水平井压裂工艺现状及发展趋势_曾凡辉
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望随着页岩气的广泛开采和开发，水平井压裂技术作为其中非常重要的一环，也得到了广泛的应用。
水平井压裂工艺技术是指在水平井中采用射孔和流体压裂技术，将固体颗粒、流体或者气体等媒介推动到井壁中断层裂缝中，从而形成足够宽阔的裂缝，进而实现岩石破裂和油气的产生与流动。
本文将对水平井压裂工艺技术现状及展望进行探讨。
一、现状分析当前，水平井压裂技术在页岩气开采中发挥了非常重要的作用。
该技术成功应用于美国、加拿大、阿根廷、中国等多个国家，对于页岩气这一大众能源的储备和利用发挥了积极的促进作用。
同时，在页岩气储层中，水平井压裂技术可实现留存厚度及生产能力的最大化，增加有效井段长度，提高井产量和储量。
目前，水平井压裂技术已经经过长期的研究和发展，其技术不断成熟。
随着水平井和压裂技术的不断发展，水平井产量逐年提升，压裂效率也在不断提高。
在压裂流体方面，传统液体压裂主要采用水作为压裂流体，而现在则在传统基础上，加入了一些化学材料，如界面活性剂、纳米粒子和纤维素醚等，可增加压裂液黏度、强度和粘度，提升压裂效果。
同时，由于水平井的特殊性，对于井间距、压裂剂质量、井间压力和应力等参数的控制非常重要，可以通过数值模拟和数据采集等方式来实现。
此外，在压裂设备方面，目前主要采用液压式压裂设备和电动式压裂设备。
其中，电动式压裂设备可以实现更高的精准度和更好的自动化控制，被广泛应用在沙漠、高海拔、深海和环保等特殊领域。
二、展望随着页岩气开采的日益繁荣，水平井压裂技术的发展也面临着新的挑战与机遇。
未来，水平井压裂技术将继续发展和创新，主要表现在以下几个方面：1.新材料的研发与应用随着液体压裂越来越广泛应用，其固液混合物的粘弹性、破裂力和破坏能力将成为技术发展中的瓶颈。
为此，需要研发出高效可靠的增压剂、润滑剂和减阻剂。
此外，还需要探索利用纳米材料、超级材料等新型材料，改善压裂流体的防止泄漏、减少对环境的负面影响的特性。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望水平井压裂工艺技术是一种提高油气井产能的重要方法，它通过在井筒内注入大量高压液体，在地层中形成裂缝，增加油气井与油层的接触面积，从而提高产能。
本文将介绍水平井压裂工艺技术的现状及展望。
目前，水平井压裂工艺技术已经取得了一定的研究成果，并在工业生产中得到了广泛应用。
主要包括以下几个方面：水平井压裂工艺技术已经形成了一套完整的理论体系。
研究者通过实验和数值模拟，深入研究了水平井压裂过程中的流体力学特性、压裂裂缝形成与演化机理等关键问题，对工艺参数的选择和优化提供了理论依据。
水平井压裂工艺技术已经形成了一套成熟的操作流程。
通常包括井筒完钻和钻井液清洗、套管固井、水平段入井和固定、作业液的选择和配比、压裂参数的确定和控制等环节。
这些操作流程经过长期实践验证，已经具有较高的可靠性和适用性。
水平井压裂工艺技术已经形成了一套完善的设备体系。
包括压裂液体制备、压裂泵车、压裂监测设备、压裂布局工具等。
这些设备不仅能够满足水平井压裂的需要，还能够进行远程监控和数据处理，提高了施工效率和控制精度。
水平井压裂工艺技术还面临一些挑战和问题。
首先是高成本和高风险。
水平井压裂过程中需要使用大量的化学品和能源，施工风险较大，一旦出现问题会造成较大的经济损失。
其次是环境污染问题。
压裂液中的化学物质和地下水的交互作用可能导致地下水污染，对生态环境造成危害。
再次是产能退化问题。
水平井压裂后，在一定时间内产能会有所增加，但随着时间的推移，裂缝会逐渐封闭，产能也会逐渐下降。
展望未来，水平井压裂工艺技术仍然有很大的发展空间。
一方面，可以进一步优化工艺参数和操作流程，提高工艺的稳定性和可控性，降低成本和风险。
可以开展更深入的研究，探索新的压裂技术和方法。
可以研究新型压裂液体的配方和制备，开发更高效的压裂泵车和监测设备，探索新的压裂布局方式，用于更多类型的地质条件和油藏类型。
还可以加强环境保护意识，研究环境友好型压裂液体的应用，减少对地下水的污染。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望水平井压裂技术是一种用于增加地下油气储层产能的有效工艺，已经被广泛应用于油气勘探与开采领域。
本文将对水平井压裂工艺技术的现状进行综述，并展望其未来发展趋势。
1. 技术原理：水平井压裂技术是通过在油气储层中钻探一根水平井管，然后通过高压液体将压裂剂注入井孔中，从而形成裂缝网络，增加储层的渗透率，促进油气的流动。
2. 应用领域：水平井压裂技术主要应用于非常规油气储层的开发，如页岩气、页岩油和煤层气等。
水平井压裂技术也被应用于传统油气田的增产。
3. 技术难点：水平井压裂技术面临的主要难题包括压裂剂的选择、裂缝网络的设计和优化、裂缝扩展和稳定性等。
目前，针对这些问题已经有了一些解决方案，但仍需进一步研究改进。
4. 技术发展：水平井压裂技术自20世纪80年代开始应用于油气勘探与开采，经过几十年的发展，已经取得了显著的成果。
特别是在美国，在页岩气开发中取得了巨大的成功，成为美国能源革命的关键技术之一。
1. 提高效率：目前，水平井压裂技术在工艺效率上仍有提升空间。
未来，可以通过改进压裂剂的性能，优化裂缝网络设计和优化压裂参数等措施，提高压裂效果，提高产能和采收率。
2. 精细化设计：由于地下油气储层的复杂性，水平井压裂技术还面临着很多挑战。
未来，可以通过引入计算模拟、导向钻井等先进技术，精细化设计水平井和压裂工艺，提高压裂效果和经济效益。
3. 环境友好化：在水平井压裂过程中，压裂液中的化学物质可能对地下环境造成一定的影响。
未来，可以通过研究和应用环境友好的压裂剂，减少对环境的影响，并开展相关环境保护技术的研究。
4. 多学科融合：水平井压裂技术是一个涉及地质学、工程学、化学等多学科的综合技术。
未来，需要进一步加强不同学科之间的交流与合作，共同推动水平井压裂技术的发展。
水平井压裂技术是一项广泛应用于油气勘探与开采领域的有效工艺。
