裂技术在地下岩石中的应用及效果，为油气田的开发提供技术支持和指导。
通过研究水力喷射压裂技术的原理和工艺流程，探讨其在不同地质条件下的适用性和优势，为进一步优化和完善该技术提供参考。
通过分析水力喷射压裂技术的应用案例和发展趋势，可以为相关领域的研究人员和工程师提供实际操作的指导和经验分享，推动水力喷射压裂技术的进一步应用和推广。
最终目的是为了推动油气勘探开发领域的技术创新和发展，提高油气勘探开发效率和产量，促进能源行业的持续发展和进步。
水力喷射分段压裂技术
04
技术实施步骤与注意事 项
现场勘察与准备
1 2
现场地质勘察
了解地层构造、岩性、储层物性等情况，为后续 压裂方案制定提供依据。
设备与材料准备
根据勘察结果，准备相应的压裂设备、材料，确 保满足施工需求。
3
施工场地布置
合理规划施工场地，确保作业安全、高效进行。
设备安装与调试
设备检查
对所有设备进行全面检查，确保设备性能良好、无故障。
应用案例二：天然气开采
总结词
水力喷射分段压裂技术在天然气开采中表现出良好的增产效果，尤其在低渗透气藏中具有显著优势。
详细描述
水力喷射分段压裂技术适用于天然气的开采，尤其在低渗透气藏中表现出良好的增产效果。通过高压 水射流对气藏进行分段压裂，可以增加气藏的渗透性和连通性，从而提高天然气的采收率和产量。此 外，该技术还可降低天然气的开采成本，提高经济效益。
的大规模开发提供有力支持。
应用效果对比分析
总结词
水力喷射分段压裂技术在不同领域的应用效果各异， 但均表现出良好的增产和经济效益。
详细描述
水力喷射分段压裂技术在石油、天然气和地热能开发等 领域均表现出良好的应用效果。在石油开采中，该技术 提高了采收率、降低了成本并减少环境污染；在天然气 开采中，它提高了产量和经济效益；在地热能开发中， 该技术则提高了地热资源的利用率和经济效益。总体而 言，水力喷射分段压裂技术在不同领域的应用效果均显 示出其独特的优势和潜力。
原理
利用水力喷射工具产生高速射流，在 井筒内形成高压，使地层产生裂缝， 然后通过砂浆等支撑剂的填充，保持 裂缝开启，提高油气的渗透性。
技术发展历程
起源
当前状况
水力喷射分段压裂技术起源于20世纪 90年代，最初用于水平井的压裂。
水力喷射压裂工艺技术介绍
技术简介
技术缺点
（1）施工完一段后，需上提施工管柱到第二层位置处。对于高压气井 需在井口安装防喷器；→→这一点国内已通过打滑套方式逐层压裂解 决，而国外仍然需上提管柱。 （2）环空需要泵注液体； （3）由于喷嘴节流作用，施工压力比同等条件下加砂压裂泵注压力高 20-25MPa左右，深井应用可能受限。
同理，压裂第二层 利用原管柱排液生产
汇报提纲
技术背景
技术简介
典型井实例
典型井实例
国外应用概况
2002年7月62口井统计，裸眼水平井应用多，成功率较高。 平均增产30～60%，成本与单级压裂相当或稍高。
套管 井 衬管 井 17 6 垂直井 水平井 11 49 压裂 挤酸 52 10 酸 支撑砂 31 30 经济成 功 技术成 功 34 21
压裂完成后的工具
典型井实例 国内应用概况
（3）四川某气田水平井，油管拖动压裂 水平井：GA002-H9 垂深1700m，水平段500m； 用2 7/8”油管拖动喷射压裂2段，加砂50 m3
日产气由8,000m3/d增加至70,000m3/d。
典型井实例 国内应用概况
（4）四川某气田水平井，不动管柱（滑套实现选层）
技术简介
技术关键
关键是喷嘴选择，在高压下需耐大量陶粒的冲刷。要求喷嘴材料必
须具有高硬度、高耐磨性，二者缺一不可。
喷枪全貌（入井前）
技术简介
适用范围
（1）对完井方式没有特别要求，裸眼井、衬管完井、套管完井 均较适合； （2）对井型没有特别要求，水平井、直井均适合，直井多层分 压也可进行。 （3）井身条件差，封隔器无法有效密封的井； （4）喷嘴节流作用明显，不适用于高压井压裂
