水平井水力喷射分段压裂技术
水力喷砂分段压裂技术
（1）适用于新井改造； （2）完井方式上，可应用于裸眼完井、筛管完井、套管完井，油 田主要应用于51/2“套管井，气田应用于41/2“套管井和6“裸眼井； （3）储层改造方式上，可应用于酸压或加砂压裂； （4）井深一般小于5000m。
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3、水力喷砂分段压裂施工工艺过程
喷射器是影响喷射效果和施工效率的关键部 件。
主要影响因素：
Ø 喷嘴流道形状 Ø 喷嘴直径 Ø 喷嘴布放方式 Ø 喷嘴材质 Ø 喷射器材质 Ø 喷射方式
喷嘴螺旋布放时孔内流速分布图
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(2)偏心定位器
当液流以较高速度流经偏心定位器时，在压力作用下，由于两个内 腔不同心，流体与内腔管壁交接处会出现旋流，产生向下的力，推动定 位器旋转方向。
• 水马力 (HHP) = 压力 (psi) x 排量 (BPM) 40.8
• 附加的备用泵 (50% - 100%）
(3)压裂施工
①正循环用压裂液基液替满井筒。 ②射孔：砂比8-10%的20-40目石英砂。 ③关闭套管旋塞。 ④第一段压裂作业：油管和套管按设 计注入。
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⑤停泵关井。 ⑥反循环洗井，上提管柱至第二个喷 射位置。 ⑦按设计完成第二段压裂作业。 ⑧依次完成全部压裂施工，最后起管 柱完井。
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(4)单流阀
• 保证射孔、压裂过 程中油管中液体只从 喷射器喷嘴中喷出； • 进行反循环洗井。
单流阀实物图 单流阀示意图
(5)眼管
反循环洗井过程中防止一些大杂物进入油管，堵塞喷嘴，另外， 为反循环洗井提供更大的过流通道。
眼管示意图
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(6)堵头
• 下管柱时，起着导 向作用； • 封堵油管，保证反 循环洗井过程中液体 只从喷嘴和筛管通 过。
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。
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。
PSK多级滑套水力喷射分段压裂技术的应用——以镇北油田水平井为例
水 力 喷枪 的喷 嘴 和封 隔 器 的 坐 封 水 眼 被 滑 套 挡 住， 喷 枪 和封 隔器 都 不 工 作 ， 液流经过 Ｐ Ｓ Ｋ 工具 内 部 从下 工 具 串流 出。 当下 面 的喷射工 具失 效后 ， 从井 口投
在 镇平 × 井 第一 次 施 工 时 ，采 用 常规 水 力 喷 射钻 具． 在施 工第 ４段 的时 候 ， 因为反 溅损 害 掏空 了一 个 喷
球， 加 压剪钉 ， 打掉滑套 ， 同时钢 球 和滑套 一起 下 落 ， 经
过 封 隔器 中心管 进入 滑套 坐封 接头 ， 封堵 下 面管柱 。 通 过 改变 滑套 的 内径 ，可 以实 现 多级 Ｐ Ｓ Ｋ工 具 。 投 不 同尺 寸 的钢球 开启 对应 的 Ｐ Ｓ Ｋ工 具 。
嘴， 导致 工具 失效 ， 具体 情况 见 图 ４ 。 为 了将反 溅 损 害对 喷枪 本 体 的影 响 减 到最 小 ， 采 取 喷枪 本体 外表 面喷 涂高硬 度 的硬质 合 金技 术 ，来 对
图 １ 水 力喷 射 分 段 压 裂 管 柱 示 意
２ Ｐ Ｓ Ｋ多 级 滑 套 水 力 喷 射 分 段 压 裂
常规 水 力喷射 钻具 经过 多 年 的现 场应 用 ，暴 露 出
一
些 问题 ．如 ２ ０ １ １ —２ ０ １ ２年镇 北水 平井 完试 ４口， 平
图２ ２级 Ｐ Ｓ Ｋ 水 力 喷射 分 段 压 裂 管 柱 示 意
循 环通 道 。 １ ． ３ 水 力喷 射分 段压 裂技 术
２ ． ２ ． ２ 结 构设计 Ｐ Ｓ Ｋ ３ ４ ４ ． １ １ ０在 常规 封 隔器 的 基础 上 加 以改 进 ． 其
上接 头改 为水 力喷 枪 ，同时将 其 坐封 水眼也 设 计在 上 接 头上 。其 主要 由下接 头 、 剪钉 和密封 件组 成 。
水平井分段压裂技术现状及对策
10段、50MPa,120℃
正在研制
工具和国外类似 段数少，耐压、耐温低 ；工具缺乏系列化
工具和国外类似
室内研究
二、主要技术问题
2.主体技术尚未形成
2.2连续油管水力喷砂射孔环空加砂压裂技术未配套
