水力喷砂射孔技术介绍32页PPT
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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
射孔工艺介绍上PPT课件
127
127超深穿透
SDP39RDX30-1 SDP36HMX24-7 SDP48HMX45-1
≥140 ≥178 ≥178
20
6
1075
11.4
40
8
871
9.7
16
4
1349
12.4
.
15
大孔径射孔特点：射孔后套管上孔眼直 径大，射孔孔道相对深穿透射孔孔道短而粗， 渗流面积增加。
大孔径射孔适用于孔径为第一射孔要求 的射孔作业；适用于高黏油、稠油储层，出 砂储层。对于一些老井的多次采油，增大孔 道直径也有利于注入聚合物等的后续作业。
180
含砂微
3-06503
09.01. 23
1352
640
0.1 364 1
182
含砂微
3-07501
08.12. 19
253
202
2.4 375 4
75
含砂微
3-07502
07.06. 30
2311
986
9.0 915 7
114
含砂微
3-07503
07.06. 21
1653
7488
2.2
898
5
150
.
16
锦16块化学驱注入井射孔参数研究
BH46RDX43-1靶体剖开照片
.
17
锦16块化学驱注入井射孔参数研究
❖ 采用高孔密、大孔径、深穿透油管传输负压射孔， 负压值3～8MPa，利用负压射孔方式清洗孔道，减 少堵塞。
❖ 弹型选择：BH46RDX43-1 ❖ 枪型：140枪 孔密：24孔/m ❖ 相位: 8 相位
弹型
51 60 51 60 76 51 60 76 89 51 60 76 89 51 60 76 89 102 127 76 大孔径 1米弹
射孔介绍ppt课件
5做好准备后下油管要快防止井下温度对射孔弹的影响21枪身直径mm最大孔密孔m1相位角射孔排列类应用范围7318660螺旋在127mm封隔器中或插入178mm封隔器8618660螺旋同上10161241863612906060螺旋每面三个孔1397mm套管127186361236126012060螺旋螺旋每面三个孔178mm套管13973612120螺旋194mm套管15243612361260120每面三个孔螺旋同上19053612120螺旋254mm套管油管传输射孔枪22二射孔过程中的污染在正压射孔中井筒液体压力高于地层压力孔道一形成井筒内的液体马上侵入到孔道中侵入地层孔隙对产层造成污染
36(12)
36( 12) 36(12)
36(12)
120
螺旋
60
每面三个孔
120
螺旋
120
螺旋
≥194mm套管 同上
≥254mm套管 22
二、射孔过程中的污染 井中的污染源：井筒流体、射孔残渣及工艺过程
1、液体的污染 在正压射孔中，井筒液体压力高于地层压力，孔道一形成，井筒内的液体马上侵 入到孔道中，侵入地层孔隙，对产层造成污染。井筒液柱压力越高，污染越严重。 在负压射孔时，孔道的形成是高速气流冲击而成，气流会携带液体，使液体冲击 到地层，仍会进入地层孔隙内，对产层有污染。只是当地层流体冲出孔道时带走 部分井筒内的液体，使污染有所减轻。液体对孔道壁岩石的伤害，还与液体的性 质有关。在射孔的总伤害中占比例是比较小的。尤其是在负压射孔中。
2．电缆传输套管枪负压射孔
套管枪负压射孔：指射孔前将井筒液面降低到一定
深度，使井底压力低于油藏压力建立负压差。该方
法主要用于低压油藏。特点：可使射孔孔眼得到
“瞬时”冲洗，形成完全清洁畅通的孔道；可避免
36(12)
36( 12) 36(12)
36(12)
120
螺旋
60
每面三个孔
120
螺旋
120
螺旋
≥194mm套管 同上
≥254mm套管 22
二、射孔过程中的污染 井中的污染源：井筒流体、射孔残渣及工艺过程
1、液体的污染 在正压射孔中，井筒液体压力高于地层压力，孔道一形成，井筒内的液体马上侵 入到孔道中，侵入地层孔隙，对产层造成污染。井筒液柱压力越高，污染越严重。 在负压射孔时，孔道的形成是高速气流冲击而成，气流会携带液体，使液体冲击 到地层，仍会进入地层孔隙内，对产层有污染。只是当地层流体冲出孔道时带走 部分井筒内的液体，使污染有所减轻。液体对孔道壁岩石的伤害，还与液体的性 质有关。在射孔的总伤害中占比例是比较小的。尤其是在负压射孔中。
2．电缆传输套管枪负压射孔
套管枪负压射孔：指射孔前将井筒液面降低到一定
深度，使井底压力低于油藏压力建立负压差。该方
法主要用于低压油藏。特点：可使射孔孔眼得到
“瞬时”冲洗，形成完全清洁畅通的孔道；可避免
(ppt版)喷砂工艺
(4)已拆卸之模仁要放在平安(píng ān)的地方,並加以保護. (5)咬花,喷砂面的擦拭必须用棉花.禁止用麻布等物品.
