国外非常规储层压裂新技术及未来技术发展讲义

主体技术
连续油管喷砂射孔环 空加砂分层压裂 （CobraMax）
技术特点
水力喷砂射孔，环空加砂压裂，砂塞封堵或 底封隔器封堵。压裂层数无限，最高单井连 续施工19层。
TAP套管滑套分层压裂 套管滑套和完井管柱一起下入，通过滑套和
(treat and
飞镖实现分层压裂，开关滑套可实现分层测
production)
压裂方式：投球封堵，逐层压裂，一般5层以后桥塞封堵
工艺参数：一般进行5层连续施工，最多可以连续施工12层
应用区域：美国西部的皮申斯盆地Rulison气田 储层特征：
深度3657.6-4572m，厚度1524m 渗透率0.001mD；地层温度：130-160 ℃ 施工参数： 单井施工层数≥40层，单日施工层数≥20层 液体类型：交联压裂液、滑溜水压裂 平均排量4.7m3/min ；最高施工压力65.5MPa 支撑剂浓度：
缝发育度相对低
粘土含量相对 低，天然裂缝 发育度相对低
常规压裂液压裂 氮气泡沫携砂压裂
70-80%氮气泡沫压裂液
大规模水力压裂 氮气泡沫不携砂压裂
酸压和高能气体压裂
增产 大型活性水压裂
措施
液氮连续油管压裂
直井一次改造两层的加砂压 裂，尾追高强度石英砂
水平井分段压裂
Hale Waihona Puke 清洁压裂液水平井同步压裂
CO2加砂压裂 氮气泡沫压裂
加拿大Bakken油层
➢ 完井方式：4.5 〞衬管完井 ➢ 水平段长825-1305m ➢ 采用水力喷射分段压裂技术 ➢ 最多分压30段（66小时） ➢ 施工排量：0.85-3.5m3/min ➢ 每段加砂：5.0-11.3吨 20/40目砂
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二.水平井分段改造技术
快速可钻式桥塞分段压裂技术在北美页岩气储层改造中广泛应用
沙特阿拉伯2A区的Arab-D地层分支长 度4160、4168m，分27段改造
北美致密油也有所应用
Bakken双分支井 HESS.2010.01
多支井定向工具系统包括：可控制工具 旋转的定向装置和可调节的弯曲接头， 实现工具定位并进入分支 进入分支控制方式：液体排量超过一个 门限速度时，促使工具下部弯曲
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不同特征储层有与其适应的工艺技术
页岩 储层
远东盆地 Barnett
阿巴拉契亚盆地 Devonian
密歇根盆地 Antrim
圣胡安盆地 Lewis
阿肯色州 Fayetteville
储层 主要 特征
脆性断裂、天然 裂缝发育
低压、水敏储层
束缚水充填天然裂缝系统， 需要先排水
页岩+细砂岩、低 压、水敏，天然裂
交联冻胶600-720kg/m3，滑溜水240-360kg/m3 压后气井累积产量通常是传统压裂的3倍
SPE119757
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二.水平井分段改造技术
主体技术
技术特点
适用条件
水力喷砂分段 水力喷砂射孔，通过拖动连续油管实现逐段改造。压裂 4〞、5-1/2〞、7〞套管、裸眼、
压裂
段数无限。
筛管完井，井深4000m以内
氮气泡沫+线性胶
70%氮气泡沫 活性水压裂 交联冻胶压裂
压裂井层和压裂液体系与工艺优选需求－－直井分层、水平井分段
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一.直井分层改造技术 第4页
国外直井分层压裂技术以“连续油管喷砂射孔环空加砂分层压裂”和 “TAP套管滑套分层压裂技术 ”为主，技术成熟，国内通过引进，在长庆 苏里格、四川须家河已应用。
➢压后效果 压裂前：无产量 压裂后： 28300-56600m3/d
桥塞钻塞时间平均8-12min
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二.水平井分段改造技术
多分支井导向工具的完善，初步形成多分支井立体改造技术
储层岩性：碳酸盐岩、砂岩 应用概况
路易斯安那灰岩，深1828m、双分支， 各分支压开7条缝，加入40/70目的渥 太华砂102.5t、28%交联酸166.5m3
试、分层生产。压裂层数无限。
适用条件
套管完井 实际垂深≤3100m 井底温度≤140℃
套管完井 目前尺寸单一，仅限4 ½”套管 应用温度160ºC，耐压差70MPa
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一.直井分层改造技术
JITP(just-in-time perforating)实时射孔投球分层压裂技术实现单井分压40层
射孔方式：电缆传输，逐层上返射孔，投球憋压点火激发
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一、国外储层改造技术新进展 二、未来技术发展建议
• 提高SRV：水平井+分段改造+滑溜水 • 低伤害：滑溜水 • 低成本：滑溜水+高效多段改造工艺+同步压裂+工厂化作业
ft ft
冻胶压裂
1.2×107m3
滑溜水压裂
北
观测井1
北
（
（
）
射孔位置 ）
观测井2
东（ft）
4.1×107m3
东（ft）
Barnett页岩分别采用冻胶压裂与滑溜水重复压裂时的微地震监测结果
➢北德克萨斯Barnett页岩 井深：垂深2150—2450m,最深3050m 斜深2745m-4575m 水平段:610-1830m 地层温度：71－93℃ 地层压力系数：1.06-1.18 渗透率：0.0001–0.0006mD 孔隙度：2% – 6%
➢施工方式 水力泵送桥塞 分段多簇射孔 套管压裂
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二.水平井分段改造技术
北美致密油开发借助水平井分段压裂实现有效动用
美国Bakken油层
➢ 地层深度2745-3230m ➢ 渗透率0.0001-1mD（0.005-0.1mD占优） ➢ 孔隙度2-12%（4-8%占优） ➢ 水平段长度365.7-3962m ➢ 采用裸眼封隔器分段压裂 ➢ 平均排量6.2m3/min，平均压力49.5Mpa ➢ 最多分压18段，压后平均日产油130m3
裸眼封隔器分 通过投直径不同的球逐段打开滑套，依据井眼尺寸大小 裸眼完井，耐温218ºC，耐压
段压裂
一般可分压6-17段，最多分压30段。
150MPa
快速可钻式桥 水力泵送桥塞，桥塞座封，多级点火射孔，套管压裂， 套管完井，适用多种套管尺寸，
塞分段压裂 连续油管钻除桥塞。压裂段数无限。
耐温232ºC，耐压86MPa
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三.HiWAY通道压裂技术
HiWAY通道压裂技术特点：
➢建 立 以 支 撑 剂 墩 柱 支 撑 的 非 连 续铺置的大通道（深层油气高 速公路）
➢支 撑 裂 缝 的 大 通 道 大 大 提 升 了 油气导流能力，消除了对充填 层渗透率的依赖
➢降 低 了 压 裂 液 残 渣 对 导 流 能 力 的伤害，可进一步降低压裂液 成本