115.0
188.0
水力喷射分段多簇压裂工艺及工具介绍
水力喷射分段多簇压裂工艺及工具介绍
技术特点：通过带有底封封隔器的双水力喷射器，分别对两个压裂点进行喷砂射孔及环空注入压裂，通过不同喷嘴数量调节各簇的流量，实现各簇的有效压开。
工具结构：从下至上依次为：堵头+筛管+单流阀+封隔器+喷射器+油管+喷射器+。
工具技术优势：
1、多喷射器同时喷砂：可根据储层优化射孔数目，布放喷射器，实现多簇射孔
2、新型水力喷射器具有防反溅装置，提高喷射器使用寿命，确保实现多段多簇射孔
3、采用环空加砂压裂，进一步提高了施工排量（最高排量预计10m 3
/min 以上），配套自主研发的Y 型井口和防冲蚀油管短节，保障了大排量加砂。
防冲蚀短节
4、采用新型钢带封隔器，具有长胶筒、钢带连接、上下浮动腕等特点，实现大液量、长时间体积压裂作业下的有效封隔（表明承压达到70MPa，重复打压22次均密封合格，无泄漏。
）。
长胶筒钢带式封隔器整体长度1650mm，胶筒长度700mm
整体的工艺调整及工具性能提高后，工具稳定性及施工能力大大提高，单趟管柱从施工1-2段提高到最高9段，平均单趟管柱施工3.4段（6.8簇）。
目前长庆通过技术改进，大幅度降低作业周期。
主要时间在井段准备和备水换钻具等。
工具组成：（按一套工具计算，单井压裂10段正常准备
10
20
30
40
50
60
70
段数搬迁井筒准备备水配液等压裂车压裂换钻具抽汲其它合计天
4套工具，约65-68万元）。
水力喷射压裂技术研究与应用
水力喷射压裂技术研究与应用引言水力喷射压裂技术是一种通过高压水将岩石破碎的技术，广泛应用于油气开采、地下水开采和岩层改造等领域。
随着我国石油、天然气资源勘探开发深入，水力喷射压裂技术的研究和应用也越来越受到重视。
本文将介绍水力喷射压裂技术的研究现状和应用前景，探讨其在油田开发中的重要作用。
一、水力喷射压裂技术概述水力喷射压裂技术是一种将水以极高的压力注入地层，通过水的冲击力使岩石破裂，从而增加地层渗透性的技术。
它通过高压水射流对地层进行破碎，增加油气流体的渗流能力，从而提高油气产量。
与传统的机械压裂技术相比，水力喷射压裂技术不需要大型设备和复杂的施工流程，施工成本低、效率高，对地层破坏小，有利于环境保护。
水力喷射压裂技术通常包括以下几个步骤：首先是选取合适的压裂液，通常使用水或液体二氧化碳；其次是确定压裂参数，包括压裂液的流量、压力和注入时间等；然后是进行压裂过程监测，通过监测岩石中的应力变化和裂缝扩展情况，以及岩石孔隙度和渗透率的变化情况；最后是对压裂效果进行评估，包括油气产量的变化、地层渗透性的增加等。
二、水力喷射压裂技术的研究现状1. 技术原理研究水力喷射压裂技术的研究主要包括压裂液的选择、压裂参数的确定、岩石破裂机理的研究等方面。
近年来，随着地质勘探和工程技术的进步，对压裂液的研究逐渐深入，不仅在稳定性、黏度、密度等方面进行了优化，还研究了特殊条件下的压裂液配方。
对压裂参数的确定也有了更加准确和系统的研究，通过对地层岩石物理力学性质的研究，确定最佳的压裂参数。
岩石破裂机理的研究也为水力喷射压裂技术提供了理论支持，为进一步提高压裂效果提供了依据。
2. 设备技术研究水力喷射压裂技术的研究还包括相应的设备技术研究。
目前，主要涉及高压水泵、压裂车、压裂管道等设备的研发和改进。
高压水泵是水力喷射压裂技术中最关键的设备之一，其性能的稳定性和耐用性对技术的应用起到了至关重要的作用。
压裂车和压裂管道的设计和制造也决定了施工的高效性和安全性。
水力喷射分段压裂技术研究
水力喷射分段压裂技术研究技术背景：水平井低产主要归因于储层低渗、非均质性，近井污染或表皮损害以及无效的改造技术。
传统水力压裂应用于水平井改造增产效果并不理想，经常最多产生两个主要裂缝区，而且位置也不确定。
许多高产段仍然没被改造而维持着表皮损害。
水力喷射压裂技术就是最近引入的可代替传统压裂工艺的有效方法。