虽然在技术原理和应用领域上已经有了明确的进展，但仍面临一些技术难点。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术是一种常用于增加油气井产能的工艺，它通过在水平井段注入高压液体，破裂储层，扩大储层渗透性，从而提高油气井的产能。
水平井压裂工艺技术在近几十年中取得了显著的发展，但仍然存在一些挑战和改进的空间。
1. 压裂液体的研究：压裂液体是水平井压裂中的关键因素，目前常用的压裂液体包括水基、油基和液体类等，它们各有优缺点。
未来的发展方向是研发出更环保、高效的压裂液体，减少对环境的污染，并提高施工效率。
2. 压裂剂的研究：压裂剂是压裂液中能够产生并维持破裂缝的固体颗粒。
目前常用的压裂剂有石英砂、陶瓷颗粒等，但它们存在流动性差、易堵塞缝道等问题。
未来的发展方向是研发出具有良好流动性和高强度的压裂剂，以提高压裂缝的持续性。
3. 压裂设计的优化：水平井压裂设计是决定压裂效果的关键因素之一。
目前常用的优化方法有试井资料分析、数值模拟等，但这些方法在实际应用中存在一定的局限性。
未来的发展方向是进一步完善水平井压裂设计方法，提高压裂效果和经济效益。
4. 压裂监测技术的发展：压裂监测技术是评估水平井压裂效果和优化压裂设计的重要手段。
目前常用的监测方法有地震勘探、压力监测等，但这些方法存在成本高、实时性差等问题。
未来的发展方向是研发出成本低、实时性强的压裂监测技术，以便更好地评估和优化水平井压裂效果。
水平井压裂工艺技术在油气井增产领域具有广阔的应用前景。
未来的发展方向是通过优化压裂液体、压裂剂和施工设计等，提高水平井压裂效果，降低成本，减少环境污染，并通过先进的监测技术实时评估和优化压裂效果，以达到更高的油气井产能和经济效益。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望水平井压裂工艺技术是一种重要的增产技术，对于开发和利用低渗透油气田具有重要意义。
目前，水平井压裂技术已经取得了较大的进展，在水平井的射孔、液体喷射、压裂液设计等方面进行了大量的研究和实践，取得了很好的效果。
水平井压裂工艺技术仍然存在一些问题和挑战，需要进一步的改进和创新。
水平井压裂技术的存在问题之一是压裂液的选择。
水平井的尺寸较小，对压裂液的流变性能和输送能力要求较高。
目前，常用的压裂液有水基液、油基液和乳化液三种，但每种压裂液都存在一定的问题。
水基液的使用比较广泛，但在超低渗透和致密油气田中，其使用效果有限，易造成返排水问题。
油基液具有较好的抗返排能力，但是成本较高，不易实际应用。
乳化液是一种新型的压裂液，具有较好的适应性和流变性能，在一定程度上可以解决水基液和油基液的一些问题，但其应用还需要进一步研究和验证。
水平井压裂技术在射孔方面也存在一些问题。
传统的射孔技术在水平井中难以实施，常常会出现射孔孔洞不稳定或者射孔精度不高的情况。
需要研究和开发适用于水平井的新型射孔技术，以提高射孔效果和井筒稳定性。
水平井压裂技术在压裂液喷射和控制方面也存在一些挑战。
由于水平井井壁与地层接触面积大，压裂液在地层中的分布和控制较为困难，容易造成不均匀压裂和失效区域的产生。
需要研究和改进液体喷射技术和井筒保护技术，以提高压裂工艺的效果和可控性。
展望未来，水平井压裂工艺技术可以从以下几个方面进行改进和创新。
可以研究和开发更加适应低渗透油气田的新型压裂液，提高压裂效果和经济性。
可以进行水平井射孔技术的研究，开发适用于水平井的高精度射孔工具和技术。
可以研究和改进液体喷射和控制技术，提高压裂液在地层中的分布和控制能力。
可以研究和开发更加智能化和自动化的水平井压裂工艺技术，提高工艺的可控性和稳定性。
水平井压裂工艺技术在油气田开发中具有重要的作用和潜力。
虽然目前存在一些问题和挑战，但通过改进和创新，相信水平井压裂工艺技术在未来的发展中会取得更好的效果，并为低渗透油气田的开发和利用提供更好的技术支持。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望水平井压裂工艺技术是一种在油气开采过程中常用的增产技术。
随着油气资源的日益枯竭和能源需求的不断增加，水平井压裂技术得到了广泛的应用和发展。
本文将对水平井压裂工艺技术的现状及展望作一详细的介绍。
1. 水平井压裂技术的起源水平井压裂技术起源于美国，上世纪90年代在美国的油气田开采中开始得到广泛应用。
通过对水平井进行定向钻井和高压液体介质的注入，从而将岩层进行压裂，增加了裂缝的面积和导流能力，提高了油气的产量。
2. 水平井压裂技术的应用水平井压裂技术在油田和气田的开发中得到了广泛的应用。
通过这一技术，能够有效地开采低渗透储层、致密砂岩和页岩气等非常规油气资源，提高了油气田的开采效率和产量。
3. 水平井压裂技术的发展随着油气资源的日益枯竭和能源需求的不断增加，水平井压裂技术的研究和发展也日益受到重视。
在技术方面，水平井的水平段长度和井眼直径越来越大，压裂技术也更加精细化和智能化；在装备方面，钻井设备和压裂设备也在不断更新和完善，提高了作业的效率和安全性。
4. 水平井压裂技术的问题水平井压裂技术在应用过程中也存在一些问题。
压裂液回收、裂缝控制、产能持续性等问题，需要在技术上不断攻关和改进。
二、水平井压裂工艺技术展望1. 技术的智能化和精细化未来，水平井压裂技术将朝着智能化和精细化的方向发展。
通过引入先进的传感技术和互联网技术，实现作业过程的实时监测和智能控制，提高作业的精准度和安全性。
2. 环保技术的研发和应用水平井压裂过程中产生的废水和废液对环境造成了一定的影响，未来需要加大对环保技术的研发和应用力度，实现压裂液的高效回收和再利用，降低对环境的影响。
3. 产能持续性技术的研究和应用水平井压裂工艺技术在增加了产能的也存在一定程度上的产能持续性问题。
未来需要加大对产能持续性技术的研究和应用，延长油气田的有效生产期，降低油气田的衰竭速度。
4. 新材料和新技术的推广应用水平井压裂工艺技术的发展也离不开新材料和新技术的推广应用。
水平井分段压裂工艺技术现状及展望