第三十六页，共四十一页。
❖模仁保養注意(zhù yì)事項:
(1)非成型面用油石去除(qù chú)鐵銹時,應注意油石不可傷到咬花面. (2)保養后用去漬油清洗,並立即用氣槍將模仁外表結霧即水珠吹干後防銹. (3)咬花,喷砂面脏污可有棉花沾去漬油或三氯乙烷擦拭.
❖ 模具边缘和尖角的包扎是否到位. ❖ 包扎完后胶布边缘的胶应擦去,以防止灰尘(huīchén)粘上.
❖ 有雕刻字體需包紮時,可用塗膠填塗字體.
第十八页，共四十一页。
2.6. 包扎(bāozā)範例：
第十九页，共四十一页。
包紮區
模面外圍用 封箱(fēnɡ xiānɡ)膠布包 紮
3. 包扎(bāozā)檢查.
第二十五页，共四十一页。
六．模具(mújù)外表有补焊的喷砂技巧.
1. 當噴砂面有缺损,需補焊時.應選用與模仁相同材料,補焊後應
回火處理,消去材質間的內应力(yìnglì). 2. 补焊面用挫刀,油石接平.注意观察有无沙眼. 3. 采用原始条件喷砂,注意棕钢玉表亮度,光泽调节一致即可.过长时间的喷 射会使补焊处的光泽与外表不一致,形成补焊印. 4. 在生产中有补焊的喷砂面需喷砂清洁,除锈时.喷射棕钢玉220#于补焊
❖ (3)有明显的凹坑时,应打光接平外表后用原始条件噴砂,如外 表是咬花面的那么需重新咬花.
第三十二页，共四十一页。
1.4. 邊緣壓凸.
❖ 產生原因:
模具在生產中,塑膠粉塵或模具插傷之鐵粉,掉落於模具分型面使其合 模時將模仁邊緣壓凸.
❖ 處理對策:
(1) 對較小壓凸部份直接(zhíjiē)打光,噴砂.
第三十六页，共四十一页。
❖模仁保養注意(zhù yì)事項:
(1)非成型面用油石去除(qù chú)鐵銹時,應注意油石不可傷到咬花面. (2)保養后用去漬油清洗,並立即用氣槍將模仁外表結霧即水珠吹干後防銹. (3)咬花,喷砂面脏污可有棉花沾去漬油或三氯乙烷擦拭.
❖ 模具边缘和尖角的包扎是否到位. ❖ 包扎完后胶布边缘的胶应擦去,以防止灰尘(huīchén)粘上.
❖ 有雕刻字體需包紮時,可用塗膠填塗字體.
第十八页，共四十一页。
2.6. 包扎(bāozā)範例：
第十九页，共四十一页。
包紮區
模面外圍用 封箱(fēnɡ xiānɡ)膠布包 紮
3. 包扎(bāozā)檢查.
第二十五页，共四十一页。
六．模具(mújù)外表有补焊的喷砂技巧.
1. 當噴砂面有缺损,需補焊時.應選用與模仁相同材料,補焊後應
回火處理,消去材質間的內应力(yìnglì). 2. 补焊面用挫刀,油石接平.注意观察有无沙眼. 3. 采用原始条件喷砂,注意棕钢玉表亮度,光泽调节一致即可.过长时间的喷 射会使补焊处的光泽与外表不一致,形成补焊印. 4. 在生产中有补焊的喷砂面需喷砂清洁,除锈时.喷射棕钢玉220#于补焊
❖ (3)有明显的凹坑时,应打光接平外表后用原始条件噴砂,如外 表是咬花面的那么需重新咬花.
第三十二页，共四十一页。
1.4. 邊緣壓凸.
