水力喷砂射孔技术介绍
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200907-新型水力喷砂射孔技术交流(中海油)
高压水射流技术的相关研究
围绕增产与提高采收率技术
着眼于低压低产、低渗难动用问题 注重与连续管技术的结合
清水射流 一、水力深穿透射孔技术
二、超短半径水平井技术 三、水射流钻径向分支井技术
磨料射流 五、磨料射流钻孔技术
六、水力喷砂深穿透射孔技术
七、水射流辅助压裂技术
四、连续管射流作业配套工具
八、水射流辅助连续管压裂
新型水力喷砂射孔主要应用 1、深穿透射孔，解除近井带堵塞
射孔解堵：双层套管井、特厚水泥环或深度污染地层
定向射孔：水平井、定向井、裂缝性地层
特殊场合射孔：深井超深井、高温高压井的射孔
2、辅助压裂
压裂预处理：降低破裂压力和孔眼摩阻
喷砂射孔与压裂连作：高寿命喷嘴适应压裂液冲蚀 连续油管压裂（连作）
中国石油集团钻井工程技术研究院江汉机械研究所
水射流钻径向分支井技术取得突破
采用水射流径向钻孔的方式，以较低的作业成本，有 效提高油气井的单井日产量
——改造储层增产；近井解堵增产
（分支井规模） （射孔规模）
对象特征
1、有一定产能的常规油藏 2、常规方法难以经济有效动用
作业目标
单井日产为邻井的 3 倍以上 有效增产，实现经济开发，合
3、水力喷射压裂
不需机械封隔实现分段、分层压裂，特别适应水平井、大斜度 井的改造，在垂直井内的应用也日渐增多 连续管水力喷射压裂：进一步降低气井、水平井作业成本，提 高安全性
中国石油集团钻井工程技术研究院江汉机械研究所
水力喷射压裂基本过程
射孔、压裂、隔离一体化，无须机械封隔可实现分段、分层作业
95 90 85
500 400
深度（mm）
时间与深度
水力射孔介绍
c 完成试验准备和打靶试验
接泵车
靶 件
1200mm
管 串 示 意 图
堵丝
返排管线
水泥靶
套管 油管短节 喷枪 丝堵
ф 2548mm
套 管 (5 1/2″ 、 7″两种)
地面靶件射孔前的实物照片
地面靶件射孔后的实物照片
地面靶件射孔后剖开前的实物照片
7″靶件试验参数
作业时间：2004.10.19 靶件岩样强度： 44.4 MPa
井下管柱结构图
3.7.1 23254井水力喷砂射孔施工总结
（1）油、水层基本数据
射开 稠 射 孔 厚度 油 井 段 （m） 层 （m） 位 319.0 324.0 完钻 日期 人工 井底 （m） 套管 套管 直径 壁厚 （mm） （mm）
常规射孔 水力射孔 2.4孔/米 YD-89 20孔 /m
J3q
2005.12.20
水力喷砂射孔（磨料射流）是在高压水作用下加砂 射穿套管沟通地层的一种新技术和新工艺。
1.1 技术应用范围
a. b. c. d. e. f.