水平井分段压裂工艺技术现状及展望1. 引言水平井分段压裂工艺技术是一种常用的石油勘探和开发技术，对提高油气勘探和开发的效率和效益具有重要意义。
本文将对水平井分段压裂工艺技术的现状及未来发展进行探讨。
2. 水平井分段压裂工艺技术现状水平井分段压裂工艺技术是利用高压泵将水泥、砂等混合物注入井眼，以增强孔隙岩石的固结状态，增加天然气开采效率的有效技术。
目前，该技术已经在中国石油、中海油等国内外大型石油公司得到广泛应用。
同时，随着技术的不断推进和优化，水平井分段压裂工艺技术在效率和可靠性方面也不断得到提升。
具体来说，当前水平井分段压裂工艺技术的主要特点包括以下几个方面：一是针对油气藏地质条件和井眼特征，开展针对性的工艺设计，力求最大限度地提高井眼处理效果。
二是采用先进的井下测量技术，能够快速准确地获取井眼的地层信息和控制井眼的贯穿能力，进一步提高压裂工作效率和成功率。
三是通过合理的措施，减少剩余油气的开采难度和成本，以有效保障勘探开发的可持续性发展。
3. 水平井分段压裂工艺技术展望未来，水平井分段压裂工艺技术将继续得到引进、推广和应用。
随着科技不断发展，水平井分段压裂工艺技术也将实现创新，包括以下几个方面：首先，将建立更加强大的软硬件基础设施，包括井下测量、设备监控等技术，借助系统化的数据采集和处理来实现更高效的地质勘探和油气开采。
其次，低碳经济、清洁能源的需求将推动水平井分段压裂工艺技术的不断优化和改进。
作为一项核心技术，水平井分段压裂工艺技术将不断拓展应用范围，支持更广泛的油气勘探和开发。
4. 结论总的来说，水平井分段压裂工艺技术作为一种发展日益成熟的油气勘探与开采技术，具有极其重要的应用前景。
近年来，在新技术、新工艺的推动下，水平井分段压裂工艺技术得到了迅速发展，同时面临前所未有的机遇与挑战。
因此，我们需要加强研究和开发，不断提高技术水平，探索解决当前发展过程中的难点与问题，以推动水平井分段压裂工艺技术健康快速发展。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望水平井压裂工艺技术是一种在油气开采中常用的技术手段，通过对水平井进行压裂处理，可以大大提高油气储量的开采效率。
随着油气开采技术的不断进步和完善，水平井压裂工艺技术也在不断发展和改进。
本文将对水平井压裂工艺技术的现状及未来展望进行分析和探讨。
1.技术原理及发展历程水平井压裂是一种利用高压液体将岩石裂开，从而增加岩石孔隙中的油气渗透性的技术。
水平井压裂技术最早起源于20世纪40年代的美国，在60年代开始逐渐应用于石油开采中。
随着对水平井压裂技术的不断改进和完善，现代水平井压裂技术已经成熟，并在全球范围内被广泛应用。
2.技术分类及特点根据压裂液体的属性和使用情况，水平井压裂工艺技术可以分为液体压裂、气体压裂和混合压裂等多种类型。
液体压裂是最常见的一种，通过将高压液体注入井下，利用压力将岩石裂开，从而增加油气储量的产出。
而气体压裂则是利用高压气体将岩石裂开，混合压裂则是将液体和气体一同注入井下进行压裂处理。
水平井压裂工艺技术的特点主要包括提高油气产量、提高开采效率、缩短生产周期、减少环境影响等。
相比传统的垂直井开采技术，水平井压裂技术在油气开采中具有显著的优势。
3.应用情况及效果评估水平井压裂技术在世界范围内得到了广泛的应用，并取得了显著的成效。
特别是在北美地区，水平井压裂技术已经成为油气开采的主流技术手段。
通过对水平井进行压裂处理，可以大大增加油气产量，提高油气储量的开采效率。
国内也在不断推广和应用水平井压裂技术，特别是在页岩气开采方面取得了良好的效果。
通过水平井压裂技术，将页岩气中的油气提取出来，为我国能源资源的开发做出了重要贡献。
1.技术瓶颈及需进一步突破尽管水平井压裂技术在油气开采中取得了很大的成功，但在实际应用中也存在一些瓶颈和问题。
压裂液体对环境的影响、压裂后的油气产量衰减速度等问题，都需要进一步的技术突破和解决。
水平井压裂技术在开采成本和效益上也面临一些挑战，特别是在压裂液体的成本、井下设备的磨损和维护等方面。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望水平井压裂技术是一种常用的油气开发方式，通过在水平井井筒内注入高压流体，将形成裂缝的岩石层进行破裂，从而提高油气的产能。
本文将介绍水平井压裂工艺技术的现状及展望。
目前，水平井压裂技术已经成熟应用于油气开发领域。
现阶段的水平井压裂工艺技术主要包括以下几个方面的进展：1. 压裂液体系：传统的压裂液主要以水基液为主，但由于水基液的渗透能力较弱，限制了裂缝的扩展效果。
如今研究人员开始尝试使用CO2、甲醇、丙醇等非水基液体系来提高压裂液的渗透能力，以取得更好的压裂效果。
2. 减小裂缝面积漏失：裂缝面积漏失是压裂效果不理想的一个主要原因。
为了解决这个问题，研究者们通过优化压裂液体系和注入参数，减小裂缝面积漏失，提高油气的产能。
还开展了基于纳米技术的材料研究，以制备更高强度的裂缝填充材料，从而减小裂缝的漏失程度。
3. 压裂裂缝的控制和优化：压裂裂缝的控制是水平井压裂技术的核心问题。
研究人员通过改变压裂参数、调整注入液体的流量和压力，以及使用正确的压裂工具和技术，来控制并优化裂缝的形成和扩展。
这将有助于最大程度地提高油气的产能。
展望未来，水平井压裂技术仍将继续发展并取得更好的效果。
以下是未来水平井压裂工艺技术发展的一些展望：1. 环境友好型液体系统：由于传统的压裂液体系中使用了很多化学物质，对环境造成了一定的污染。
未来的发展方向是研究开发一种环境友好型的液体系统，以减少对环境的不良影响。
2. 智能化压裂技术：当前，压裂过程中的压力和流量控制主要依靠操作人员的经验和判断。
未来，随着人工智能技术的不断发展，可以研发智能化的压裂技术，以实现自动化的压裂操作和实时监测。
3. 优化的压裂液体系：研究者可能会继续优化压裂液体系，并寻找更适合不同地质条件的液体组分和比例，以达到更高效的压裂效果。
