致密气藏压裂技术

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SPE 145793
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CobraMax DM provided the ability to avoid a screenout and continue pumping into the fracture (A, B). In addition far field diversion was achieved and a propped branch fracture was potentially created (C). As per schedule a sand plug was placed and the interval was isolated (D).
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连续油管跨式封隔器
跨式封隔器可以多次坐封和解封 平衡阀避免起下管柱过程中液流出井 上部皮碗类似单流阀，允许反洗井作业 安全接头允许出现意外时脱开跨式封隔器并提出上部作业管柱 操作简单，可靠，安全 耐温：120℃，177℃ 耐压差：35MPa，70MPa
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CobraFrac在水平井中的应用
最大压裂层段深度：7,480ft(2280.5m) 最大单井分压段数：24 段 当天最多单井压裂作业段数：12段
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加砂量28m3
加砂量28m3
加砂量28m3 加砂量28m3
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Brigham Bakken页岩气田SurgiFrac现场应用 (截止2010年1月) • 最大Pinpoint压裂井深-6,301m(TD)
• 最大SurgiFrac压裂井深-6120m(MD) • 单个喷嘴最大过砂量-190t • 通过上部凡尔最大砂量-863t • 实现低排量压裂-2.5 m3/min，通常5.5 m3/min • 实现低粘度压裂液-35cp线性胶，通常Hybor GelTM 交联液 • 单井最大SurgiFrac压裂段数-35段 • 单井SurgiFrac最大加砂量-1435t
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提纲:
一．Pinpoint多级分段定点压裂技术 1. Surgifrac 2. CobraMax；CobraMax DM 3. CobraFrac 4. Perf & Plug 5. DSS 二．导流能力的增强和支撑剂反吐控制技术 1. Sandwedge 2. Expedite 三．压裂裂缝监测技术 四．压裂液及其添加剂 1. Sirrocco 2. DeepQuest 3. Delta Frac 4. 滑溜水压裂液 5. Gasperm 6. CleanStim清洁压裂液 7. CW-Frac堵水+压裂
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喷嘴号 1 2 3 4 5 6 7
喷嘴直径 0.260 0.257 0.278 0.263 0.263 0.265 0.268
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28m3
DP-19井
35m3
33m3
38m3
36m3
170m3
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致密气藏压裂技术
哈里伯顿能源服务公司 高毅 增产部
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1、流动(扩散)规律；2、存在形式；3、成藏方式；4、储集空间…
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(MRC/SRV)
Cobra Max has Exceeded the Following Milestones
最高砂浓度- 20 ppg(2400 kg/m3) 最大井深- 18,530 ft (5649 m) 单段最大加砂量- 374,199 lb (170 t) 最高施工泵压(地面)- 14,072 psi (97 MPa) 最大施工排量- 40 bpm(6.4m3/min) 最高地层温度- 350 F (177 C) 平均单井压裂段数 – – 12 段(直井) 9 段(水平井，最多已达14段)
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--------井(10段)
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环空泵注净液，连续油管泵注高砂比携砂液，井底进行混合。
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Thirty Intervals in the Marcellus Shale Fractured in One Trip using CobraMax® DM Service
Tubing Rate (a function of # of Jets) Annulus Rate (a function of Leakoff)
6,500 psi
7,000 psi
Bernoulli’s quation: v2/2 + p/ρ = C
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CobraFrac在直井中的应用
最大加砂浓度：16ppg(1920kg/m3) 最大单段加砂量：172,600lb(380t) 最大井口施工压力：7,400psi(51MPa) 最大施工排量：25bpm(4.0m3/min) 最高地层温度：220℉(104.4℃) 累计现场实施：> 5,000井次 累计现场实施：> 30,000段 平均单井压裂：> 7段
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Perf gun
High stressed region
shape charge
Damaged region rock
TCP
Surຫໍສະໝຸດ Baiduifrac
克服常规射孔所形成的压实效应和伤害，降低裂缝起裂压力， 有利于裂 缝沿目标层延伸和扩展。
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哈里伯顿新一代水力喷射压裂工具
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一、 二代水力喷射工具性能比较
Surgifrac CT(一代) 最大加砂量约120吨 水力喷嘴外凸式，易受冲蚀 工具本体材质防反溅能力较弱 水力喷嘴材质抗磨蚀能力较弱 内部结构存在一定不足 主要部件材质存在一定不足 基本淘汰不再应用 Surgifrac TS(二代) 最大加砂量约1500吨 水力喷嘴内嵌式，不易受到冲蚀 工具本体材质防反溅能力极强 水力喷嘴材质抗磨蚀能力极强 内部结构进行了完善改进 主要部件材质进行了完善改进 全球已进行了广泛应用
一趟管柱压裂30段 泵注4000000lb/1800t支撑剂 各段平均排量为37bbl/min 5.8m3/min 诱发远场裂缝的复杂性 展示了运用Slug-and-sweep方 法提高净压力的能力 (SPE 145793) 段间作业时间降低到大约40min
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4、Perf&Plug多级分段定点压裂
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“Plug and Perf” in Horizontal Casing
Acid Soluble Cement Stimulation Span: 500 ft – 300 ft Cluster Spacing: 150 ft – 50 ft Cluster Length: 4 ft – 2 ft 4-12 stage/span; 1-4 days
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辽河油田-胜21-H1井-压裂实例
套 程 管 序 外径 (mm) 壁厚 (mm) 内径 (mm) 下深 (m) 钢级 抗内压 (MPa) 联入 (m) 钻头 (mm) 水泥返高 (m) 地面 1150 /
表层套管 技术套管 筛 管
273.0 177.8 127.0
8.89 9.19 7.52
255.27 159.42 111.96
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2、CobraMax多级分段定点压裂
连续油管喷砂射孔，环空压裂，砂塞分段 一次管柱完成多段射孔和多段压裂 井下工具简单，作业方便 对连续油管磨损很小 近井高裂缝导流能力 环空压裂，排量、砂量等施工数不受限制 环空压裂，要求水泥返高至地面或套管有 足够的抗压等级
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19方， 3417米
37方， 3385米
26方， 3369米
41方， 3345米
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17方， 3327米
22方， 3314米
36方， 3250米
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3、CobraFrac多级分段定点压裂
预先射开全部压裂层段 使用连续油管和跨式封隔器 跨式封隔器间距自由调整 一次管柱完成多级逐段压裂 适合薄互层精细分层压裂，改造 常规压裂容易遗漏的储层 由于连续油管内径小，排量受限， 适用于中浅层分段压裂
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一、Pinpoint多级分段定点压裂技术
Surgifrac CobraMax
CobraFrac
Perf & Plug
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D.S.S
1、SurgiFrac多级分段定点压裂
311.0 3067.5 3934.0
J55 P110 N80
21.6 68.6 /
7.62 7.50 /
346.0 241.3 152.4
Z1@3516.0-3720.0m(Ф152.4mm) 悬挂点@3012.44m
Z3@3834.0-3996.9m(Ф152.4mm)
508.63m
A点@MD3428.37m/TVD3200.0m Ф177.8mmN80 套管@3067.5m
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近井裂缝强制脱砂形成砂塞 井筒内部强制脱砂形成砂塞
MCCL
WCCL
连续油管校深工具
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24方， 3218米
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CobraMax® HJA
水平井打砂塞首选ScreenOut方法 其次为Alpha Plug方法
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CobraMax® DM Service
B点@MD3937.0m/TVD3260.02m Ф127mm 筛管@3934.0m
Z2@3669.0-3865.0m(Ф152.4mm)
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