油层较薄（厚度1.0米）、无法进行压裂增产的井 特低渗透致密油藏，降低井底渗流阻力，常规射孔 难以求产的井 不宜实施酸化增产的酸敏油藏 油层污染严重的各种套管井的射孔 压裂前期预处理来降低地层破裂压力等场合 适用井深：<4000米
17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 3 4 5 6 7 喷嘴直径（mm） 8 9
套管壁面上的孔眼直径（mm）
图3 套管壁上孔眼直径 VS 喷嘴直径
650
射孔深度（mm）
160
600 550 500 450 400 3 4 5 6 7 8 9
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。
水力喷砂射孔压裂联作技术课件PPT
磨料射孔和炮弹射孔对比
射穿双层/三层套管
一、水力喷射分段压裂机理与参数
5 水力喷射射孔参数优化
➢ 最优喷嘴压降：28~35MPa ➢ 磨料粒度选择：20~40目石英砂 ➢ 最优磨料体积浓度：6~8% ➢ 最优喷砂射孔时间：10~15min
已登记国家计算机软件著作权 已完成石油天然气行业标准建议稿
二、水力喷射压裂工具设计研制
资4
高压水射流喷射压裂机理研究
国家自然科学基金项目
50774089
助
5 水力射孔与分段压裂一体化改造增产技术 国家油气重大专项专题 2009ZX05009-04A
6 大牛地气田连续分层压裂工艺技术研究 国家重大专项示范专题 2008ZX05045-003
一、水力喷射分段压裂机理与参数
1 水力喷射分段压裂机理
喷嘴 套管壁孔径15mm、喷射压力45MPa
孔眼最大直径100mm、孔深500mm 直井分层水平井分段压裂是发展趋势 国家863计划支持，RFPA软件数值模拟 二、水力喷射压裂工具设计研制
高压泵组
岩样
磨料加砂系统 磨料射流实验装置
一、水力喷射分段压裂机理与参数
5 水力喷射射孔参数优化
射孔深度（cm ）
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
水力喷砂射孔压裂技术在老庄延9油藏的成功应用
ｌ事 ’ ＿ ｒ水 泥 坪 孔曩 岩石
通过 含 砂 的 高压 液 流 ， 高 压 液 射 流夹 带 射 孔 砂 （ 磨料 ： 通 常采用 石 英砂 ） 垂 直 冲击套 管 和岩石 。 并 在
岩石 中形成 一 定规 格 的清 洁 通道 ， 扩 大 了 近井 地 层
’ 的渗 流面 积 。
收 稿 日期 ： ２ Ｏ １ ４ 一Ｏ ４ —１ ５
发 生破 裂形 成裂缝 。 另一 方 面高 速射 流在 孔 眼的 上 、 下部 的井 眼 中产 生 负 压 ， 形 成 隔 离 达 到 分段 压 裂施
工 的 目的 。
２ ． ２ 工 艺 原 理
＿ Ｉ ＝ Ｉ ： 二 饕 ： 票
图 ｌ 常 规 射 孔 损 害 带 示 意 图
根据伯 努利 方程 ， 把 压 能转 变为 动 能 （ ｇ Ｐ 速度 ） ， 首先 进行 水力 喷砂射 孔 ， 接着 再 提 高排 量 ， 高 速流 体 在地 层 中形 成孔 洞 ， 通 过 液 力 传 压 将 压力 直 接 作用 于孔 洞底 部 ， 产 生高 于地 层破 裂 压力 的 压势 ， 使地 层
９ ２
内 蒙 古石 油化 工
２ ０ １ ４ 年第 １ ０ 期
水 力喷砂射孔压 裂技术在 老庄延 ９ 油藏 的成功应用
董小刚 ， 杨 嫱， 郭 奎
７ １ ８ ５ ０ ０ ） （ 延 长 油 田 股 份 有 限 公 司靖 边 采 油 厂 ， 陕西 靖边
摘 要 ： 水 力喷 砂 射 孔 压 裂技 术 通过 含 砂 的 高压 液 流 ， 高压 液射 流 夹带射 孔砂 垂 直 冲 击套 管和 岩 石。 并在岩 石 中形成 一 定规格 的清 洁通道 ， 扩大 了近 井地 层 的渗 流 面积 。 老庄延 ９油藏底 水发 育 ， 一般 的 压裂技 术有 可 能沟通 水层 ， 水 力喷砂 射孔 压 裂技术 则 可控 水控 缝 压裂 ， 有利 于稳 油控 水 ， 提 高产 能。
通过 含 砂 的 高压 液 流 ， 高 压 液 射 流夹 带 射 孔 砂 （ 磨料 ： 通 常采用 石 英砂 ） 垂 直 冲击套 管 和岩石 。 并 在
岩石 中形成 一 定规 格 的清 洁 通道 ， 扩 大 了 近井 地 层
’ 的渗 流面 积 。
收 稿 日期 ： ２ Ｏ １ ４ 一Ｏ ４ —１ ５