4. 联合开发技术：由于目前的压裂技术仍存在效果不理想的问题，未来的发展方向之一可能是将压裂技术与其他油气开发技术相结合，如水驱、燃烧驱等，以发挥各种技术的优势，提高产能。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望水平井压裂技术是一种在水平钻井工程中广泛应用的加密油层或气层生产的工艺技术。
随着对能源需求的不断增长，水平井压裂技术已成为开发深水和极深水油气资源最有效的方式之一。
本文将介绍水平井压裂技术的现状，并展望其未来的发展方向。
现状：1. 水平井钻探技术的进步水平井钻探技术的不断进步为水平井压裂技术提供了强有力的支持。
水平井钻探技术的进步减少了钻井成本，缩短了开采周期，提高了油气输出率，是水平井压裂技术得以广泛应用的重要因素。
2. 压裂剂技术的提升压裂剂技术的提升是水平井压裂技术不断发展的关键因素之一。
现在的压裂剂技术中，新型压裂剂使用可降解的材料，能够防止更多的环境污染。
3. 人工智能现代化管理人工智能技术在现代化管理中扮演着不可替代的角色。
水平井压裂生产也同样需要进行先进的人工智能现代化管理。
采用人工智能技术可以使得井场的人员保持高效率，降低生产成本。
未来的发展方向：1. 环保型技术环保型技术对于人类的现在和未来都具有非常重要的意义。
未来水平井压裂技术的发展将会更加关注环保型技术的使用，减少环境污染的影响。
2. 智能化技术智能化技术是井场人员和设备非常重要的控制手段。
未来水平井压裂技术的发展将会采用更加先进的智能化技术，使得井场的人员和设备的控制变得更加精准、高效和智能。
3. 高效油气采集高效油气采集一直是水平井压裂技术的目标之一。
未来，水平井压裂技术的发展将会着重于如何更加高效地采集油气，如采用更加高效的压裂剂、增加压裂泵的数量和效率、提高油气产出率等。
结论：水平井压裂技术是一种高效的油气采集工艺技术，广泛应用于深水和极深水油气资源开发中。
未来该技术的发展将会着重于环保型技术、智能化技术和高效油气采集技术的应用，助力能源领域的可持续发展。
水平井压裂工艺技术现状及发展趋势
浅议水平井压裂工艺技术现状及发展趋势【摘要】以应对当前油气开发的新形势为出发点，对水平井分段压裂工艺的技术现状进行了全面分析，对其发展趋势做出了科学合理的预估，对指导现在和以后的水平井分段压裂工艺的应用具有一定的现实意义。
【关键词】水平井压裂工艺现状趋势当前，油田类型日益复杂、开发难度逐渐上升是在中国油气开发面临的不利形势。
提高油田开发效益，高效开发边际油田，最大限度地提高油藏采收率，已成为石油行业共同追求的目标。
近几年，我国原油新增储量的70%属于低渗透油藏，使开采方式、油井生产动态表现出特殊性。
作为，提高油田勘探开发综合效益的重要途径，水平井以能增大油田的泄油面，明显提升单井产量，充分利用储量等优势，被广泛运用到整装、稠油、断块、低渗透、边底水等油藏油田中。
在此，结合个人实践经验，对水平井压裂工艺技术现状及发展趋势作一些有益的探索。
1 水平井压裂技术现状1.1 化学隔离分段压裂目前，行内较为先进的化学隔离分段压裂技术是在水平井最低层下入射孔压裂管柱，并用水喷进行射孔压裂，然后注入水溶性自破胶液体塞，再将射孔压裂管柱提到上一层，依次压开多段地层。
其优势是可调整成胶时限，可控制破胶时间，可实现压裂时的有效封堵，无残渣、低伤害。
1.2 单封压双层压裂其工作原理是：将在井筒内下入分层压裂管柱，再投入钢球至油管内的节流器定压球座位置，并施加液压坐封二级封隔器，在完成下部油层压裂后，再将一枚钢球投至定压喷砂器的球座位置，加压剪断剪钉，下行中心管，关闭下行液流通道，压裂液和支撑剂通过打开的节流阀进入上部油层开始压裂施工，压裂完毕后，由于补偿器作用，逐级解封封隔器，最后提出压裂管柱。
1.3 限流分段压裂作为一种完井压裂技术，限流压裂是通过精准控制炮眼的半径和数量，施工中注入满值排量，利用先开部位的炮眼限流，在大幅提升井底压力的同时，促使压裂液分流，使欲压裂的所有裂缝一次性被压开。
因其工艺简、周期短，有利于油层保护等优点，被主要用在未射孔的新井中。
水平井分段压裂工艺技术现状及展望
第 ２７ 卷第 ９ 期 天 然 气 工 业 开发及开采
水平井分段压裂工艺技术现状及展望
陈 作１ 王振铎１ 曾华国２
（１ ．中国石油勘探开发研究院廊坊分院 ２ ．中国石油吐哈油田公司勘探事业部）
五 、结论与建议
（１）水平井水平井段分段压裂改造是获得较好 效果的前提 ，其工艺技术难点在于分段压裂工艺方 式选择和井下封堵工具 。 （２）目前水平井分段压裂工艺技术方法主要有 化学方法 、机械方法和水力喷射等方法 ，比较而言 ，
水力喷射方法可以实现自动封堵 ，施工风险小 ，可用 于裸眼 、筛管与套管等完井方式 ，一趟管柱可进行多 段压裂 ，缩短施工周期 ，有利于降低储层伤害 ，在国外 的水平井分段压裂中得到广泛的应用 ，其他分段压裂 技术和工具均各有优缺点 ，需进一步改进与完善 。 （３）建议开展 ：① 水力喷射分段压裂技术攻关研 究 ，包括水力喷砂工具 （喷嘴 、喷射器等与配套工具 等） 、水力喷砂压裂优化设计方法与压裂施工工艺技 术 ；② 新型化学暂堵胶塞分段压裂技术研究 ；③ 双封 隔器以及多级封隔器分段压裂工艺技术研究等 。 形 成水平井分段压裂工艺技术及配套工具系列 。
图 １ 水平井压裂水力裂缝形态示意图
的水力裂缝形态为经过转向的复杂的横向或纵向裂缝 。 理论研究表明 ，水平井压后各条裂缝的流态为 线性流和径向流并存的复杂流态 ，在生产一定时间 后 ，水平井中多条裂缝会相互干扰 ，影响各裂缝的产 量 。 因此 ，水平井中裂缝条数的优化非常重要 ，它不 仅影响水平井的产能 ，同时也影响压裂施工的安全 性和最终经济效益 。 研究认为 ，对于垂向渗透率小 于或等于水平渗透率的储层 ，优化的横向裂缝条数 为 ３ ～ ５ 条 。 但水平井究竟需要多少条裂缝与之匹 配 ，须依据实际的储层状况进行优化 。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望1. 引言1.1 研究背景水平井压裂是一种通过注入高压液体使岩石裂缝扩展，从而提高油气流动性的技术。
随着油气资源勘探难度的增加和需求的持续增长，水平井压裂技术逐渐成为油气开发中的重要手段。