水力喷射压裂工艺技术是近年石油工程领域的新技术，它将水力喷射射孔和水力压裂工艺合为一体，且自身具有独特的定位性，能够快速准确的进行多层压裂而不用机械密封装置。
该技术在国外水平井已应用于几百口井，在一些低压、低产、低渗、多薄互层的油气层压裂改造中取得了较好的效果。
水力喷射压裂技术原理：水力喷射压裂技术结合了水力射孔和水力压裂的新型增产工艺。
该工艺由三个过程共同完成，水力喷砂射孔、水力压裂（通过普通油管或钻杆或连续油管）以及环空挤压（通过另外一个泵）。
通过安装在施工管柱上的水力喷射工具，利用水击作用在地层形成一个（或多个）喷射孔道，从而在近井地带产生微裂缝，裂缝产生后环空增加一定压力使产生的微裂缝得以延伸，实现水力喷射压裂（见图1）。
该技术基于伯努力方程：方程表明流体束中的能量维持常量，虽然实际上摩擦缓慢消耗能量使其转化为热能（但这个简化方程不包含温度因素）。
由方程可知流体束的速度变化引起压力反向变化。
喷嘴出口处速度最高压力就最低，随着流体不断深入孔道速度逐渐减小，压力不断升高，到孔道端处速度达到最低压力最高。
常规造缝方法需要对整个井筒加压，大多数情况下观察到的破裂压力比裂缝扩展压力要大得多，而且井内的每个裂缝都必须克服该压力。
水力喷射压裂通过喷射流体在孔道内动能到压能的转换利用喷射滞止压力破岩从而在喷射点处产生微裂缝。
由于能量集中在孔道端处，井筒不受破裂压力的影响，从而消除了压力曲线中地层破裂时的压力峰值（见图2），并且近井筒扭曲问题很少出现。
水力喷射裂缝一旦形成，由于喷嘴出口周围流体速度最高，其压力就最低，故流体会自动泵入裂缝而不会流到其它地方。
水力喷射压裂技术研究与应用
水力喷射压裂技术研究与应用水力喷射压裂技术是一种通过水力喷射将高压水射入地下岩层，使岩石裂缝扩大并增强岩石的渗透性和导流能力的一种工程技术。
它是一种高效、经济、环保的地下资源开采方法，可广泛应用于石油、天然气、煤层气等能源领域。
水力喷射压裂技术的原理是利用高压水射流对岩石进行冲击，使岩石裂缝扩大，并通过水压力将岩层内的岩屑和颗粒物冲刷出来，从而增加渗透性和导流能力。
具体而言，水力喷射压裂技术主要包括以下几个步骤：选用合适的喷射器和喷射剂，将高压水射入岩层，并对岩层进行切削和破碎；然后，通过喷射水压力将岩层内的岩屑和颗粒物冲刷出来，并形成一定大小的裂缝；利用压裂介质填充岩层裂缝，增加岩层的渗透性和导流能力。
水力喷射压裂技术在能源开采中具有重要的应用价值。
通过水力喷射压裂技术可以有效增强地下岩石的渗透性和导流能力，从而提高油、气等能源的开采效果。
水力喷射压裂技术可以减少能源开采过程中产生的地面挖掘和爆破等对环境的破坏，并减少对地下水资源的占用和污染，具有较好的环保效益。
水力喷射压裂技术还可以降低能源开采的成本，提高经济效益。
水力喷射压裂技术的研究与应用在国内外取得了显著成果。
近年来，国内外许多研究机构和企业都对水力喷射压裂技术进行了深入的研究和开发，并取得了一系列的创新成果。
国内某大型石油公司利用水力喷射压裂技术成功提高了某油田的产能，并实现了多层油藏的集中开采；国外某煤层气企业通过水力喷射压裂技术实现了煤层气的大规模开采，并取得了良好的经济效益。
水力喷射压裂技术是一种重要的地下资源开采技术，具有很大的应用潜力和发展前景。
未来，我们应加强水力喷射压裂技术的研究和开发，提高技术水平和应用能力，积极推动其在能源开采领域的广泛应用，为能源保障和经济发展做出更大的贡献。
水力喷射压裂技术
