国内外水平井分段压裂技术进展

水平井压裂不同裂缝长度油藏模拟 2.水平井压裂裂缝模拟
裂缝几何尺寸 对生产的影响 裂缝几何尺寸 与压裂规模的关系
①裂缝形态； ②裂缝条数；
③裂缝支撑长度与导 流能力； ④裂缝间距。
三、国内外水平井分段压裂技术现状
累计产量(t)
(1)当储层物性达到一定值时，纵向裂缝效果好于横向裂缝。
3000
2500
25.00%
20.00%
15.00%
10.00% 5.00% 0.00% 0
汇报内容
一 二 三 四
一、水平井应用简况
√第一阶段: 1891年申请水平井专利，水平井钻井最早为1929年（美国 Texas ）直井侧钻成8米长水平段，20世纪50年代以前水平井，基本上 都是通过坑道钻成的，只有少部分井是在垂直井的基础上钻成的。
√第二阶段: 70年代末80年代初，原油价格的上涨，驱使世界上许多石油 公司非常关注水平井技术,水平井技术迅猛发展。
分段隔离方法、工具
优化目标
二、水平井分段压裂关键技术
√（1）地应力场与应力干扰综合预测与评价技术 √（2）水平井水力裂缝参数优化设计技术 √（3）水平井分段压裂工艺与工具技术 √（4）水平井分段压裂材料技术 √ (5) 水平井水力裂缝测试与评估技术
三、国内外水平井分段压裂技术现状
（一）水平井水力裂缝参数优化设计技术
（4）管外封隔器完井 （5）组合完井
（5）组合完井 （6）多分支完井
二、水平井分段压裂关键技术
（一）水平井压裂改造与直井的差异
（1）水力裂缝形态复杂(纵向裂缝→横向裂缝→复杂裂缝）
水平缝
二、水平井分段压裂关键技术
（2）水力裂缝优化复杂（裂缝几何尺寸 →裂缝条数、裂缝间距、裂缝几何尺寸）
直井优化目标: ①裂缝长度；②裂缝导流能力。
2007Байду номын сангаас
2008
505 2009
2010
2011
数量(口)
一、水平井应用简况
中石化：水平井开发技术日趋成熟，在胜利油田、西北、华北、西 南、中原、江汉、江苏、东北、河南等地区广泛推广应用，从 2006年 加大水平井发展力度，截止到2011年12月底，水平井总数3739口。
一、水平井应用简况
●向深层与超深水平井方向发展 ☆美国Bakken页岩： Medowark7-6H井深9571m，垂深6553.0m，水平
最大油藏接触(MRC)
油藏改造面积(SRA)---双翼裂缝 油藏改造体积(SRV)---复杂裂缝
三、国内外水平井分段压裂技术现状
1.水平井压裂多裂缝油藏模拟
ECLIPES
软 件
油 水 两 相 模 型
裂 缝 网 格 处 理
水 力 裂 缝 处 理
裂缝条数及布放 方式对产量的影响
3.经济优化
评 评评 价 价价 模 参指 型 数标 经济评价 施工风险
段长度3018.0m ☆塔里木：塔里木塔北隆起轮南油田哈122H， 井深7053.0m，水平
段长487.43m。 ☆塔河：塔河油田TP111井，井深7426.0m，垂深6735.52m，水平段
长610.0m ☆元坝：元坝103H井深7861.0m，垂深6750.0m。
元坝121H设计井深8158.0m，垂深7280.0m。
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0 0
12000 10000
8000 6000 4000 2000
0 0
横 向 裂 缝 =4条 纵向裂缝
Ke=1.00×10-3μm2
100
200
300
400
生 产 时 间 (d)
横向裂缝=4条 纵向裂缝
K=10.0×10-3μm2
100
200
300
400
、安全可靠） （5）施工时间长，对压裂施工设备、压裂液性能要求高（低摩阻
、长效防膨、低伤害）
二、水平井分段压裂关键技术
(二)水平井改造关键技术
地应力场与裂 缝形态
横向缝、纵向缝、斜交缝？
裂缝取向
油藏工程 水力裂缝匹配
裂缝间距、几何尺寸优化
水平井段多裂缝渗流
分段压裂工艺 与配套工具
水力裂缝监测
机械、化学或其它 达到目标？
水平井水平段优化目标: ①裂缝条数；②裂缝长度； ③裂缝导流能力；④裂缝间距离。
裂缝长度
导流能力
裂缝长度 裂缝导流能力 距离
裂缝条数
二、水平井分段压裂关键技术
（一）水平井压裂改造与直井的差异
（3）改造井段长，分段改造工艺要求高（选段选位、一段一策） （4）完井方式多样，分段压裂工具要求高（起下顺畅、施工快捷
2000
1500
1000
500
0 0
12000 10000
8000 6000 4000 2000
0 0
横向裂缝4条 纵向裂缝
Ke=0.3×10-3μm2
100
200
300
400
生产时间(d)
横向裂缝=4条 纵向裂缝
K=5.0×10-3μm2
100
200
300
400
生产时间（d）
累计产量(t)
累 计 产 量 (t)
中石油：从2004年加大力度发展水平井，2008 年突破水平井 1000口 ，截止到2011年12月，水平井总数达到5100口。
1200 1000
800
1005 806
1000 872
600
400
200 26
0 2000
28 2001
50 2002
68 2003
168 2004
200 2005
522 2006
生产时间(d)
累计产量（t）
三、国内外水平井分段压裂技术现状
(2)外裂缝对产量贡献率高(35-40%),优先改造好外裂缝
不同位置裂缝贡献率(%)
不同位置裂缝贡献率(%)
1
2
3
外裂缝
4
5
3条裂缝时不同位置裂缝贡献率随时间变化曲线
45.00%
40.00%
35.00% 30.00%
Nf=3-外裂缝 Nf=3-内裂缝
√第三阶段:90年代初开始规模应用，2003年以后，美国70%以上的页岩气 井为水平井。
一、水平井应用简况
全世界的水平井井数超过 60000 口，占总井数的10%，主要分 布在美国、 加拿大、俄罗斯等 69 个国家。目前页岩气大量使用水 平井,每年钻数千口水平井。
一、水平井应用简况
中国为第三个钻水平井的国家,1965年第一口水平井：磨-3。
一、水平井应用简况
水平井的完井方式：（1）裸眼完井； （2）套管完井；（3）筛管完井（打孔、 割缝）； （4）套管封隔器完井；（5）组合完井;（6）多分支井等。
碳酸盐岩等裂缝性油藏
底水油藏、低渗透油藏、 疏松易出砂油藏
（1）裸眼完井
（2）套管完井
（3）筛管（割缝）完井
（3）筛管（打孔）完井
一、水平井应用简况