研究人员通过不断改进和创新，使水平井压裂技术在提高产能、延长井寿命、降低成本等方面取得显著成效。
研究背景部分主要围绕水平井压裂技术在油气开发中的重要性展开，包括技术的发展历程、应用范围和取得的成果等方面。
还需对当前水平井压裂技术存在的问题和局限性进行分析，为后续的技术展望和发展方向提供参考。
水平井压裂技术的研究背景可以帮助读者全面了解该技术的来源、发展和应用背景，为正文部分的技术现状分析和展望打下基础。
1.2 研究目的研究目的是深入探讨水平井压裂工艺技术在油气勘探开发中的应用现状及存在的问题，进一步分析其在提高油气产量、延长井筒寿命、降低生产成本等方面的优势和局限性。
通过对当前水平井压裂工艺技术的实际案例进行分析，总结出其在不同地质条件下的适用情况，并对未来水平井压裂工艺技术发展方向和应用前景进行展望。
本文旨在探讨水平井压裂工艺技术在提高油气资源开发利用效率、保障能源安全、推动油气行业可持续发展方面的重要性，为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
2. 正文2.1 水平井压裂工艺技术现状分析水平井压裂是一种常用的油气田开发技术，通过水平井钻井技术和压裂技术结合应用，可以有效提高油气田产量。
目前，水平井压裂工艺技术在油气田开发中得到了广泛应用，取得了显著的效果。
水平井压裂工艺技术可以有效提高储层的产能。
通过水平井的钻井，可以延长井底与储层的接触长度，从而提高了储层的开采效率。
通过压裂技术，可以有效破裂储层岩石，增加储层的渗透率，提高了油气的采收率。
水平井压裂工艺技术可以减少油气井的生产成本。
相比传统垂直井，在水平井的钻井工艺中，可以减少钻井长度和材料消耗，从而减少了工程投入。
水平井的压裂技术可以避免井底多次压裂导致的井壁损坏和井筒塌陷问题，减少了维护成本。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望随着页岩油气资源的不断开发，水平井压裂技术成为新一代油气勘探和开发的主要工艺之一。
本文将从压裂技术的基本原理、技术现状、存在问题以及未来展望等方面对水平井压裂技术进行探讨。
一、水平井压裂技术的基本原理水平井压裂技术是一种通过在水平井中注入高压液体将岩石裂开并形成缝隙，从而增加储层渗透性和生产率的工艺。
该技术主要包括以下三个方面：（1）液体注入：将高压液体注入水平井中，包括水和含砂特殊液体。
（2）施力：施加足够的压力使岩石裂开并形成缝隙。
（3）支撑：在岩石裂缝中灌入支撑物质，如小颗粒的石英砂或陶粒，以确保缝隙稳定并增加储层的渗透性。
目前在油气勘探开发中，水平井压裂技术已经广泛应用。
该技术的发展经历了以下几个阶段：（1）水平井压裂的早期阶段：20世纪70年代，美国开始在煤层气开采中使用水力加压深浅井压裂技术。
随着该技术的不断发展，水平井的应用范围逐渐扩大。
（2）常规水平井压裂阶段：上世纪80年代，水平井技术逐渐成熟，常规垂直井压裂技术不再适用，水平井压裂技术因其高效、低成本的特点得到广泛应用。
（3）复杂水平井压裂阶段：21世纪初，随着油气勘探难度的增加，水平井压裂技术也面临越来越多的挑战，如水平井多级分层压裂、长距离水平井压裂和高温高压井压裂等。
（1）环境污染问题：压裂过程中使用的液体，如化学品、石油和水等，可能会对地下水资源造成污染。
（2）压裂工艺的可持续性：随着压裂次数的增加，岩石的渗透性将逐渐降低，使得压裂效果下降。
（3）压裂技术需要大量的水资源，对于水资源供应受限的地区来说，这可能会造成问题。
（1）提高技术的可持续性：开发高效可持续的压裂技术，降低岩石渗透性下降的速度。
（2）减少对环境的影响：研究并开发非化学性质液体，减少对环境的影响。
（3）加强技术升级和创新：通过加强创新和技术升级，提高压裂技术的效率和储层采收率。
综上所述，水平井压裂技术是油气勘探开发的一个重要工艺，然而，该技术的应用还面临着许多问题。
水平井分段压裂工艺研究现状及发展趋势
水平井分段压裂工艺研究现状及发展趋势【摘要】对水平井进行分段压裂，一口井可以形成多条横向裂缝，增产效果比直井更明显，近年来水平井压裂应用越来越广泛。
当水平井需要改造的段数较多时，需要采用分段压裂工艺。
根据工艺技术的不同，分析了5类不同的分段压裂工艺研究现状，指出了目前研究中的不足，并对未来的研究方向进行了分析和展望。
【关键词】水平井分段压裂封隔器水力喷射水平井压裂已成为当今开采低渗透油田的主导措施。
当水平井需要改造的段数较多，就需要采用分段压裂工艺。
分段压裂的突出特点是逐段改造，每次只压裂开1个井段，根据工艺技术的不同，可以分为以下5类：段塞分段压裂、封隔器分段压裂、封隔器+滑套喷砂器水平井分段压裂、水力喷射分段压裂、TAP分段完井压裂。
1 水平井分段压裂造缝机理根据水平井筒轴线方向与地层最大主应力方向的关系，水平井压裂后的裂缝形态主要有3种：水平井筒与最大主应力方向平行，形成纵向裂缝；水平井筒与最大主应力方向垂直，形成横向裂缝；水平井筒与最大主应力方向有一定的夹角，形成扭曲裂缝。
水平井压裂的增产机理在于压裂改变了渗流模式：从压裂前的径向流变为压裂后的线性流，渗流阻力减小很多。
2 水平井分段压裂工艺现状2.1 段塞分段压裂基本原理是在前一段施工快结束的时候，使用高粘度的物理、化学物质在顶替完成后在井筒中故意形成堵塞，使后续液体和支撑剂进入新裂缝。
堵塞材料主要有高浓度支撑剂、超粘完井液、填砂液体胶塞3种。
该工艺优点是无需下入专门工具，就可以确保按照预计的多裂缝压裂进行施工。
缺点是作业周期长、冲胶塞施工时易造成伤害；胶塞强度有限，在深井中不能实现有效的封隔，目前已经较少应用。
2.2 封隔器分段压裂2.2.1 上提管柱分段压裂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，采取上提管柱的方式，实现一趟管柱完成多个层段的压裂。
采用高压差K344封隔器跨隔密封，优化了管柱受力状态，提高了施工的可靠性。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望水平井压裂工艺技术是一种用于增加油气井产能的重要方法，现已广泛应用于油气开发领域。