发 生破 裂形 成裂缝 。 另一 方 面高 速射 流在 孔 眼的 上 、 下部 的井 眼 中产 生 负 压 ， 形 成 隔 离 达 到 分段 压 裂施
工 的 目的 。
２ ． ２ 工 艺 原 理
＿ Ｉ ＝ Ｉ ： 二 饕 ： 票
图 ｌ 常 规 射 孔 损 害 带 示 意 图
根据伯 努利 方程 ， 把 压 能转 变为 动 能 （ ｇ Ｐ 速度 ） ， 首先 进行 水力 喷砂射 孔 ， 接着 再 提 高排 量 ， 高 速流 体 在地 层 中形 成孔 洞 ， 通 过 液 力 传 压 将 压力 直 接 作用 于孔 洞底 部 ， 产 生高 于地 层破 裂 压力 的 压势 ， 使地 层
９ ２
内 蒙 古石 油化 工
２ ０ １ ４ 年第 １ ０ 期
水 力喷砂射孔压 裂技术在 老庄延 ９ 油藏 的成功应用
董小刚 ， 杨 嫱， 郭 奎
７ １ ８ ５ ０ ０ ） （ 延 长 油 田 股 份 有 限 公 司靖 边 采 油 厂 ， 陕西 靖边
摘 要 ： 水 力喷 砂 射 孔 压 裂技 术 通过 含 砂 的 高压 液 流 ， 高压 液射 流 夹带射 孔砂 垂 直 冲 击套 管和 岩 石。 并在岩 石 中形成 一 定规格 的清 洁通道 ， 扩大 了近 井地 层 的渗 流 面积 。 老庄延 ９油藏底 水发 育 ， 一般 的 压裂技 术有 可 能沟通 水层 ， 水 力喷砂 射孔 压 裂技术 则 可控 水控 缝 压裂 ， 有利 于稳 油控 水 ， 提 高产 能。
连续油管工艺
步
8.磨铣桥塞顶部5分钟，5分钟后上提管柱5英尺，是否管柱处 于中性 状态；
骤
9.10分钟后，继续磨铣桥塞；重复直至桥塞被磨铣完毕；
10.停泵.
11.如果需要磨铣多个桥塞，继续下放磨铣管柱管柱直至探到前一桥塞残留顶
面，重复步骤5到10直到所有桥塞被磨铣完毕。追送最后一个桥塞残留部分到
井底。
12.起初连续油管及工具
6
3693
0.5
30-50 100
7
3595
0.5
30-50 100
8
3519
0.5
30-50 100
射孔时间 min
10 10 10 10 10 10 10 10
基液
布孔 数
清水 4 清水 4 清水 4 清水 4 清水 4 清水 4 清水 4 清水 4
布孔 方式
水平 水平 水平 水平 水平 水平 水平 水平
--丢手
---循环阀短节 ---循环冲洗工具
施工案例：义xx井施工前油管内压裂砂堵，
井底高压，连续油管下至3670m,清除了油 管内的堵塞，恢复了生产，放喷压力达 40MPa，持续时间达到30天。 新疆永XX井投产后，因蜡质含量过高造成 堵塞，无法正常生产，同时井底高压，后 续常规措施无法实施。应用连续油管冲洗 深度达5558.18m,成功解除了生产管柱内 的阻塞，恢复了产能。
48Mpa 117mm 50.8mm
4个 50.8mm 43.4mm
射孔器
最大外径 最小内径
长度 孔眼直径 孔眼数量 射孔排量 射孔时间 射孔砂要求 射孔液砂浓度
每层设计过砂量
94mm 50.8mm 310mm 4.67mm
4 0.6-0.64m³/min
水力喷砂射孔技术试验分析
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责任编辑： 周江 收稿日期： (’’%— ’(— (,
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推荐采用喷嘴直径为 ,-)!! 的喷枪进行作业；在稠
)
试验分析及总结
（+）为便于观察射孔效果， 我们将靶件按图中所
油 井 上 推 荐 采 用 喷 嘴 直 径 为 % -&!! 的 喷 枪 进 行 作 业； （" ） 喷嘴耐磨情况良好。不论是只射孔作业 + 次 的 " 英寸靶件 （泵压： )% -%’345， 加 砂 作 业 时 间 喷枪， 还是 作 业 , 次 的 % ! 试 "英寸靶件喷枪， ()!12） 验后测量喷嘴直径变化不大； （* ）水力喷砂射孔不仅可以完成射孔， 而且还具 有小型压裂的功能， 达到解堵、 增大渗流面积， 保护油 层的目的。 可作为压裂的补充措施， 用于薄油层、 油水 间隔较薄或裂缝发育不宜用压裂求产的井； （$ ）本次试验对压力和排量要求较高， 所用设备 为整套压裂车组。通过试验确定合理的喷嘴直径， 现 场作业中在满足泵压和排量的条件下， 采用多台 "’’ 型泵车施工， 将会大大降低作业成本。
表!