名称 应用 单位 技术 指标 技术 特点 技术 对比 国外 哈里伯顿、BJ 150℃；深度3000m； 油管直径60.3mm；施工层数43 层 中石油 西南油气田 油管直径50.8mm，深度1105m ，施工层数3层 中石化 胜利油田
封隔器外径上大、下小（下小于105mm）
卡距设置返循环通道 喷砂口距胶筒距离小(仅200mm)，预防沉砂 设计有液压安全接头，可投球打压丢手 工具串留有标准内通道，便于后续打捞
一次性射开所有待改造层段，压裂时利 用导压喷砂封隔器的节流压差压裂管柱，采 用上提的方式，一趟管柱完成各层的压裂。
●技术能力
单趟管柱压裂可以压裂8段，最大加砂规模
达到145m3
250 201
工艺管柱耐温100℃、耐压70MPa
200 153 150
195
●适用范围
适用51/2″套管完井
100
●局限性
拖动管柱,施工周期长 不适合气井
50 2 0 2006年 8 4.0
31 4.9 2007年 井数（口） 段数（段） 2008年 平均（段/井） 4.8
工具耐压差 （MPa） 中石油 50 / 50 70 50 50 中石化 / / 国外 204 232 / 100 120
工具耐温 （℃） 中石油 120 / 中石化 / / 120
120
120
一、技术发展现状
２.水平井分段压裂设计软件应用情况
主要功能 软件名称 公司名称 压裂模 拟 Stimplan FracproPT MFrac FracCADE Gohfer NSI Pinnacle Meyer Schlumberger Lab Marathon 自动 设计 小型 压裂 压裂防 砂模拟 酸化压裂 模拟 产能 预测 净现值 优化
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。
关于水平井分段压裂技术的研究
关于水平井分段压裂技术的研究为了提高超低渗透油田的开发效益，更好的提高油田采收效率或对低渗透油田的水平井进行增产改造，很多油田都采用了一些增产技术。
水平井分段压裂技术是一项先进的完井技术，更是低渗透、低压油田开发的重要手段之一。
通过最近几年的油气藏开发试验，形成了包括水平井压裂、射孔工艺以及配套压裂体系的水平井分段压裂技术，但是就我国水平井分段压裂技术在油气藏的应用还需进一步完善。
文章主要就油气藏水平井分段压裂技术进行研究，并展望了水平井分段压裂技术的发展趋势。
标签：水平井；油气藏；分段压裂引言对于低渗透油田来说，水平井分段压裂技术是储层增产的重要手段之一。
随着水平井分段压裂技术的不断改造与反战，水平井分段压裂技术的开发效益在低渗透油田中越来越明显。
但是水平井的长度也在不断增长，水平井分段压裂技术的改造也越来越困难。
通过最近几年的试验研究，形成了包括水平井压裂优化、射孔工艺以及配套压裂体系的水平井分段压裂技术，并且取得了非常好的效果。
1 水平井分段压裂技术对于近几年油气田开发的实践表明，对于低渗透、薄储层、稠油油气藏以及小储量的油气藏等等，其中水平井开发是最好的开发方式。
但是因为受到低渗透储层地质的条件受到限制，低渗透储层水平井只有通过分段压裂技术，才能取得增产的效果，因此水平井分段压裂技术显的非常重要。
（1）水平井压裂数目是影响水平井开发效益的重要因素之一。
我国一些油气藏，在油藏评价和压后产量的预测基础上，建立了压裂数目优化的模型，同时为水平井分段压裂技术提供了可靠的依据，从而使油田更大的发挥了水平井的增产潜力，提高了最终的采收率。
根据水平井井身的地质、结构特点来考虑避免缝间干扰以经济避开水线推进的方向原则，有效优化缝的间距。
但是随着水平井分段压裂技术在油气藏中的应用不断增多，其基础理论的研究也不断完善。
为了更好的了解水平井筒支撑剂的沉降规律，确保油气藏顺利、安全的进行，对0.5mm 的石英砂在不同介质中临界沉降的速度进行了准确的测定，其中影响支撑剂沉降的主要原因有很多，比如：砂比、流体的粘度等。
水平井水力喷射填砂分段压裂技术在陇东油田应用
2015年第5期勘探开发水平井水力喷射填砂分段压裂技术在陇东油田应用曹欣中国石油川庆钻探公司长庆井下技术作业公司 陕西 西安 710018 摘要：水平井体积压裂工艺技术已经成为当今油气田开发的主体技术。
水力桥塞和套管滑套需要钻磨，帯底封隔器压裂的水 力喷射技术易发生封隔器失效、卡钻等风险。
结合水力喷射和滤失法填砂形成一种新的水平井分段压裂技术，在陇东油田压裂应 用5口井。
现场施工和应用效果表明水力喷射填砂分段压裂是一种安全高效的水平井体积压裂技术。