本文将从现状和展望两个方面对水平井压裂工艺技术进行介绍。
水平井压裂工艺技术的现状：1. 压裂液配方优化：压裂液是实施水平井压裂的关键因素之一。
目前的研究重点是优化压裂液的配方，以提高其性能。
常规的压裂液配方包括水基、油基和乙烯基压裂液。
近年来，还出现了一些新型压裂液，如纳米液体、离子液体等，以提高压裂液的流变性能和压裂效果。
2. 压裂施工技术改进：针对不同的地质条件和油气井的特点，研究人员不断改进压裂施工技术。
采用水平井断层层状压裂技术、高效压裂技术等，以提高压裂的效果和产能。
3. 压裂监测技术发展：为了实时监测压裂效果，研究人员发展了一系列压裂监测技术，如微地震监测、红外热像仪监测等。
这些技术可以提供压裂液的分布情况、裂缝的扩展情况等信息，为优化压裂设计提供依据。
水平井压裂工艺技术的展望：1. 精细化施工：未来的发展趋势是实现水平井压裂施工的精细化。
通过采用更加灵活的压裂液和施工方案，实现对井底地层的精准控制，提高压裂效果和产能。
2. 可持续性发展：现如今，人们对环境保护的要求越来越高。
未来的发展方向是探索更加环保可持续的水平井压裂技术，减少对环境的污染，更好地实现油气资源的开发和利用。
3. 数字化技术应用：随着信息技术的快速发展，数字化技术已经进入到油气开发领域。
未来，水平井压裂工艺技术也将会借助数字化技术的应用得到进一步推进。
通过数据采集、处理和分析，实现对压裂过程的智能化管理和优化。
水平井压裂工艺技术在油气开发中起着重要的作用。
目前，研究人员在压裂液配方、施工技术改进和监测技术发展等方面做出了一系列的努力。
未来的发展趋势是实现水平井压裂施工的精细化、可持续性发展和数字化技术应用。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望水平井压裂工艺技术是一种常用的页岩气开采技术，通过在水平井段注入高压液体使岩石裂缝扩展，进一步提高天然气的渗透能力，从而实现有效开采。
本文将对水平井压裂工艺技术现状进行介绍，并展望未来的发展方向。
目前，水平井压裂工艺技术已经成为页岩气开采的核心技术之一。
其主要特点包括大井段长度、高水平注采比、高密度压裂等。
水平井压裂技术主要包括井斜反压控制技术、高密度压裂技术、微裂缝控制技术、多点压裂技术等。
目前，国内外对水平井压裂工艺技术进行了大量的研究和应用，取得了一定的进展。
主要有以下几个方面的技术改进：井斜反压控制技术。
该技术主要针对水平井压裂过程中的井斜角度、裂缝方向等问题进行研究，通过调整注水速度，使液体从裂缝末端疏散，从而实现裂缝的完整扩展。
高密度压裂技术。
该技术主要通过提高压裂液体的注入速度和注入量，增加岩石的断裂面积。
现在，已经有一些研究开展了高密度压裂技术在水平井压裂中的应用，取得了较好的效果。
微裂缝控制技术。
微裂缝控制技术主要是针对水平井压裂后产生的微裂缝进行控制，避免裂缝的过分扩展和连接，减少非产状裂缝对渗流的影响。
多点压裂技术。
多点压裂技术是指在水平井段不同位置同时进行压裂作业，以提高开采效果。
该技术已经在国内外的部分页岩气开采作业中得到了应用。
未来，水平井压裂工艺技术还有一些可以发展的方向。
可以继续研究优化压裂液体的配方，以提高对页岩气藏的适应性和增产效果。
可以进一步完善井斜反压控制技术，提高裂缝扩展的均匀性和完整性。
可以加强对微裂缝控制技术的研究和应用，减少渗流通道的阻塞和扩散。
可以进一步拓展多点压裂技术的应用，以提高开采效果和资源利用率。
水平井压裂工艺技术在页岩气开采中具有重要的作用。
当前，该技术已经取得了一定的进展，并且未来还有很大的发展潜力。
通过不断的研究和应用，可以进一步提高水平井压裂工艺技术的效果和经济效益，为页岩气开采提供更好的技术支撑。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望水平井压裂工艺技术是一种在水平井井身内进行射孔、压裂、刺激油层以促进油气流动的技术。
其主要目的是通过增加井壁与油层接触面积以及通过增加裂缝面积和孔隙的连通性，提高油藏的开发效果和产量。
本文将介绍水平井压裂工艺技术的现状及展望。
水平井压裂工艺技术从20世纪80年代开始发展起来，经过多年的研究和实践，已经成为一种非常成熟的油气开发技术。
现阶段，水平井压裂工艺技术已经被广泛应用于油气勘探和开发中。
在目前的水平井压裂工艺技术中，主要包括以下几个方面的内容：1.井身设计：水平井的井身设计是压裂工艺技术的基础。
根据油藏的地质特征和开发目标，确定水平段的长度和位置，以及射孔和压裂的方式和参数。
2.射孔技术：射孔是水平井压裂工艺技术中非常重要的一环。
通过合理的射孔设计和射孔方式，可以有效地增加井壁与油层的接触面积，提高压裂液的渗透能力。
3.压裂液配方：压裂液的配方是水平井压裂工艺技术中的关键环节。
通过选择适当的压裂液配方和添加剂，可以提高压裂液的黏度、流动性和溶解性，从而增加对油层的刺激效果。
4.压裂施工：水平井压裂施工是整个技术过程的核心环节。
通过合理的施工方案和操作技术，可以实现对油层的有效刺激和裂缝扩展。
5.评价和监测：评价和监测是水平井压裂工艺技术的重要环节。
通过对井下生产数据和地面监测数据的分析和评价，可以及时调整施工参数和工艺流程，提高压裂效果和产量。
展望未来，水平井压裂工艺技术将继续向以下几个方向发展：1.工艺流程优化：通过改进工艺流程和提高施工效率，减少施工成本和周期，提高开发效果和产量。
2.压裂液技术改进：研发新型压裂液和添加剂，提高压裂液的性能和刺激效果，减少对环境的影响。
3.射孔和压裂技术改进：改进射孔和压裂技术，提高井壁与油层的接触面积，增加裂缝面积和孔隙的连通性。
4.新工具和设备研发：研发新型工具和设备，提高施工效率和质量，减少施工风险和事故。
5.自动化和智能化技术应用：应用自动化和智能化技术，提高施工效率和精度，降低人工操作和管理成本。
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂工艺技术现状及展望