China University of Petroleum1 水力喷射分段压裂机理分层作业无须机械封隔(HJF)是集射孔、压裂、隔离一体化的增产措施，无需封隔器、一趟管柱即特别适合分段、分层作业，无须机械封隔准确造缝、有效隔离、一趟管柱多段压裂减少施工风险、降低伤害、提高施工可控性9射孔过程：Pv+Ph 1 水力喷射分段压裂机理射孔过程：Pv Ph <FIP，不压裂环空加压：Pv+Ph+Pa ≥FIP，起裂9射流在孔底产生推进压力9调整Pa ，与推进压力叠加>FIP ，裂缝持续延伸，适应不同地层压裂控制环空流量保持合适环空压力至为关键¾补偿井眼漏失、补充裂缝、维持压力¾防止地层吐砂，降低施工风险¾控制环空压力分层压裂9射流抽吸引射作用，强化封隔效果2 管内和环空水力参数计算一、水力喷射分段压裂机理与参数3 孔眼内速度及压力分布－数模与实验数值模拟室内实验数模与物模对比3 孔眼内速度及压力分布-4mm喷嘴在入口压力为25MPa时，不同围压下，相差4.7％～20％。
4mm喷嘴在入口压力为30MPa时，不同围压下，相差4.3％～20％一、水力喷射分段压裂机理与参数（1）射孔参数（孔径、孔深、方向）对起裂影响—室内实验4水力射孔孔眼中裂缝起裂和扩展实验装置示意图4水力射孔孔眼中裂缝起裂和扩展室内实验结果与数值模拟规律基本一致。
起裂压力随孔径和孔深增加而降低，孔深由30mm变到50mm，起裂压力由4水力射孔孔眼中裂缝起裂和扩展5 水力喷射射孔参数优化实验实验装置与方法5 水力喷射射孔参数优化实验一、水力喷射分段压裂机理与参数高压泵组喷嘴磨料射流实验装置磨料加砂系统岩样5 水力喷射射孔参数优化3040（c m）5分钟01020202530354045压力(MPa)射孔深度10分钟15分钟303234363840（cm ）5分钟2628孔深10分钟（1）喷射压裂工具整体方案设计（3）喷枪喷嘴及防溅体设计研制（4）单向阀、扶正器、多孔管等配套附件（5）二～四级滑套销钉连接方案设计①－导向头②－多孔管③－下扶正器④－单向阀⑤－喷枪⑥－上扶正器喷射器本体拖动式喷射器滑套式喷射器¾适用于4″～95/8″套管，～5500m井深工艺设计与现场试验121、234、5直井分层压裂现场试验三、现场施工工艺设计与应用衬管裸眼完井水平井喷射分段压裂－XS311H井A B新沙311HⅠ、Ⅱ类储量¾气体/液体欠平衡钻井、φ139.7mm衬管完井¾完钻井深3010m，垂深2480m，水平段长385m¾层位：JS31孔隙度13.6%、渗透率0.25md衬管裸眼完井水平井喷射分段压裂－套管完井水平井喷射¾大庆Z66-P21井2205m，套管139.7mm，施工前日产油4.5t¾四级喷枪6×φ6喷嘴，压裂4段：1538、1830、1951、2060m¾油管排量2.5m3/min，最大油压37.4MPa、套压19.5MPa¾加砂量22＋32＋32＋22＝108m3，日产油8.5t，日增油4.0t肇61-平21P1 3 1894.0~2001.0井段S落ubtitle0000000衬管直井动管柱现场试验火成岩开发井，井深1900m。
水力喷射压裂技术研究与应用
水力喷射压裂技术研究与应用1. 引言随着人类对能源需求的不断增长以及传统能源资源的逐渐枯竭，非常规能源资源的开发和利用变得愈发重要。
页岩气、煤层气等储层的开发就成为目前研究的热点之一。
而水力喷射压裂技术作为非常规能源勘探和开发中的重要手段之一，正扮演着越来越重要的角色。
本文将对水力喷射压裂技术的研究与应用进行深入探讨。
2. 水力喷射压裂技术的原理及特点水力喷射压裂技术是指通过高压液体在井下将岩石进行压裂，从而使天然气和原油等可燃性气体及液体通过裂隙泄漏到井孔中，达到提高气田、油田开采生产的目的。
其原理主要是利用高压液体对目标储层进行压裂，从而增加目标储层的渗透性，提高产能。
与传统的压裂技术相比，水力喷射压裂技术具有以下几个特点：1) 压裂过程中压力分布均匀，裂缝展状效果好；2) 不用添加人工密实剂；3) 无需基质砂层作保证层；4) 液压裂解使用量小，经济效益好。
3. 水力喷射压裂技术的研究进展随着非常规油气能源勘探的不断深入，水力喷射压裂技术的研究也在不断深化。