❖ 產生原因:
模具在生產中,塑膠粉塵或模具插傷之鐵粉,掉落於模具分型面使其合 模時將模仁邊緣壓凸.
❖ 處理對策:
(1) 對較小壓凸部份直接(zhíjiē)打光,噴砂.
水力喷砂射孔技术介绍
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
产品喷砂课件ppt
复合材料
需斟酌磨料对各层材料的 适应性，避免对非目标层 造成破坏。
材料适应性斟酌因素
硬度与韧性匹配
选择与待处理材料硬度相近的磨料，避免过 度磨损或破坏。
环境因素
根据实际工作环境和要求，选择耐湿、耐腐 蚀、不易吸湿的磨料。
化学稳定性
斟酌磨料与材料之间的化学反应，避免因化 学腐蚀导致表面质量降落。
经济性
环保法规的影响与应计策略
环保法规
随着全球环保意识的提高，各国政府 对环保法规的制定和执行也越来越严 格，产品喷砂行业需要遵守相关法规 ，如粉尘排放标准等。
应计策略
企业需要采取有效的应计策略，如采 取环保型的喷砂材料、优化喷砂工艺 等，以符合环保法规的要求。
市场竞争格局与挑战
市场竞争格局
随着产品喷砂市场的不断发展，市场 竞争也越来越猛烈，企业需要不断提 升自身的技术水平和产品质量，以获 得更多的市场份额。
汽车制造
汽车零部件的表面处理 ，如发动机零件、刹车 盘等，以提高其耐磨性
和耐腐蚀性。
石油化工
石油钻采装备和化工装 备的耐磨、防腐蚀处理
，延长使用寿命。
电力能源
核电、火电和风电装备 的防腐蚀和耐磨处理，
确保装备安全运行。
喷砂技术的发展历程
初期阶段
机械化阶段
早期的喷砂技术主要依靠手工操作，砂粒 质量和喷射参数难以控制，效率低下。
挑战
市场竞争猛烈、客户需求多样化等因 素都给产品喷砂行业带来了挑战，企 业需要不断创新、提升服务水平，以 应对市场的变化和挑战。
THANKS
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统计进程控制
运用统计方法对喷砂进程进行监控，及时发现特 殊并采取纠正措施。
测量装备
射孔工艺简介 ppt课件
射孔工艺简介
射孔前把油管下到所要射孔井段的上部，再用电缆输 送小直径的射孔器，通过油管下放到射孔井段，在套 管中定位射孔。
过油管射孔是最先被采用的负压射孔技术。它有着套
管射孔不具备的优点;可使试油工艺简化：缩短试油周 期提高试油速度，节省劳动力；可带压安全地连续 完 成射孔作业。
20
射孔工艺简介
11
12
射孔工艺简介
13
由无枪身聚能 射孔弹、弹架 (或非密封的钢 管)、起爆传爆 部件(或装置) 等构成的射孔 总成
射孔工艺简介
(1) 非钢管枪身，射孔后无枪体膨胀，易从井中取出。 (2) 弹架有挠性，套管弯曲和有缩径时有良好通过性能。 (3) 重量轻、操作方便，有利于提高施工效率、减轻劳动强度和降低射孔
27
射孔工艺简介
28
射孔工艺简介
水平井是稀井高产的重要手段，水平井套 管井射孔完井既有利于提高产量又有利于以后 进行增产措施和封堵作业。但水平井射孔井段 长达几百米甚至上千米，要求射孔一次作业成 功；要求向水平两边或两边以下３０°定向发 射以免造成砂子沉降和底水突进；要求长达几 百米的射孔枪顺利通过造斜段下入和起出。 保证施工的安全性和可靠性。
24
射孔工艺简介
所谓负压射孔是指射孔时，井底液柱压力低于 储层压力条件下的射孔。在负压射孔的瞬间， 由于负压差的存在，可使地层流体产生一个反 向回流，冲洗射孔孔眼，避免孔眼堵塞和射孔 液对储层的损害，同时还有可能减轻压实作用 程度。因此负压射孔是一种保护储层、提高产 能、降低成本的射孔方法。
25
（1）电缆输送射孔的优越性
1）适应各种各种无枪身和有枪身射孔器；
2）深穿透、高孔密和施工简单的优点。
（2）电缆输送射孔的缺点
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