【7A文】水力喷射分段压裂技术研究与应用及某井水力喷射压裂设计.pptx

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1、2011-8-29ChinaUniversityofPetroleum水力喷射压裂技术交流水力喷射分段压裂技术研究与应用及**井水力喷射压裂设计中国石油大学(北京)2011年06月提纲一、水力喷射分段压裂机理与参数二、水力喷射压裂工具设计研制三、现场施工工艺设计与应用四、**井水力喷射压裂设计五、结论12011-8-2921水力喷射分段压裂机理一、水力喷射分段压裂机理与参数水力喷射分段压裂(HJF)是集射孔、压裂、隔离一体化的增产措施，无需封隔器、一趟管柱即可实现多段压裂特别适合分段、分层作业，无须机械封隔准确造缝、有效隔离、一趟管柱多段压裂减少施工

2、风险、降低伤害、提高施工可控性1水力喷射分段压裂机理一、水力喷射分段压裂机理与参数射孔过程：Pv+PhFIP，裂缝持续延伸，适应不同地层压裂射流抽吸引射作用，强化封隔效果控制环空流量保持合适环空压力至为关键补偿井眼漏失、补充裂缝、维持压力防止地层吐砂，降低施工风险控制环空压力分层压裂耗（MPa）环空压32011-8-29一、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0.6500

3、 L/min1000 L/min1500 Lmin2000 L/min调整排量，精确控制Pv和Pa0.50.40.30.20.1005001000150020002500井深（m）不同排量环空压耗与井深关系曲线一、水力喷射分段压裂机理与参数3孔眼内速度及压力分布－数模与实验数值模拟室内实验数模与物模对比2011-8-29一、水力喷射分段压裂机理与参数3孔眼内速度及压力分布-结果分析4mm喷嘴在入口压力为25MPa时，不同围压下，相差4.7％～20％。4mm喷嘴在入口压力为30MPa时，不同围压下，相差4.3％～20％一、水力喷射分段压裂机理与参数4水

4、力射孔孔眼中裂缝起裂和扩展（1）射孔参数（孔径、孔深、方向）对起裂影响—室内实验实验装置示意图45丝堵2011-8-29一、水力喷射分段压裂机理与参数4水力射孔孔眼中裂缝起裂和扩展（1）射孔参数（孔径、孔深、方向）对起裂影响—室内实验室内实验结果与数值模拟规律基本一致。起裂压力随孔径和孔深增加而降低，孔深由30mm变到50mm，起裂压力由29.21MPa降到25.77MPa，下降11.8％。α角由900降到00，起裂压力由30.2MPa降到25.8MPa,降低4.4MPa(14.5%)一、水力喷射分段压裂机理与参数4水力射孔孔眼中裂缝起裂和扩展（2）

5、射孔参数（孔径、孔深、方向）对起裂影响—地面试验定向水力射孔容易实现射孔方向与最大水平主应力方向一致，降低破裂压力和裂缝延伸压力，控制裂缝在近井地带转向，起导向孔作用，有利于产生单翼或双翼裂缝，特别为低渗改造、提高压裂效率和成功率提供有效手段。接泵车返排管线水泥靶套管油管喷枪丝堵6流体参数射流压力工况参数进给速度2011-8-29一、水力喷射分段压裂机理与参数5水力喷射射孔参数优化实验影响因素实验参数喷嘴直径喷嘴型式射流功率流速流量流体性质射流反冲力磨料参数磨料类型磨料流量磨料粒度混合管直径靶距（喷距）流道数入喷射角切割体积切深或切宽比能靶件参数靶件

6、强度靶件硬度靶件孔隙度靶件渗透率1.2.3.4.5.6.7.8.压力排量磨料类型磨料浓度磨料粒度岩性围压时间一、水力喷射分段压裂机理与参数5水力喷射射孔参数优化实验实验装置与方法高压泵组喷嘴磨料射流实验装置磨料加砂系统岩样3432石英砂30石榴石2826242220051015时间（min）5分钟10分钟15分钟度（cm）射孔深孔深（cm）深（cm）孔磨料粒度选择：20~40目石英砂影2011-8-29一、水力喷射分段压裂机理与参数最优喷嘴压降：28~35MPa5水力喷射射孔参数优化302040压力100202530354045压力(MPa)4038

7、363432响最优磨料体积浓度：6~8%最优喷砂射孔时间：10~15min排量302826242220100150300200排量（l/min）5分钟10分钟5分钟10分钟250影响磨料类型影响二、水力喷射压裂工具设计研制（1）喷射压裂工具整体方案设计（2）滑套设计研制水力喷射压裂工具是实现水力喷射压裂工艺的关键之一（3）喷枪喷嘴及防溅体设计研制（4）单向阀、扶正器、多孔管等配套附件（5）二～四级滑套销钉连接方案设计①－导向头②－多孔管③－下扶正器④－单向阀⑤－喷枪⑥－上扶正器72.油管内加压，射孔3.维持喷嘴压降、环空加压，孔内起裂、裂缝延伸参82

8、011-8-29二、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3适用于4″～95/8″套管，