近年来，基于水力喷射压裂技术的研究成果主要集中在以下几个方面：1) 水力喷射压裂技术的提高：包括液压裂解水质的改善、压裂液体的选取、压裂参数的合理配置等；2) 目标储层特性的研究：包括对储层裂缝的特性、渗透性的影响等；3) 水力喷射压裂技术与环保的结合：包括压裂液回收、废弃液处理等环保技术的研究；4) 水力喷射压裂技术与智能化的结合：包括智能化的压裂液控制、自动化控制等技术研究。
4. 水力喷射压裂技术的应用案例在国内外的一些非常规油气勘探开发中，已经有一些水力喷射压裂技术的成功应用案例。
下面举几个具体的应用案例进行介绍：1) 美国马绍尔盖斯的页岩气勘探：水力喷射压裂技术在这一项目中得到了广泛的应用，并取得了不错的效果。
通过水力喷射压裂技术，该项目的产能明显提高，成为当地的一块明星气田。
2) 中国四川盆地的煤层气开发：在中国四川盆地的煤层气勘探中，水力喷射压裂技术也取得了不错的应用效果。
水力喷砂压裂技术研究与应用
第二部分：关键技术及优点
2、 水力喷砂射孔参数设计优化
⑴喷嘴选择：
要具有良好的耐磨性和较高的流量系数。 ⑵压力、流速 根据水力学的动量定律， 当喷嘴的截面一定时，射流速度与压力成 正比。试验证明，当通过喷嘴的流速保持在120米/秒、工作压力12MPa以 上时，可以取得较好的切割效能。 ⑶喷射时间 在一定的工作压力下，当射流达到 一定深度后，继续延长喷射时间是无意 义的。喷射时间一般在15-20分钟。
第二部分：关键技术及优点
⑷含砂浓度: 含砂量越高，切割效能越好。但是，过多的含砂量会在途中互相碰撞， 降低速度，影响喷射效果。确定砂浓度120 kg/m3 （砂比7%）。
⑸砂粒直径 砂粒直径越大，质量越大，冲 击力就越大。一般讲，砂粒直径取 喷嘴直径的1/6为最佳，确定选用 40-70目和20-40目的石英砂或陶粒 均适用。
2.5 1 31 40
合计砂量（m3）
58
36
36
38
第二部分：关键技术及优点
（五）水力喷射压裂优点：
水力喷射压裂技术是一项能有效控制裂缝起裂的增产措施。只在指定 的位置处进行压裂造缝。
序号 1 特性 产生裂缝 常规压裂 压力 无法精确 预测 无法预测 机械 一段 水力喷射压裂
由射流产生裂缝 环空压力+射流增 压使裂缝延伸
水力喷砂压裂 = 水力喷砂射孔+水力喷射压裂
㈠ 水力喷砂射孔技术
1、主要机理：用地面压裂车将混有一定浓度磨料(一般为石英砂、陶粒等)
水力喷射压裂技术研究与应用
水力喷射压裂技术研究与应用
水力喷射压裂技术是一种将高压水射入井孔，使岩石产生裂缝，从而增加储层渗透率和产能的油气开发技术。
这种技术的研究与应用对于提高油气田储层的开采率具有重要意义。
本文将从水力喷射压裂技术的原理、研究现状及应用前景等方面进行介绍。
一、水力喷射压裂技术的原理
水力喷射压裂技术是通过管道将高压水射入井孔，形成高速射流冲击岩石，使岩石产生裂缝，从而改善储层渗透性和增加油气的产能。
在使用水力喷射压裂技术时，要首先选择合适的注水井，并通过高压泵将水注入到井下，在井孔中形成高速射流，冲击岩层，形成裂缝。
水力喷射压裂技术可以提高油气井的产量，同时也有利于油气田的长期开发。
二、水力喷射压裂技术的研究现状
目前，水力喷射压裂技术已经成为油气田开发中的重要技术手段之一。
在国内外，有很多研究机构在水力喷射压裂技术领域进行了深入的研究。
尤以美国在该领域的研究和应用最为广泛。
美国的石油开发企业对水力喷射压裂技术进行了大量的实验和应用，积累了丰富的经验。
美国的一些油气田通过水力喷射压裂技术，成功地提高了产能，使生产效益大幅度提高。
国内也有不少研究机构在水力喷射压裂技术方面进行了大量的研究，取得了一些重要的研究成果。
一些国内的油气田也开始应用水力喷射压裂技术，取得了一些成功的实践经验。
在未来，随着技术的不断进步，水力喷射压裂技术将得到更广泛的应用。
随着油气资源的逐渐枯竭，传统的油气开采技术已经不能满足日益增长的能源需求，水力喷射压裂技术将成为油气田开发的重要手段。