水平井压裂是一种重要的非常规油气开发技术，其通过压入高压流体使裂缝在地层中形成，从而提高井壁间的渗透性能，增加油气产量。
目前，水平井压裂技术已经成为了裂缝增强型石油开采的核心技术之一，不断推动着非常规油气产业的进步发展。
目前，水平井压裂工艺技术已经不断发展，保持着快速的发展趋势，成为了石油行业非常具有前景的领域。
未来水平井压裂工艺技术将会继续向以下三个方面发展和优化：
1. 压裂液的研发和创新。
压裂液的组分和性质决定了实际的裂缝效果和产能，同时也对地下水环境和生态环境产生影响。
因此，未来开发新型、环保、高效压裂液以及压裂液回收、处理、再利用技术将是一个重要的发展方向。
2. 裂缝设计的优化。
裂缝设计的优化将决定井壁间渗透性能的增强效果。
因此，研究并掌握合理的裂缝设计方法是优化水平井压裂技术的关键。
3. 多元化的井壁间改造技术。
随着水平井压裂技术的发展，其应用场景也日益多样化，开展针对性的井壁间改造技术也将成为未来发展的方向。
例如，同时进行水平井压裂和井眼内喷射改造技术，以达到更优化化的油气产量提升效果。
总之，水平井压裂技术以其高效、可控、灵活的优势优势已成为非常规油气开发中的重要手段。
随着技术的不断革新和发展，其未来发展前景极大，将助力非常规油气产业的可持续发展。
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[收稿日期]2010 07 02[基金项目]国家油气重大专项(2008ZX05006 005 002)。
[作者简介]曾凡辉(1981 ),男,2004年大学毕业,博士,讲师,现主要从事压裂酸化理论与现场应用研究工作。
水平井压裂工艺现状及发展趋势曾凡辉 (西南石油大学地质资源与地质工程博士后科研流动站,四川成都610500)郭建春,苟 波 (西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500)袁 伟 (塔里木油田分公司开发事业部油藏工程部,新疆库尔勒841000)[摘要]水平井是薄、低渗透以及小储量边际油气藏开发的有效方式。
对于渗透率极低、渗流阻力大、连通性差的油气藏,往往压开多条裂缝来增加油气渗流能力。
水平井段跨度大,压裂时如何实现各段间的有效封隔,是保证水平井改造有效性需要考虑的重要方面。
广泛调研了国内外水平井现有压裂工艺,对限流法、封隔器分段、封隔器+滑套分段、水力喷射分段、不动管柱滑套式水力喷射分段压裂工艺的特点、适应性及关键问题进行了讨论,并列举了相关应用实例。
针对不同的水平井完井情况,推荐了相适应的分段压裂改造工艺,对以后水平井压裂改造工艺的选择具有借鉴意义。
[关键词]水平井;压裂;分段压裂;工艺现状;适应性[中图分类号]T E357 1[文献标识码]A [文章编号]1000 9752(2010)06 0294 05水平井在开发油气藏过程中具有泄油面积大、单井产量高、储量动用程度高等优点,它是薄储层、低渗透、稠油油气藏以及小储量边际油气藏的有效开发方式。
为了进一步提高开采效果,往往需要采取水力压裂工艺对水平井压裂形成多条裂缝增加油气井产量。
水平井分段压裂改造的难点在于水平段跨度大,为了实现各改造段间有效封隔,要求分段工具能够 下得去、封得住、取得出 。
为此,笔者广泛调研了目前各种水平井分段压裂改造的工艺现状,分析了各种工艺的优缺点,对分段工艺的发展进行了展望,对以后水平井分段压裂工艺的选择具有指导意义。
1 水平井压裂增产机理水平井压裂后的裂缝形态主要取决于水平井筒轴线方向与地层最大主应力方向的关系。
水平井压裂后裂缝形态主要有3种:水平井筒与最大主应力方向平行,形成纵向裂缝;水平井筒与最大主应力方向垂直,形成横向裂缝;水平井筒与最大主应力方向有一定的夹角,形成扭曲裂缝[1]。
水平井压裂的增产机理在于压裂改变了渗流模式:压裂前的径向流流线在井底高度集中,井底渗流阻力大;压裂后的流线平行于裂缝壁面,其渗流阻力相对小很多。
高渗透、裂缝性储层水平井压裂后形成纵向裂缝有利于提高改造效果,低渗透储层水平井压裂形成横向裂缝对改造有利[2]。
2 水平井压裂工艺现状为了充分利用水平井开发低渗透油气藏,水平井的压裂施工一般是沿着水平井筒压开多条裂缝。
与单裂缝压裂工艺相比,需要解决压开多条裂缝的有效隔离问题。
目前压开多裂缝的技术主要有限流法压裂和分段压裂两类。
2 1 限流法压裂采用套管作为压裂管柱,在低密度布孔前提下,压裂液高速通过射孔孔眼进入储层时会产生摩阻, 294 石油天然气学报(江汉石油学院学报) 2010年12月 第32卷 第6期Journal of Oil and Gas Technology (J JPI) Dec2010 Vol 32 No 6图1 限流压裂管柱示意图且随排量增加而增大,带动井底压力上升。
当压力超过多个压裂层段的破裂压力时,将会在每一个层段上压开裂缝,一次施工同时压开多个层段的目的。
该方法的关键是制定合理的射孔方案,使各层段破裂压力接近。
现场常采用小型压裂测试摩阻分析法判断压开孔数,如判断预计的裂缝数目没有全部压开,可投一定数量的炮眼球强制压裂液转向分流,达到一次加砂同时处理多段的目的。
图1给出了限流压裂的管柱示意图。
目前主要有两套压裂管柱: 139 7m m9 17mmN80以上钢级套管固井、射孔完井; 244 5mm 套管悬挂139 7m m 9 17m mN80以上钢级套管固井完井。
工艺优点是:无工具下入,施工周期短;工艺简单,一次压开多条裂缝,有利于油层保护。
缺点是:只适用套管完井;分段针对性相对较差;各裂缝延伸不均衡,影响了增产效果;射孔孔眼少,打开程度不完善,产量较大时,影响后期生产;返排时流速快,容易出砂。
该项工艺主要用在埋藏浅、采用套管射孔完井以及各段破裂压力相近的储层,在大庆、吉林、长庆油田采用较多。
大庆油田在肇57 平35井通过射孔工艺研究,优选了4个射孔段,将射孔段长度控制在1m 以内,孔密10孔/m,施工排量7 5m 3/min,改造后获得了日产油19 9t 的高产,是相邻直井压后产量的5 5倍。
2 2 分段压裂当水平井需要改造的段数较多,不能使用限流法压裂实现一次改造所有层段时,就需要采用分段压裂工艺。