套管孔眼最大与最小长度 （%%） 射深 （%%） 孔道直径 （%%） 射孔后的喷嘴直径 （平均） （%%）
喷嘴直径 （射孔前） （%%）
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水力喷砂压裂技术研究与应用
2、水力喷砂射孔主要特点： 1、可以增加射孔的穿透深度； 2、不会造成像常规射孔那样的地层压实伤害； 3、开孔的孔径加大； 4、可以根据分层和地应力的要求，有选择定向射孔； 5、喷射时无震动，不会损坏套管和水泥环。
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)
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)
水力喷砂射孔压裂技术在试油工艺中的实践
水力喷砂射孔压裂技术在试油工艺中的实践【摘要】近年来，随着我国经济水平的不断提高，我国试油工艺技术也得到了迅猛提升。
其中，水力喷砂射孔技术作为采油方式中最重要的一种，可以解决低渗致密油藏、薄油层和有污染的井的射孔作业的问题，可以完成套管完井、筛管完井及裸眼井的射孔压裂作业及低渗油藏及水平井的压裂的改造。
同时，水力喷砂射孔压裂技术也是可实现压裂，射孔及排液联作的新型工艺技术。
其根据油田储层特点，通过应用能加快试油进度，减少油气层的污染，有利于认识油气层，为该项工艺技术的进一步推广应用储备了实践经验。
目前，虽然该项技术尚处于起步阶段，但是其潜力是不可忽视的，因此，本文着重探讨在试油工艺中水力喷砂射孔压裂技术的实践相关问题。
【关键词】水力喷砂射孔压裂试油工艺实践与设计采油效率水力喷砂射孔压裂技术在60年代末70年代初发展。
这种方式是继常规射孔技术、高压水射流技术之后发展起来的新型油气井完井方式，它是一种新型工艺技术。
它在当代油气田勘探开发中，是很重要的增产技术之一，起初形成直径和深度的射孔孔眼是通过井下射孔的工具喷嘴喷，射出高速射流刺穿套管和近地层。
而发展到十五年前，水力喷砂分段压裂技术才革新成今天的，集喷砂射孔和加砂压裂联作的储层的改造技术，才成为增产、增注的有效措施之一。
1 当代的水力喷砂射孔压裂技术的现状目前，随着油气勘探开发的发展，浅井已经渐渐淡出人们的视线。
深井、超深井、超高压井将会愈发增加，勘探开发的也必将走向深层次。
试油工艺技术，在钻井设计时，必须对试油和完井进行论证，建议采气井口应配相应承受高压的安全阀等设奋。
这个方式有效的解决了藏注水井的近井地带高阻力问题，无论用于油层较薄还是可用于厚度1.0m的油层，都可以解决低产井的射孔解堵，解决特低渗透油藏、高水敏油藏的井底渗流阻力问题。
水力喷砂射孔压裂技术是喷砂射孔技术和加砂压裂技术的结合，其可以利用连续油管连续在一个井筒内压裂多条裂缝。
其有着适合直井多层压裂，水平井分段压裂和薄互层的压裂改造，然后缩短试油周期，节约射孔费用，不需要封隔器或者桥塞。
水力喷砂射孔技术介绍
水力喷砂射孔技术介绍水力喷砂射孔技术的原理是通过水流和砂粒的高速碰撞，利用水力冲击能量将砂粒投射到目标表面，形成高速冲击力，从而将表面的污垢、油渍、老旧涂层等物质冲刷掉。
水力喷砂射孔技术通常需要采用高压水泵将水流推送到水枪或喷嘴中，同时加入砂粒，通过控制水流和砂粒的速度和压力来实现不同的射孔效果。
水力喷砂射孔技术的优点主要体现在以下几个方面。
首先，由于水力喷砂射孔技术使用的是水和砂粒，不需要使用任何化学溶剂或有害物质，因此对环境无污染，对人体无害，符合环保要求。
其次，水力喷砂射孔技术具有高效快速的特点，可以迅速清理大面积的杂质、油污或涂层，节省了人力和时间成本。
此外，水力喷砂射孔技术对于硬度较高的材料，如混凝土、岩石等，也有较好的清理效果，可以有效提高表面的粗糙度和附着力，为后续的修复和涂装提供良好的基础。
水力喷砂射孔技术在许多领域都有广泛的应用。
首先，在建筑和房屋装修领域，水力喷砂射孔技术可以用于清理墙面、地面或天花板上的污渍和涂层，恢复表面的平整度和粗糙度，提供更好的装修效果。
其次，在桥梁和道路维修中，水力喷砂射孔技术可以用来清理老旧涂层、路面修补和防腐保护，延长桥梁和道路的使用寿命。
此外，水力喷砂射孔技术还可以应用于船舶、管道、储罐等重工业领域的清洗和防腐维护工作。