加大对水力喷射压裂技术的研究和应用力度，促进水力喷射压裂技术的进一步发展是十分必要的。
国内压裂技术介绍
一、水力喷射分段压裂技术
2.水力喷射分段压裂工具
第一级滑套内径50mm 第二级滑套内径45mm 第三级滑套内径40mm
第四级喷枪－无滑套 使用后滑套－基本无磨损
滑套方案设计——5 ½ ″套管五级喷枪
一、水力喷射分段压裂技术
2.水力喷射分段压裂工具（工具串组成）
压裂时间13天15级,所有桥塞用一个钻头一趟钻完,用时40小时
2010年股份公司水平井分段改造应用情况
技术来源 油田 大庆 长庆及苏里格 自主研发 西南 吉林 水平井分段压裂技术 双封单压，水力喷砂 施工井数 42 72 7 38 分段5段以上井数 28 50 4 1 单井最多分压段数 15 10 8 5
州扶51-平52井压裂施工曲线
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
该井目前产液9.5t/d，产油8.1t/d，是周围压裂直井产液、产 油量的6.3倍和7.4倍，是同区块压裂水平井的1.4倍和1.6倍
汇报提纲
• 企业介绍与系统能力 • 一、水力喷射分段压裂技术 • 二、双封单卡分段压裂技术 • 三、滑套式封隔器分段压裂技术 • 四、国外水平井分段压裂技术 • 五、华鼎施工能力保障
三、滑套式封隔器分段压裂技术
1. 压裂方式的选择
三、滑套式封隔器分段压裂技术
（1）层间隔离方式的选择
常用封隔器 ，长度1.61.7m,耐压 70MPa,适用 于裸眼、套 管井
膨胀率大， 长度2m以上, 耐压52MPa, 适用于井眼 扩张大的非 标裸眼井、 套管井
适用于层间 段长井况， 长度50500m,适用于 裸眼、套管 、筛管井
水平井水力喷射分段压裂技术
滑套工具尺寸
名称
第七级 第六级 第五级 第四级 第三级 第二级 第一级 单向阀内孔
60型滑套
50
46
42
38
34
30
26
22
低密度
钢球
55
49-48 45-44
41-40
37-36
33-32 29-28
25
2.0～2.6
二、水力喷射压裂工具设计研制
5 ½″套管不动管柱10段加砂压裂工具已加工完毕
➢ 采用投球滑套工具，不动管柱常规油管水力喷射分段压裂技术8h完成三段压裂，衬管完井（裸眼） 水平井首次试验成功。
➢ 分别完成40m3、30m3、30m3陶粒的施工，油管排量3.0～3.3m3/min，最高砂浓度700kg/m3，泵压65～ 76MPa，环空排量0.9～1.5m3/min。
➢ 完井仅0.3×104m3/d，压裂后测试天然气无阻流量16.1×104m3/d，增产倍比达到50倍以上，高于邻 井单层压裂11.4×104m3/d的平均水平。
6、喷嘴压损与排量关系
100 90 80 70
Φ=5mm Φ=6mm Φ=6.35mm Φ=5.5mm
60
50
40
30
20
10
0 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
喷嘴排量(m3/min)
• 随排量的增大，喷嘴压损急剧增加； • 喷嘴直径的增大，喷嘴压损降低。
二、水力喷射分段压裂机理与参数 7、围压对喷射压力的影响
水平井水力喷射分段压裂技术
提纲
一、前言 二、水力喷射分段压裂机理与参数 三、水力喷射压裂工具设计研制 四、现场施工工艺设计与应用 五、结论与展望
不动管柱水力喷射逐层压裂技术在现场成功应用
不动管柱水力喷射逐层压裂技术在现场成功应用1. 引言不动管柱水力喷射逐层压裂技术是一种先进的油气田开发技术，通过在井筒内设置管柱、喷射器和压裂器等装置，实现对油气层逐层压裂，提高油气产量。
该技术在现场应用中具有较高的成功率和效果，本文将介绍该技术的工作原理、优势以及在现场应用中的成功案例。