关键词：水力喷射；滤失法；填砂Application of staged fracturing technology in sand plug of horizontal well in Longdong oil fieldCao Xin Changqing Downhole Technical Operation Company of CNPC Chuanqing Drilling technology Co., Ltd., Xi’an 710018 Abstract：SRV fracturing becomes a major technology in oil production in nowadays. It needs drilling in hydraulic bridge and case sliding sleeve technology，Hydraulic bridge plug and bushing sleeve need to drill grinding，hydraulic injection technology of Bands bottom packer have packer failure，sticking and other risks. It combined with hydraulic jet and filter sand filling to form a new sub-horizontal well fracturing technology，which is applied in five wells in Longdong oil fields. The result shows that SRV fracturing is a safe and effective volume horizontal well fracturing technology. Keywords：hydraulic jet；the filtration method；sand filling前言2005年，长庆油田引进了水力喷射压裂技术，先后经历了 射流封隔、胶塞封隔、底封隔器封隔压裂等阶段。
水平井分段压裂流程
水平井分段压裂流程一、啥是水平井分段压裂。
水平井分段压裂呢，就像是给地下的岩石层做一场超级精细的手术。
咱们都知道地下有好多油啊气啊，但是它们被困在岩石的小孔隙里出不来。
这时候就需要水平井分段压裂这个神奇的技术啦。
水平井就是那种在地下横着打的井，就不像咱们传统的直井是竖着下去的。
那分段压裂呢，就是把这个水平井按照一定的长度分成好多段，然后对每一段进行压裂，这样就能把岩石层弄出好多小裂缝，就像给油气开了好多小通道，它们就能欢欢喜喜地跑出来啦。
二、前期准备工作。
1. 地质勘探。
这可是超级重要的一步呢。
得先搞清楚地下的情况呀，就像打仗之前先得知道敌方的地形一样。
勘探人员要通过各种高科技手段，像地震勘探啊之类的，把地下岩石层的结构、硬度、有没有断层这些信息都摸得透透的。
要是这一步没做好，后面的压裂工作就可能会像没头的苍蝇一样乱撞呢。
2. 设备准备。
那压裂可不是靠嘴说说就能完成的，得有好多厉害的设备呢。
比如说压裂车，这可是压裂工作的主力军。
压裂车就像一个超级大力士，能产生巨大的压力。
还有各种油管、封隔器啥的。
油管就像油气的小跑道，封隔器呢，就像一个个小守门员，能把不同的压裂段隔开，让每一段的压裂都能有条不紊地进行。
这些设备都得提前检查好，确保它们都能正常工作，要是设备在工作的时候掉链子，那就麻烦大啦。
三、压裂施工过程。
1. 下管柱。
把那些油管啊、封隔器啊啥的下到水平井里。
这就像把一群小士兵送到地下战场一样。
操作这个的时候可得小心翼翼的，就怕把这些设备弄伤了或者下错位置。
每一个设备的位置都很关键，就像拼图一样，得严丝合缝地放在该放的地方。
2. 第一段压裂。
开始第一段的压裂工作啦。
压裂车开始发力，把压裂液高速注入到地层里。
这个压裂液可神奇了，它能撑开岩石，让岩石产生裂缝。
这个时候就感觉像是一场力量的对决，压裂液的力量在和岩石的硬度做斗争。
随着压力越来越大，岩石开始屈服，慢慢地就出现裂缝啦。
这时候就像看到了胜利的曙光一样，可激动人心了呢。
水平井水力喷砂分段压裂技术
水平井、 水 力压 裂 两 项 技 术 对 提 高 低 渗油 层 、 薄 油 层 产 量 有 着很 大 的 意义。 目前 中国 石 油开 展 科 技攻 关 已有 ５ 年的时间。 经过５ 年 的 努力 ， 中 国石 油 水 平 井 分 段压 裂 技术 及 装 备 有 了 很 大 的 进步 ， 并突 破 了 技 术 瓶 颈 ， 与压 裂 后直 井 相 比 ， 平 均单 井 产量 提 高 有 了 明显 体 改 。 同时 ， 这 一 技术 也 使 大量 不 可 动 用 储 量 向 可 采储 量 转 变 。 ４、 水 平 井 水 力 赜 砂 分 段 压 裂工 艺 开 展 建 议 （ １ ） 水 力 喷 射 分 段压 裂技 术 的攻 关 ， 包 括 对 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 的 研究 ； （ ２ ） 对新型化学暂堵胶塞分段压裂技术研究 ； （ ３ ） 形 成 水 平 井分 段 压 裂 工 艺 技 术 及 配套 工具 系 列 ， 也 要 对 双 封 隔器