使用水力喷砂射孔技术时需要注意以下几点。
首先，射孔时需要根据不同的工作要求调整水流和砂粒的速度、压力和喷嘴型号，以确保达到预期的清洁效果。
其次，操作人员需要佩戴适当的个人防护装备，如防护眼镜、口罩、手套等，以避免射孔过程中的飞溅物伤害。
同时，要注意施工环境的通风和安全管理，防止射孔过程中的意外事故发生。
最后，使用水力喷砂射孔技术时，需要根据不同材料的硬度和表面性质选择合适的砂粒类型和粒径，避免过度冲击导致损坏表面。
综上所述，水力喷砂射孔技术是一种高效、环保且广泛应用的射孔技术。
在建筑、桥梁、道路等各个领域都有着广泛的应用前景。
但在实际施工过程中，需要根据不同的工作要求和材料性质来进行调整和选择，以达到最佳的清洁效果和使用效果。
124766-水力喷砂射孔压裂工艺简介pdf
数。 （一）水力喷射射孔技术 主要机理：流体携带磨
料通过喷射工具，在高速流 动时对套管或地层形成冲蚀 而形成射孔。
特点： 1、穿透深。 2、对地层无压实作用。 3、可进行选择性定向射孔。 （二）射流射孔参数设计 1、喷嘴选择：要具有良好的耐磨性和较高的流量系数。 水力学中，任意一点处的速度可由下式求得： VL=CV0D/L 式中：VL——微粒喷嘴出口距离为 L 处的射流轴心速度； C——为试验常数≈6； V0——为射流初速度； D——为喷嘴直径； L——为喷嘴出口至喷射物距离。 上式表明，当 L=6D 时，其射流速度仍然保持起初速度的 V0 不变，自该点之后，射 流则按上述规律逐渐减小。
裂缝形成类型
1、井深在 800m 之内，形成半径约为
10-12m 的水平面裂缝，然后再形成
长约 70m 的垂直缝
2、井深在 800-1200m 之内，形成
水平缝和垂直缝，形成了纺锤形孔洞，
R=10~12m
孔洞直径达 120mm，在其末端形成约 50m 的垂直缝。
70~80m
3、井深在 1200m 之外，只能形成垂直缝，不可能形成水平缝；形成的垂直缝约
二、水力喷砂射孔定向压裂原理............................................................... 4 创新点一................................................................................................ 7 创新点二................................................................................................ 9 创新点三.............................................................................................. 10 4．1 水力喷射压裂的应用 ................................................................ 13 4．2 压裂后的日产动态 ..................................................................... 17
料通过喷射工具，在高速流 动时对套管或地层形成冲蚀 而形成射孔。
特点： 1、穿透深。 2、对地层无压实作用。 3、可进行选择性定向射孔。 （二）射流射孔参数设计 1、喷嘴选择：要具有良好的耐磨性和较高的流量系数。 水力学中，任意一点处的速度可由下式求得： VL=CV0D/L 式中：VL——微粒喷嘴出口距离为 L 处的射流轴心速度； C——为试验常数≈6； V0——为射流初速度； D——为喷嘴直径； L——为喷嘴出口至喷射物距离。 上式表明，当 L=6D 时，其射流速度仍然保持起初速度的 V0 不变，自该点之后，射 流则按上述规律逐渐减小。
裂缝形成类型
1、井深在 800m 之内，形成半径约为
10-12m 的水平面裂缝，然后再形成
长约 70m 的垂直缝
2、井深在 800-1200m 之内，形成
水平缝和垂直缝，形成了纺锤形孔洞，
R=10~12m
孔洞直径达 120mm，在其末端形成约 50m 的垂直缝。