2. 技术原理不动管柱水力喷射逐层压裂技术的基本原理是通过在油气井井筒内设置不动管柱和压裂器，在需要增产的油气层上设置喷射器，利用泵送压裂液体和高速射流，将油气层压裂，形成裂缝通道，提高油气的渗流能力，最终达到增产的效果。
3. 技术优势不动管柱水力喷射逐层压裂技术相比传统的压裂技术具有以下优势： - 可逐层压裂：能够对油气层实现逐层压裂，更精细地提高产量。
- 不涉及管柱下楼：由于不动管柱的设置，无需进行管柱下楼，降低作业风险和成本。
- 操作简便：操作过程简单，易于实施，可大大提高作业效率。
- 高成功率：在现场应用中具有较高的成功率和效果，被广泛应用于油气生产。
4. 成功应用案例4.1 某油田A区块•在某油田A区块，采用不动管柱水力喷射逐层压裂技术，成功对多口井实施压裂作业。
•通过逐层压裂，油井产量平均提高了25%，有效延长了油田的产能。
•技术应用效果被相关公司评定为高效、稳定，为公司创造了可观的经济效益。
4.2 某天然气田B区块•在某天然气田B区块，应用不动管柱水力喷射逐层压裂技术，成功提高了天然气井的产量。
•经过压裂作业后，天然气产量明显增加，且产量维持稳定。
•技术应用效果得到了业内专家的高度评价，被认为是一种高效的提高产量的技术手段。
5. 结论不动管柱水力喷射逐层压裂技术在现场应用中取得了显著成功，通过逐层压裂可以实现油气产量的有效提高，对于油气田的开发具有重要意义。
技术的优势在于可逐层压裂、操作简便且成功率高，为提高油气产量提供了一种高效可行的方案。
不动管柱水力喷射逐层压裂技术有望在未来更广泛地应用于油气开发领域，为行业发展带来新思路和可能。
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四、国内外技术应用情况
2002年7月62口井的统计表明，截至当时，裸眼水平井内的应用最多，成功率 较高。平均增产30～60%，成本与单级压裂相当或稍高。
套管井 衬管井 裸眼井 17 6 40 垂直井 水平井 大斜度井 分支水平井 11 49 2 4 压裂 挤酸 油管作业 CT 作业 52 10 44 18 酸 支撑砂 其他支撑剂 31 30 2 经济成功 技术成功 失败 34 21 7
施工用喷射工具串
F138-p150
1607-1607.5m,总烃值1.2-1.4%,含油砂岩占岩屑含量 5% 1624-1624.5m,总烃值1.5-2%,含油砂岩占岩屑 含量5%
1704-1704.5m,总烃值1.3-1.6%,含 油砂岩占岩屑含量20% 1877-1877.5m,总烃值1.2-1.5%,含油砂岩 占岩屑含量20%
4 、5
二、技术简介
2.3 工作机理
2.3.1 诱导压裂机理 射流动压转化原理 V2/2+P/ρ =C 射孔过程：Pv+Ph<FIP，不压裂（孔内双向流 动：射流入孔，反溅返流） 环空加压后，Pv+Ph+Pa>FEP，射流诱导起裂 （调整环空压力，可适应不同地层的压裂）
2.3.2 诱导裂缝延伸机理 射流卷吸井底液流沿孔道流入裂缝， 填充并诱导裂缝延伸 射流产生的推进压力与环空压力叠加 超过FEP（破裂压力）
二、技术简介
2.1 概述
射流诱导压裂技术，是一种集射孔、压裂、隔离一体化的新型增产措施，无须机 械封隔装置可实施分段压裂。施工周期短、造缝位置准确、作业成本低。 （该技术可用于酸化、酸压、 加砂压裂）
2.2 基本作业过程
1. 工具入井定位
1 、2
3
2. 油管内泵入射孔工作液， 水力射孔
3. 油管内泵入压裂工作液维 持喷嘴压降、环空加压， 诱导孔内起裂、裂缝延伸 4. 回拉工具定位，第二段裂 缝射孔、压裂 5. 重复4，完成多段压裂
三、适用条件分析