以 及 多 级 封 隔器 分 段 压 裂 工 艺 技 术 进行 研 究 等 。
水 平 井 水 力 喷射 分 段 压 裂 改 造 技术 是 ９ Ｏ 年 代 末 发展 起 来 国外 应 用 比 较 广 泛 的技 术 ， 此 项 技术 可 以在裸 眼 、 筛管、 甚 至套 管 完 井 的水 平 井 以 及 灰 岩、 砂岩 等 不 同 岩 性 储层 上 进 行 分段 压 裂 ， 而 且施 工 安 全快 捷 ， 对 地 层 伤 害
小， 是一 种 比较 理 想 的 水 平 井分 段 压 裂 改 造技 术 。本 技 术 的 关键 在 于 喷 砂
水平井分段压裂技术
混合管直径 靶件渗透率
一、水力喷射分段压裂技术
喷嘴压降(MPa)
5、喷嘴压损与排量关系
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
Φ=5mm Φ=6mm Φ=6.35mm Φ=5.5mm
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
喷嘴排量(m3/min)
0.6
0.7
0.8
• 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。
26 22
钢球
55 49 46 43 40 37
34
31
28 25
➢喷枪结构及滑套材质——硬质合金 ➢销钉剪切力提高
一、水力喷射分段压裂技术
现场施工情况：
➢油管排量2.6-3.4 m3/min，套管排量0.5-1.0 m3/min，油管压力40-50MPa， 套管压力12-20MPa ➢单枪最大过砂量45m3，8层共加砂340m3，使用原胶液2800m3 ➢ 东平2井: 单段（6×Φ6.0mm喷嘴）过砂量55+2＝57 m3 ➢最后压了8段，其中第3段和第7段地层亏空严重，没压成。
井斜，°
83.2 81.9 83.1 81.6 81.5 82.3 81.9 82.7 82.6 75.2
狗腿度， °/25m
0.76 1.66 2.6 2.65 1.29 0.77 0.9 3.27 3.77 1.38
套管接箍数据，m
2364.11 2353.38 2139.08 2128.17 2106.58 2095.76 2019.32 2008.5 1997.59 1987.0 1965.25 1954.44 1932.6 1922.67 1824.54 1813.52 1792.07 1781.05 1693.54 1682.53
水力喷射压裂技术：水平井储层改造新方法
水力喷射压裂技术：水平井储层改造新方法摘要：本文首先简要阐述了水力喷射压裂技术应用原理，进而分别就施工工艺、技术施工影响因素、技术局限性展开具体分析，旨在合理利用水力喷射压浆技术，实现水平井改造增产的作用效果。
关键词：水力喷射压裂技术；水力喷砂射孔技术；水平井储层引言：对于水平井储层改造，应用传统水力压裂应用效果有限，甚至会相应形成裂缝区。
在此情况下，水力喷射压浆技术作为一种新型储层改造技术，能够充分利用水力射孔、水力压裂技术的应用优势，并不需要任何多余的机械密封装置，便能够完成连续压裂改造的作用效果。
1.水力喷射压裂技术应用原理近年来，伴随着技术研究力度不断增强，高压水射流技术研究范围不断拓宽，涉及领域也更加广泛。
其中，包括水力喷砂射孔技术、高压水射流油井解堵技术在内的各种技术均为用于油井增产的新技术，水力射流压裂基于传统的高压水射击流技术，能够替代传统压裂工艺，将压裂、隔离等功能作用于一体，借助特殊的注入工具，形成高速流体，相应形成孔缝，促使流体能够直接作用形成高于孔底破裂眼的作用力，进而形成主裂缝。
在实际工程施工期间，则可以从低排量开始，不断泵入原胶携砂液，等到喷嘴和携砂液保持一定大小的距离后，则需要在短时间范围内快速增加射孔、排量。
当完成喷洒后，则需要相应关闭环空、泵入原胶携砂液。
与此同时，在油管内部，基于工程设计排量、含砂浓度要求，直接注入混砂液，完成压裂处理工序。
每完成一次压裂，都需要相应调整钻具，促使喷嘴能够直接和下次压裂位置保持一致性，分段完成压裂施工处理。
水力喷射压裂技术充分整合水力喷砂射孔、水力压裂、环空挤压三个环节，基于伯努利方程，借助压力、势能、动能三者之间的转换关系，促使压裂施工更加准确可靠[1]。