分段压裂的突出特点是逐段改造,每次只压裂开1个井段,根据工艺技术的不同,可以分为以下5类:段塞分段压裂、封隔器分段压裂、封隔器+滑套喷砂器水平井分段压裂、水力喷射分段压裂和不动管柱滑套式水力喷射分段压裂。
2 2 1 段塞分段压裂基本原理是在前一段施工快结束的时候,使用高粘度的物理、化学物质在顶替完成后在井筒中故意形成堵塞,使后续液体和支撑剂进入新裂缝。
堵塞材料主要有高浓度支撑剂、超粘完井液、填砂液体胶塞3种。
该工艺优点是无需下入专门工具,就可以确保按照预计的多裂缝压裂进行施工。
缺点是作业周期长、冲胶塞施工时易造成伤害;胶塞强度有限,在深井中不能实现有效的封隔,目前已经较少应用。
长庆油田自1993年在塞平1井成功实施段塞分段压裂以来,已利用该项技术改造了7口井17层段。
其中塞平1井增油量最大,该井一、二段分别日产油49 1t 和52 2t,三、四两段合计日产油64 4t 。
2 2 2 封隔器分段压裂图2 单封隔器+桥塞分段压裂示意图为了解决段塞分段压裂工艺可靠性的问题,研究形成了封隔器分段压裂工艺。
主要有单封隔器+桥塞分段、环空封隔器分段2种。
1)单封隔器+桥塞分段 其基本步骤是先射开第1段,通过油管进行压裂;射开第2段,上提桥塞封堵已压开井段、通过油管压裂,根据需要重复该步骤(见图2)。
优点是工具简单,具备双封分压的能力;对水平井筒的封隔有效、可靠,能够保证形成相互独立的裂缝系统;封隔工具性能良好、操作简单。
缺点是施工周期长,每次施工后需下入工具打捞桥塞;封隔器存在砂埋或砂卡的风险。
长庆油田采用K344封隔器配合可捞式桥塞对塞平5井水平段(套管完井)开展了分两段压裂:先用桥塞隔离裸眼段,对1505 0~1508 0m 进行压裂;再隔离已处理层段,压裂1442 0~1445 0m 段。
压裂裂缝监测表明形成了2条独立裂缝,证明了分段压裂工艺技术是成功的。
改造后第一段日产油6 9m 3,第二段日产油7 8m 3,是邻井产量的3倍左右[3]。
295 第32卷第6期曾凡辉等:水平井压裂工艺现状及发展趋势2)环空封隔器分段 将封隔器下到设计位置,从油管内加一定压力坐封环空压裂封隔器,从油套环空注液完成施工,解封时油管加液压剪断解封销钉;同时打开洗井通道,确保洗井正常后能起出管柱,该管柱一次只能压开一条裂缝。
大庆油田在环空封隔单压管柱的基础上,通过优化封隔器结构和性能,形成了环空单封、双压管柱,实现了从油管、油套环空一次压裂两层目的。
大庆油田采用以K344封隔器为主导工具的环空封隔器分段压裂工艺,2007年该项压裂工艺占水平井压裂总井数的75 6%,产量是邻近直井压后的4 5倍,是水平井限流压裂的1 4~2 5倍。
2 23 封隔器+滑套喷砂器水平井分段压裂图3 封隔器+喷砂滑套分段压裂管柱其基本步骤是一次射开全部待压裂井段,利用导压喷砂封隔器(Y241或Y341)的节流压差坐封封隔器。
首先通过油管直接压裂下层,滑套喷砂器处于关闭状态;下层压裂后,停泵、由井口投球,待其落到滑套喷砂器位置后,向油管加压,液压推动钢球、打开滑套喷砂器喷砂孔,进行第2段压裂;根据需要重复上述步骤(见图3)。
工艺优点是一趟管柱可完成多段的定点改造,针对性强;井下工具少,工序简单,作业效率高,工艺管柱性能可靠;可以同时满足浅、中、深水平井分段压裂的要求;工艺管柱和封隔器不受卡距的限制,可同时满足短射孔井段、长射孔井段多裂缝的改造要求。
缺点在于要求井径规则、固井质量好;封隔器易砂埋、管柱上提困难;分段数受到压裂管柱通径的影响,分段数一般小于4级。
该项工艺已在吉林油田的FP64井、FP32井两口井开展了现场应用,封隔器动作正常,工艺管柱性能稳定,取得了满意的效果[4]。
2 2 4 水力喷射分段压裂2 2 4 1 水力喷射分段压裂机理水力喷射压裂是一种集射孔、压裂、水力封隔于一体的新型增产改造技术。
它包括水力喷砂射孔和裂缝起裂、延伸两个基本过程。
1)水力喷砂射孔 环空敞开,通过油管高压注入含6%~8%石英砂(粒径0 4~0 6mm)浓度的0 2%~0 5%瓜胶基液,液体经过喷嘴后将势能转换为动能,高速射流冲击切割套管及岩石,形成具有一定直径和深度的纺锤形孔眼(图4)[5]。
孔眼尺寸与喷砂液冲量P (P = /(g Av 2), 为喷砂液比重;g 为重力加速度;A 为喷嘴截面积;v 为喷射速度)密切相关。
图4 水力喷砂射孔示意图 图5 水力喷射压裂作业机理示意图2)裂缝起裂、延伸阶段 喷砂射孔后,关闭环空,通过对环空补液加压,高速射流进入已形成的射孔孔道内产生增压作用,使孔内压力普遍高于环空压力。
射流在孔道内的增压作用源于射流动压向静压转化,其转化原理服从伯努利方程(图5): v 2/2+p v =C(C 为常数;p v 为射流增压;v 为射流速度; 为介质密度)。
水力喷射压裂时的孔内压力由井底环空压力和射流增压构成,射流增压值一般仅3~5MPa,因此孔内压力大小主要取决于井底环空压力。
随着环空加压后井底环空压力升高,孔内压力达到破裂压力后即可压开地层而起裂。
起裂后,孔内增压值有所降低,由于裂缝延伸压力低于破裂压力,在保持环空压力不变的情况下就可使裂缝不断延伸。
由油管喷嘴和环空不断注入的支撑剂和压裂液对裂缝起到支撑作用。
296 石油天然气学报(江汉石油学院学报)2010年12月水力喷射压裂过程中,每个喷嘴喷出的流体都是一个单独的淹没非自由射流,由于液体的粘滞性作用,在射流和环空静止液体的交界面上产生漩涡,环空中的液体不断卷入射流中,产生抽吸作用,由此在环空内部产生局部负压,低于环空内相邻位置的液体压力,通过控制环空压力低于地层破裂压力,不需封隔器就可实现有效封隔,完成分段压裂[6]。
当压开一条裂缝后,通过拖动管柱,将喷嘴放到下一个需要改造的层段,可依次压开需改造井段。
工艺优点在于适合固井完井和裸眼水平井的改造;无需下入封隔工具,避免了井下复杂事故和工况的发生;缺点是一次只压开一段,多次压裂时需要上提管柱;水力喷射射开储层能力受到围压(埋藏深度)的影响:当围压从8 5MPa (垂深约850m)增加到20M Pa (垂深约2000m )后,射孔深度从9cm 减少到5 5cm,射开地层的能力大大削弱,严重制约了该项工艺在深井中的应用[7]。