随着油田开采难度的加大，不仅强调技术的有效性，更重视技术的经济性。 1. 低渗透地层水平井作业：低渗透油气藏水平井的后续改造是水平井实施的主要 难点，准确放置裂缝/有效实施分段作业/射孔压裂一体。 2. 老油田薄差油层开采：为挖潜剩余油保持稳产，井筒中分散的多个薄差层开采 要求能精确定位、适应大跨距分层作业的低成本压裂技术。 3. 老井增产改造的安全施工：水力喷射压裂技术具有环空压力与井底压力低的特 点，可用于套管与井筒剩余强度有限的老井增产改造，确保井筒安全。 4. 特殊完井方式对作业技术的要求：裸眼完井、衬管完井、尾管完井等特殊完井 方式，使封隔器、桥塞等工具作业难度加大、成本增加。本技术能较好适应。 5. 低渗透未动用储量的经济开采：一般需要压裂，而且由于产能和产量有限要求 压裂的成本更低。 6. 低成本分层分段压裂：大井段合压→小井段分段压裂
井深 m 457～3018 BHA外径 mm 72.6～93 用砂量 Kg/缝 1360～56000 最大砂浓度 kg/m3 1678 最薄层段 m 0.5～0.76 排量 M3/h 57～400
二、技术简介
2.4 工作机理
2.4.1液体动力封隔机理
裂缝的生成/延伸基于射流的诱 导作用，只会在当前喷射射孔 的孔道内发生。
环空压低于FEP，不会在井筒 的其它部位产生新裂缝，也不 会使先前产生的裂缝扩展。 压裂液经作业管柱泵入，经喷 嘴喷入射孔孔道内，极少进入 井筒的其他部位。 射流在孔口的抽吸作用，强化 了封隔效果。
水力喷射压裂技术
目
录
一、技术定位与选井条件
二、技术简介
三、适用条件分析
四、国内外技术应用情况
一、技术定位与选井条件
定位：解堵/薄层/近井带改造 1. 近井带解堵，实现增产增注（穿透深度污染层/延长作业周期） 增产：以增产为作业目标的井，应具有一定的生产潜力。 增注：优先选择由于伤害或堵塞严重，导致产量下降或注入困难的井。 2. 薄层与底水/气顶油层作业 薄层：精确定位，可用于2m以下的薄夹层，可用于近水薄油层，解决常规措 施作业较为困难的问题。 底水/气顶油层：封堵+避开出水/气界面射孔+控制避水/气高度→降低含水 率（气油比）、提高产量。 3. 近井带改造 垂向微裂缝性低渗透油气藏，实施定向射孔。增加沟通裂缝的几率，可增加 产量并提高采收率，或增加注入量并改善驱油效果。 用作压裂的预处理。破裂压力高的低渗透油气藏，实施定向水力射孔，降低 破裂压力与流动阻力，改善压裂效果。 低渗、特低渗油气藏，实施水力射孔与压裂一体化作业，强化作业效果。
有一口井内既有套管井段、又有裸眼井段 到 2005年中期，水力喷射压裂技术应用超过130多口井。包括酸化压裂、支 有一口井内不同井段采用酸、支撑砂组合压裂
撑剂压裂、组合压裂和大排量清水压裂，涉及固水泥、不固水泥套管井、开 槽衬管井、裸眼井。大部分为陆上作业，有部分用于海上和深海作业。 其中，到2005年5月，水力喷射射孔环空压裂技术HJP-AF应用超过45口井，平 均增产40～60%。使用1.75CT时总体作业参数见表：
1874-1874.5m,总烃值2-4%,含油砂岩占岩屑含 量10% 2026-2026.5m,总烃值2-4%,含油砂岩占 岩屑含量10%
1950-1950.5m,总烃值2-2.5%, 含油砂岩占岩屑含量30%
2249-2249.5m,总烃值4-5%,含油砂岩占岩屑含量10%
2194-2194.5m,总烃值1.2-1.4%,含油砂岩占岩屑 含量5%
控制环空流量保持合适的环空压力至为关键。 （补偿井眼滤失、补充裂缝维持压力）
二、技术简介
2.5 技术特点
1. 射孔压裂一体，可准确控制造缝位置、方位 2. 不需封隔器和桥塞即可有效实施分段压裂； 3. 双流道作业方式 环空压力低，可用于套管强度较低的场合 可实现井底压裂液特性的瞬间调制，如泡 沫特性、支撑剂浓度、化学剂浓度 控制灵活。哪怕在同一口井内，每段裂缝 可定制大小、可采用不同方式压裂 4. 每段分别作业，作业规模缩小、周期短、成本低。 5. 及时反洗、返排；实时微型压裂测试与监测，控制有效性高 6. 井底破裂压力低，无效裂缝少，可采用高砂比 7. 适应性广。可适应裸眼水平井等多种井况，可用于多种压裂方式