水力喷射压力技术能够充分整合水力压裂技术、水力喷砂射孔的应用优势，实现精准布置裂缝、控制压裂裂缝、实现压裂增产。
1.水力喷射压裂技术工艺施工对于水力喷射压裂技术，本身并不需要额外进行机械封隔、便能够完成自动隔离，技术施工周期较短、施工程序简单、压井次数少，能够显著减少对储层造成的不良影响，形成良好的经济效益。
水平井水力桥塞分段压裂技术
三、水力泵入式快钻桥塞分段压裂工艺设计
三、水力泵入式快钻桥塞分段压裂工艺设计
——以苏东13-65H2为例
（一）苏东13-65H2井钻完井简况 （二）关键施工环节论证与设计 （三）现场分段压裂施工介绍 （四）应急处理措施
三、水力泵入式快钻桥塞分段压裂工艺设计
n 苏东13-65H2井基本资料
u 储层：盒8 u 深度（TVD）：2880～2900m u 孔隙度：5.5～14% u 渗透率：0.03～1md u 含气饱和度：20%～60% u 储层压力：23.2MPa u 储层温度：90°C u 7″技术套管：3136m u 4½″气层套管：4506m u 水平段长度：1370m
二、水力泵入式快钻桥塞分段压裂工具简介
目前常用快钻桥塞主要有三类：
全堵塞式复合桥塞 单流阀式复合桥塞
投球式复合桥塞
二、水力泵入式快钻桥塞分段压裂工具简介
p 工具指标
二、水力泵入式快钻桥塞分段压裂工具简介
（2）复合桥塞座封配套工具
由于复合桥塞的密封系统、锚定系统以及锁紧系统的原理与常规可钻桥 塞类似，因此投送座封工具与常规电缆传送座封桥塞通用，可采用的座封工 具有：
GR 51～54 68～78 53～62 41～48 58～63 49～68 52～62 51～54 49～50 33～51 32～35 32～39 45～49 68～72
提纲
一、水力泵入式快钻桥塞分段压裂技术原理 二、水力泵入式快钻桥塞分段压裂工具简介 三、水力泵入式快钻桥塞分段压裂工艺设计 四、水力泵入式快钻桥塞分段工艺现场施工 五、结束语
n 液压油通过延时缓冲嘴流出,推动 下活塞,使下活塞连杆推动推筒下 行；
n外推筒下行,推动挤压上卡瓦,与此 同时,由于反作用力使得外推筒与芯 轴之间发生相对运动；
中原油田水平井水力喷射压裂技术研究及应用
采 用筛 管完 井 ， 占 ７ ． ；其 次为 套管 和 套 管 ＋筛 管 混 合 完 井 ，分 别 占 ｌ ． 和 ｌ ． 。 自 ２ ０ １８ ５２ ３０ ０ ８年 起 ，中原油 田从水 平井 压裂选 井选 段 、水平 井水 力喷射 分段 压裂 机理 、水 力喷砂 射孔 参数 优化设 计 、水 力喷砂射 孔 分段压 裂工 艺等几 方 面进行 了室 内研究 并 在现 场进行 了试 验 ，取得 了较好 的增产 效 果 ，填 补 了中原 油 田水平井 压裂 的空 白，初 步完 善 了水平 井开发 配套 技术 ，同时也 为下一 步深 层低 渗油 藏水平 井
［ 收稿 日 期 ］ ２ １ —０ —２ ０１ ７ ０ ［ 金 项 目］ 国 家 “６ ”计 划 项 目 （ ｜）ＡＡ ６ ２ ６ 。 基 ８３ ２）６ ｏ ｚ ２ ） （ ［ 作者 简介 ］ 杨 东 兰 （ ６ ） １ ７一 ，女 ， ｌ９ 年 大 专 毕 业 ，工 程 师 ，现 从 事储 层 改 造 工 作 。 ９ ９１
［ 要 ］ 根 据 中原 油 田深 层 低 渗 油藏 具 有 油藏 类 型 多 ，构 造 复 杂 、 断块 小 ， 低 渗 、 非 均 质 性 强 的 特 点 ，开 摘
展 了水 平 井 技 术 研 究 ，从 水 平 井 压 裂 选 井 选 段 、 水 平 井 水 力 喷 射 分 段 压 裂 机 理 、水 力 喷 砂 射 孔 参 数 优 化 设 计 、水 力 喷 砂 射 孔 分 段 压 裂 工 艺 等 几 方 面 进 行 了研 究 并 在 现 场 进 行 了试 验 。现 场 应 用 ５ 口井 ，成 功 率 ｌ Ｏ ，开 抽 ２ 口井 ，有 效 率 １ ０ ，增 产效 果 良好 。 为 中 原 油 田 其 他 区块 深 层 高 压 低 渗 油 气 藏 水 平 井 压 Ｏ ０
水力喷射压裂技术在特殊井中的应用
２ 水 力 喷射 压 裂 技 术 原理
水力 喷射分 段压 裂是集 水力 射孔 、压 裂 、封 隔
一
单 ，改造针 对性 强 。
体 化 的增 产 改造新 技术 ，其 机理是 将含有 一定 ］ 比例 磨料 的流体 通过 喷射 工具 ，产生 高速 射流 冲 ］
低渗 透油 藏直 井和 水平 井。其具 有不使 用任
何 机 械 密封 装 置 即 可 实现 一 段 或 多段 分层 压
裂 的特 点 。 解 决 了套 变、 小 套 管、 管 外 窜
槽 、油水层 隔层 条件 差 以及 地层 应力异 常等
特 殊 井 无 法 分 层 改 造 问 题 ， 为 水 平 井 改 造 提