70~80m
3、井深在 1200m 之外，只能形成垂直缝，不可能形成水平缝；形成的垂直缝约
二、水力喷砂射孔定向压裂原理............................................................... 4 创新点一................................................................................................ 7 创新点二................................................................................................ 9 创新点三.............................................................................................. 10 4．1 水力喷射压裂的应用 ................................................................ 13 4．2 压裂后的日产动态 ..................................................................... 17
水力喷砂射孔技术介绍
4 现场实验
a. 完毕现场试验配套工具旳加工准备 b. 拟定现场试验管柱工艺方案 c. 拟定现场施工水力喷砂射孔方案 d. 完毕现场施工两口井，井号为三厂克
浅十稠油井23254和23255
接泵车 丝堵丝
319.0m
闸门
防喷器
压力表 闸门 返排管线
机具及规格
套管 压井阀
序号
工具名 称
单枪 喷嘴 数量
2.3 水力射孔喷砂剂/携砂液旳研究
喷砂剂旳筛选
影响原因：砂粒旳粒径、椭圆度、硬度和砂比 试验表白： （1）含砂比(体积比)为5--8%时, 喷射效果最佳 （2）取粒径为0.4—0.8mm旳石英砂可满足现场
施工要求
水力携砂液旳筛选
要求: 携砂性能好、低磨阻、低滤失、不污染环境、 成本低。优选YSBD-1胍胶缓交联体系作为携砂液。该 体系具有下列特点：
水力喷砂射孔（磨料射流）是在高压水作用下加砂 射穿套管沟通地层旳一种新技术和新工艺。
1.1 技术应用范围
a. 油层较薄（厚度1.0米）、无法进行压裂增产旳井 b. 特低渗透致密油藏，降低井底渗流阻力，常规射孔
难以求产旳井 c. 不宜实施酸化增产旳酸敏油藏 d. 油层污染严重旳多种套管井旳射孔 e. 压裂前期预处理来降低地层破裂压力等场合 f. 合用井深：<4000米
23254井水力喷砂射孔施工总结
（1）油、水层基本数据
稠 油 层 位
射孔 井段 （m）
射开 厚度 （m）
完钻 日期
人工 套管 套管 井底 直径 壁厚 （m） （mm） （mm）
常规射孔
水力射孔
20
2.4孔/米
319.
J3q 0324.0
5
23. 342.68 177.8
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机具及规格
工具名 序号 称 单枪 喷嘴 数量 3 喷嘴 内径 直径 (mm) (mm) 5 外径 (mm) 长度 (mm)
套管 压井阀
水力锚 319.0m
1
喷枪A 喷枪A
58.0 145.0 280.0
喷枪B B 321.5mm 油管短节 324.00m
2
喷枪B 喷枪B
3
6
58.0 145.0 280.0
（3 ）泵 注 程
序 号 1 2 3 4 5 作业内容 排量 m3/min 压力 MPa 55.0 0.80.8-1.0 2.0-5.0
序
砂 比 % 砂量 m3 液量 m3 时间 min 3.0 2.0--3.0 3.0 备注
地面试压 清洗油管 停泵投球 携砂液 顶替液 2.3 2.3
原液 原液（ 原液（套管 见液） 见液） Φ45.0 mm
水力喷砂射孔（磨料射流） 水力喷砂射孔（磨料射流）是在高压水作用下加砂 射穿套管沟通地层的一种新技术和新工艺。 射穿套管沟通地层的一种新技术和新工艺。
1.1 技术应用范围
a. b. c. d. e. f.