提 高 到 ３个 ， 配 注 量 由 ２ ／ ０ｍ。ｄ增 加 到 ３ ／ ， ０ ｍ。ｄ 注 入 井 能 够 正 常 注 入 ，周 围 ２口 Ｂ、Ｃ 井 日产 液 由 ５ 上 升 到 ６ ， 日产 油 由 ４ ２ｔ 升 到 ６ ７ｔ ８ｔ ７ｔ ． 上 ． ，含
的采 出井 均未 见剂 ） 。
流 体 在 压 差作 用 下 被 吸入 地 层 ， 持 裂 缝 的延 伸 。 维 上 的注采 井 连 通 关 系 ，可 采 取 有 针 对 性 的 调 整 方
案 ，改善 薄差储 层 的开发状 况 。 例 如 ：某 井 Ａ 分 ２个 层 段 注 水 ， 注 入 示 踪 剂
根据 示踪 剂的 见剂情 况 ，可确定 不 同连 通类 型 动用 条件 下 的极 限 井距 。从 不 同连通 类型在 不 同井 距 条件下 的见剂 情况 分析 显示 ，二类 表外 与二类 表 外 的见剂 极限井 距在 １０ｍ 左 右 ，井 距小 于 Ｉ５ｒ ４ １ ｏ 的见剂井 占总 见 剂井 数 的 ８ ；二类 表 外 与 一类 ０ 表 外 、一 类表外 与一 类表 外 、一 类表 外与非 主体 的
水平井水力喷射分段酸压技术
水平井水力喷射分段酸压技术水平井水力喷射分段酸压技术的工作原理是利用高压水和化学剂的混合物，通过水力喷射工具注入到油层中，实现对油层的改造和渗透性的提高。
该技术的实现方式包括以下几个方面：首先是分段处理，即对油层进行分段注水，每段注入不同的化学剂；其次是水力喷射，即利用高压水力将化学剂注入到油层中；最后是酸化处理，即对油层进行酸化，以改善油层的渗透性和流动性。
分段酸压技术的优点主要体现在以下几个方面：首先是提高采收率，即通过分段注水和酸化处理，可以提高油层的渗透性和流动性，从而提高原油的采收率；其次是降低成本，即通过分段处理和水力喷射技术，可以实现对油层的精确改造，避免了对油层的过度破坏和浪费，从而降低了开发成本；最后是适用范围广，即该技术适用于不同类型和不同渗透性的油层，具有较广的应用范围。
分段酸压技术在油气勘探与开发领域的应用案例很多，其中比较典型的是在页岩气开发中的应用。
页岩气是一种非常规的天然气资源，其开发难度较大，需要采取特殊的技术手段。
分段酸压技术可以通过对页岩气储层的分段注水和酸化处理，提高储层的渗透性和流动性，从而实现对页岩气的有效开发。
分段酸压技术在油田勘探和开发中也得到了广泛的应用，例如在低渗透油田、复杂断块油田和稠油油田的开发中，该技术可以提高原油的采收率，降低开发成本。
对于分段酸压技术的未来展望，我们认为该技术将会有更广泛的应用前景。
随着油气勘探与开发难度的不断增加，分段酸压技术将会在更广泛的领域得到应用。
随着技术的不断进步和应用经验的积累，分段酸压技术的效果将会得到进一步的提升。
未来的研究将会更加注重环境保护和可持续发展，因此分段酸压技术也将会更多的考虑到环保和可持续发展的因素。
分段酸压技术也将会与其他技术相结合，形成更加完整的油气勘探与开发技术体系。
水平井水力喷射分段酸压技术是一种具有重要应用前景的油气勘探与开发技术，可以提高采收率、降低成本，具有广泛的应用范围。
未来，随着技术的不断进步和应用经验的积累，该技术将会得到更广泛的应用和推广。
关于水平井分段压裂的研究及探讨
关于水平井分段压裂的研究及探讨【摘要】能源作为现代社会的稀缺资源，直接影响着人们的生产生活，对能源的开发也是极为重要的工程。
在石油储存量较小且渗透性较差的油田内，水平井是较为有效的开发方式。
如果遇到油气层渗流阻力较大、渗透率极低的情况，则需要将其压开数量不等的裂缝，加强油气的渗透性及减少渗流阻力。
本文简单阐述了水平井分段压力技术的原理，各种类型的分段压裂技术，包括封隔器分段压裂、段塞分段压裂、封隔器配合滑套喷砂器分段压裂、水力喷射分段压裂、TAP分段压裂技术等，为从事能源行业的人员提供一定的技术参考。
【关键词】水平井分段压裂技术研究由于各个油田的地质情况不一样，在开发的过程中许多特殊情况，如低渗透油气藏、稠油油气藏、储量较小、渗透阻力大等情况，需要采用水平井，其优势在于生产效率高、泄油面积大、储量的动用度较高。
为了达到进一步提高水平井的产量，需要对水平井进行压裂，从而形成数量较多的裂缝，提高油气的产量，提升生产效率，但是由于水平井的跨度较大，要达到理想的压裂效果要求分段工具具有性能良好、体积合适、操作性强等特征，才能有效的提高单位油井的油气产量，实现经济效益及资源的充分开发[1]。
1水平井分段压裂工艺的基本原理水平井压裂后，其裂缝的形状、性能均有所区别，主要和水平井筒轴线方向及地层的主要应力的方向有着较为密切的关系。
该项工艺能够提高产量的原理为压裂使石油的渗流方式发生了改变。
进行压裂处理之前，石油的径向流流线主要处于井底的位置，渗透受到较大的阻力，压裂完成后，径向流流线与裂缝壁面呈平行关系，渗流受到的阻力较小。
裂缝的主要形态有以下几种：①横向裂缝：当水平井筒和主要应力的方向为呈垂直关系时，即会形成横向裂缝；②纵向裂缝：当水平井筒与主要应力的方向呈平行关系时，即会形成纵向裂缝；③扭曲裂缝：当水平井筒和主要应力有一定的角度时，即会构成扭曲裂缝。
压裂后形成的横向裂缝适用于渗透性较差储藏层，其可以明显的促进油井改造。
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二、水力喷射分段压裂机理与参数
5 水力喷射射孔参数优化
滑套工具尺寸
名称
第九级 滑套内 孔
第八 级滑 套内 孔
第七级 第六级 第五级 第四级
滑套内 滑套内 滑套内 滑套内
孔
孔
孔
孔
第三级 滑套内 孔
第二级 滑套内 孔
第一级 滑套内 孔
单向 阀内 孔
60型滑套 50 47 44 41 38
35
32
29
26 22
钢球
55 49 46 43 40 37
34
31
28 25
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27
三、现场施工工艺设计与应用
直井分层压裂现场试验-七64-7水力喷射分段压裂试验
油层位置m
起
止
1200.5 1209.2
1228.2 1235.6
喷射枪位置 厚度
8.7
1697
7.4
1232
➢ 完井方式：直井、5-1/2”套管注水泥完井； ➢ 压裂方式：水力喷砂射孔，油管加砂压裂，
0.240
0.600 14.00
0.000
0.000
0.00
0.0
20.0
40.0
时间 (min)
prop conc kg/m^3
pressure 2 Mpa
8
2
7 1
5 1
3
1
30
60.0
80.0
100.0 -
三、水力喷射压裂工具设计研制
水平井不动管柱8段加砂压裂—AE3P21
✓ 完钻井深: 2245m ✓ 完钻垂深：1840m ✓ 水平段长：398m ✓ 压裂井段: 1830-2205m ✓ 油层套管：51/2″ ✓ 压裂管柱：27/8 ″
环 空 排 量 (m?min) 地 面 压 力 [环 空 ] (MPa)
20.00 80.00
16.00
1600 64.00
16.00 64.00
12.00 1200
48.00
12.00 48.00
8.00 800
32.00
4.00
400 16.00
2021/2/22
0.00 0
0.00
115.0
188.0
2021/2/22
肇61-平21P1 3 1894.0~2001.0井段
S落 ubtitle
Rate 3 m^3/min
Rate 1 m^/min
1.200
pressure 1 Mpa
3.000
70.00
0.960
2.400 56.00
0.720 1.800 42.00
0.480 1.200
28.00
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4
一、前 言
关键技术难点：
➢喷砂射孔参数及效率 ➢喷射起裂、水力封隔 ➢喷射压裂工具（喷嘴）
喷射起裂及 水力封隔
压裂液 喷射压裂工 具
喷砂射孔参 数效率
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5
二、水力喷射分段压裂机理与参数
1 水力喷射分段压裂机理
➢ 高压＋低压 ➢ 高压：高速射流在孔内增压3～ 8MPa ➢ 低压：喷嘴出口局部低压区—— 环空卷吸作用，强化封隔效果
二、水力喷射分段压裂机理与参数
4 孔眼内速度及压力分布-室内实验
1. 喷嘴直径在3～7mm、喷距在0～70mm内调节；
2. 模拟孔眼长度在600mm内有级调节，每级长度40mm，套管孔径10～20mm
3. 测量孔眼壁面压力和轴心压力随喷嘴压力、排量、喷距、直径、围压等分布
42.021模/2拟/22“环空加液、射孔裂缝渗流”物理过程。
关键：控制喷射压力和环空压力排量
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6
二、水力喷射分段压裂机理与参数
2 管内和环空水力参数计算
调整排量，精确控制Pv和Pa
喷射排量和射流冲击力计算 管内流体压降损失计算 环空流体压降损失计算
0.6 500 L/min
0.5
1000 L/min
1500 Lmin
0.4
2000 L/min
Φ=5mm Φ=6mm Φ=6.35mm Φ=5.5mm
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
喷嘴排量(m3/min)
0.6
0.7
0.8