油层较薄（厚度1.0米）、无法进行压裂增产的井 油层较薄（厚度1.0米）、无法进行压裂增产的井 1.0 特低渗透致密油藏，降低井底渗流阻力， 特低渗透致密油藏，降低井底渗流阻力，常规射孔 难以求产的井 不宜实施酸化增产的酸敏油藏 油层污染严重的各种套管井的射孔 压裂前期预处理来降低地层破裂压力等场合 适用井深：<4000米 适用井深：<4000米
40-44 40-44
6-7
2-3
51 8-10
22 5
石英砂 原液
停泵（放压为零），上提管柱 重复序号4、 步骤 步骤。 停泵（放压为零），上提管柱1.0m,重复序号 、5步骤。 ），上提管柱 重复序号 总计 6-7 8-10 160.0 66.0
常规射孔 水力射孔 2.4孔 2.4孔/米 YD-89 YD20孔 20孔 /m
J3q
319.0 324.0
5
2005. 5.24
342.68
177.8
8.05
套管接箍：323.42、313.29 套管接箍：323.42、
（2）设计/施工参数 设计/
携 用砂 喷 射孔 施 工 总 套 施工 砂 砂粒 量 枪 间距 时 间 管 排量 液 直径 压力 3) 间 (m) (min) 尺 (L/min) (m 3) 距 MPa） （MPa） (m （m m） m） 寸 (m) 40.0 2.3 （38-40） 10 60.0 0.438-40） 0.47″ 160 2.5 1.0 0.8 （7） （21+20） 21+20） （2.4）（38.32.4） 38.339） 39） 注：（1）括号内为实际施工参数，未标注的与设计相同 ）括号内为实际施工参数， （2）顶替液为原液，砂比为6%—8% ）顶替液为原液，砂比为
7″靶件岩样中的水力射深 7″靶件岩样中的水力射深
7″靶件岩样中的孔道直径大小 7″靶件岩样中的孔道直径大小
5 1/2″靶件试验参数
作业时间：2004.10. 三次射孔） 靶件岩样强度： 44. 作业时间：2004.10.19 （三次射孔） 靶件岩样强度： 44.02 MPa 施工参数: 施工参数
接泵车
闸门
防喷器
2 管柱配套工 艺技术研究
丝堵丝堵丝 堵
压力表 闸门 返排管线
套管
2.1 管柱工艺技术方案 管柱工艺方案 锚定方式 确定防喷工艺方案 井下管柱定位方式
压井阀
水力锚 319.0m
喷枪B B 321.5mm 油管短节 324.00m
喷枪 A 单流阀 反向单流阀
人工井底 342.68m
2.2 喷枪与喷嘴的优化设计
最大射深620mm 套管孔眼直径21.8mm 孔道直径160mm 620mm， 21.8mm， a 最大射深620mm，套管孔眼直径21.8mm，孔道直径160mm b 喷嘴耐磨性能良好
不论是作业一次的7″靶件（泵压： 不论是作业一次的7″靶件（泵压：45 ~ 50 MPa ，加 砂作业时 7″靶件 24分钟 还是作业三次的5 1/2″靶件喷枪喷嘴的直径变化均不 分钟） 间 24分钟）还是作业三次的5 1/2″靶件喷枪喷嘴的直径变化均不 耐磨情况良好。 大，耐磨情况良好。
水力携砂液的筛选
要求: 携砂性能好、低磨阻、低滤失、不污染环境、 要求: 携砂性能好、低磨阻、低滤失、不污染环境、 成本低。优选YSBD 胍胶缓交联体系作为携砂液。 YSBD成本低。优选YSBD-1胍胶缓交联体系作为携砂液。该 体系具有以下特点： 体系具有以下特点： 交联时间 分钟 原液粘度 流动摩阻 mPa.S 30—40 是清水摩 阻的30% 携砂稳定性
a. b. c. d. e.
喷枪外径与套管间距的最佳匹配 喷嘴几何参数的优化设计 喷嘴材料优选 水力性能参数的检测 结构定型
2.3 水力射孔喷砂剂/携砂液的研究 水力射孔喷砂剂/携砂液的研究 喷砂剂的筛选
影响因素：砂粒的粒径、椭圆度、 影响因素：砂粒的粒径、椭圆度、硬度和砂比 实验表明： 实验表明： 含砂比(体积比) --8% 8%时 （1）含砂比(体积比)为5--8%时, 喷射效果最佳 取粒径为0.4 0.8mm的石英砂可满足现场 0.4— （2）取粒径为0.4—0.8mm的石英砂可满足现场 施工要求
~
5 倍
1.3 主要技术参数
a.
20mm 套 管 射 孔 直 径 大 于 20mm ， 射 孔 深 度 大 于 800mm 800mm 适用井深： 4000米 适用井深：<4000米 适用套管直径： 适用套管直径：5 1/2″, 7″
~
b. c. d.