• 随排量的增大，喷嘴压损急剧增加；
2021/2/22 • 喷嘴直径的增大，喷嘴压损降低。
14
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
• 随着围压的增大，喷射产生的附加压差减小；
实施二层压裂；
水力喷砂射孔 水力压裂
水力喷砂射孔 水力压裂
➢ 每层压裂时间：约1小时，第一层的最高压力为48MPa，总液量180.00m3；第二层的
最高压力为58MPa，总液量196.00m3 ；
➢ 每层加砂量：约20方,最大砂比22%,最大排量2.6方/分钟;
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28
➢ 压后喷射枪完好，压裂管柱顺利取出。
261.0 Time (min)
334.0
407.0
8.00 32.00
480.0
4.00 16.00
29
0.00 0.00
三、现场施工工艺设计与应用
5 ½″套管完井水平井喷射4段压裂－Z66-P21井
➢ 大庆Z66-P21井2205m，套管139.7mm，施工前产油4.5t/d ➢ 四级喷枪压裂4段：1538、1830、1951、2060m ➢ 加砂量22＋32＋32＋22＝108m3，产油8.5t/d，日增油4.0t
2021/2/22 • 喷射后在很短距离内压力趋于稳定。
15
二、水力喷射分段压裂机理与参数
8、不同射流速度对不同岩样穿透时间的影响
35
射穿时间,min
30
1:1水泥石
25
1：2水泥石
1:3水泥石
20
砂岩
灰岩
15
10
5
0 100
120
140
160
180
200
220
240
260
喷射速度,m/s
不同流速下射穿定长试件所需的时间
根据水动力学动量-冲量原理，固体颗粒受水载体加速，高 速冲击套管和岩石，产生切割作用。
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二、水力喷射分段压裂机理与参数
5 水力喷射射孔参数优化
流体参数
工况参数
射流压力
进给速度
喷嘴直径
靶距（喷距）
1. 压力
影
喷嘴型式 射流功率
流道数 入喷射角
2. 排量
实 3. 磨料类型
响
流速 流量 切割体积
改进 ➢喷枪结构及滑套材质改进提高——硬质合金 ➢销钉剪切力提高
二、水力喷射压裂工具设计研制 喷射器本体
拖动式喷射器
滑套式喷射器
➢适用于4″～95/8″套管， ～6000m井深
➢材料和处理：喷嘴工作寿命6h以上
➢地面泵压力：40～90MPa，排量：1.0～4.5m3/min
2➢02施1/2/工22 层段数：1～10层， 单层最大加砂量：50m3
21
二、水力喷射压裂工具设计研制
喷射压裂工具整体方案设计
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22
二、水力喷射压裂工具设计研制
滑套方案设计——5 ½ ″套管四级喷枪
第一级滑套内径50mm 第二级滑套内径45mm 第三级滑套内径40mm
使2用021后/2/滑22套－基本无磨损
第四级喷枪－无滑套
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二、水力喷射压裂工具设计研制 水力喷射分段压裂工具——5 ½″套管八级喷枪
验 4. 磨料浓度
因
流体性质
切深或切宽
参 5. 磨料粒度
素
射流反冲力 比能
数 6. 岩性
磨料参数 磨料类型
靶件参数 靶件强度
7. 围压 8. 时间
磨料流量
靶件硬度
磨料粒度
靶件孔隙度
2021ห้องสมุดไป่ตู้2/22 混合管直径 靶件渗透率
13
二、水力喷射分段压裂机理与参数
6、喷嘴压损与排量关系
喷嘴压降(MPa)
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
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
2 滑套设计研制
（1）滑套结构设计、材料优选
（2）各级滑套与喷枪体滑动密封
3 喷枪喷嘴及防溅体设计研制
（1）喷枪本体结构设计研制
（2）喷嘴结构设计、材料与布置
（3）防溅体参数设计与加工
4 单向阀、扶正器、多孔管等附件
5 二～四级滑套销钉连接方案设计
（1）滑套和喷枪销钉连接方案设计
202（1/22/22）销钉材料优选及加工
图 井身结构及喷射工具管串结构
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示意图
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