射孔数量： 射孔数量：上、下移动管柱可射 3
18 孔
喷枪 A 单流阀 反向单流阀
3
压井阀
53.0
108
548.0
4
水力锚
62.0 145.0 526.0
人工井底 342.68m
井下管柱结构图
3.7.1 23254井水力喷砂射孔施工总结 23254井水力喷砂射孔施工总结
（1）油、水层基本数据
稠 油 层 位 射开 射 孔 厚度 井 段 （m） （m） 完钻 日期 人工 井底 （m） 套管 套管 直径 壁厚 mm） （mm） （mm） mm）
15.5~16 8.5~12
φ10，缝长34 mm φ9 ， 缝 长 32 mm
620 500 480 410
140~160 100~150 80~105 80~90
8.02，８.04，8.03 5.82，5.86，5.84 5.1，5.14，5.06 4.04，4.06，4.03
7″套管水力射孔孔眼 7″套管水力射孔孔眼
软件界面
软件的输入界面
输出管柱结构示意图
3
地 面 打 靶 试 验源自经专家讨论， a 经专家讨论，确定地面打靶试验方案 完成地面靶件的制作（两个靶件） b 完成地面靶件的制作（两个靶件）
1/2″套管靶件 （1）5 1/2″套管靶件 1/2″套管短节长1.7mⅹ壁厚 套管短节长1.7mⅹ壁厚7.72mm 5 1/2″套管短节长1.7mⅹ壁厚7.72mm 1.2mⅹ直径2.4m,分两层各高 直径2.4m,分两层各高0.6m 水泥岩样高 1.2mⅹ直径2.4m,分两层各高0.6m 外筒钢板长8.0mⅹ 8.0mⅹ宽 1.25mⅹ壁厚 壁厚4.0mm 外筒钢板长8.0mⅹ宽（高）1.25mⅹ壁厚4.0mm 7″套管靶件 （2）7″套管靶件 套管短节长1 mⅹ壁厚 19mm 壁厚9 7″套管短节长1.7mⅹ壁厚9.19mm mⅹ直径 37m,分两层各高0 直径2 m,分两层各高 水泥岩样高 1.2mⅹ直径2.37m,分两层各高0.6m 外筒钢板长8.0mⅹ 8.0mⅹ宽 1.25mⅹ壁厚 壁厚4.0mm 外筒钢板长8.0mⅹ宽（高）1.25mⅹ壁厚4.0mm
8
12~19
600
130~150
8.02，８.05，8.04
6
9~13
550
130~140
6.12，6.18，6.1
5 4
12.2 11.6~22.0
360 350
70~80 80~90
6.1，6.2，5.66 4.6，4.58，4.86
17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 3 4 5 6 7 喷嘴直径（mm） 8 9
1.2 技术特点
a.
和常规射孔相比， 和常规射孔相比，水力喷砂射孔技术克服了射孔弹 的压实作用， 的压实作用，减少了对油藏的污染和伤害 射孔孔眼达 20mm ，地层孔道直径达 100 深度达 800 mm以上 mm以上
~
b.
160mm,
c. d.
有一定的压裂效应和造缝功能， 有一定的压裂效应和造缝功能，提高地层渗流面积 一孔的产量相当于炮眼的 3
套管壁面上的孔眼直径（mm）
图3 套管壁上孔眼直径 VS 喷嘴直径
650 160
射 孔 深 度 （ m m）
600 550 500 450 400 3 4 5 6 7 8 9
射孔孔眼平均直径 射孔孔眼平均直径（mm）
140 120 100 80 3 4 5 6 7 8 9
图4 射孔深度 VS 喷嘴直径
1—10
胍胶与地层配伍性 能较好，携砂性能 稳定
另外， 我们可以根据不同的情况， 另外 ， 我们可以根据不同的情况 ， 或者特殊的油藏 添加各类处理剂， 如助排剂， 粘土防膨剂， 破乳剂， 添加各类处理剂 ， 如助排剂 ， 粘土防膨剂 ， 破乳剂 ， 杀菌剂等。 杀菌剂等。
2.4 现场施工设计软件编制
施工参数: 施工参数 施工泵压： 45-50 MPa 加砂作业时间： 24分钟 总液量： 55m3 总砂量：7.5 m3 砂比：5-7 % 喷嘴组合为： 4-5mm, 6-8mm 清水为携砂液 射孔参数