【7A文】水力喷射定点压裂改造技术研究与应用.ppt

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1、水力喷射定点压裂改造技术研究与应用汇报提纲第一部分：研究背景及意义第二部分：关键技术及创新点第三部分：主要技术特点第四部分：应用情况及效果分析第五部分：经济及社会效益分析第六部分：结论及认识第一部分：研究背景与意义吐哈油田现有水平井99口。水平井压裂改造难点：改造井段长，采用分段改造。一般需分3-5段压裂，封隔工具要求高。多为裸眼完井和筛管完井，封隔难度大。提高水平井压裂改造效果主要对策：均衡改造。有效封隔。起裂位置裂缝形态确定。第一部分：研究背景与意义前期主要采用的改造方式：1、超高排量笼统压裂。2、封隔器、桥塞或化学胶塞分段改造。工艺上成功，未能达到预期效果。水

2、力喷射定点压裂技术：是集射孔、压裂、封隔一体化的新技术，是一种全新压裂技术。为哈里伯顿公司专有。我国于2005年在靖安油田靖平1井与哈里伯顿公司合作，首次成功开展了水力喷射分层压裂。该技术在我国属于起步阶段。为了提高水平井开发效果，开展了水力喷砂定点压裂技术研究。第一部分：研究背景与意义第二部分：关键技术及创新点第二部分：关键技术及创新点㈠水力喷砂射孔技术创新点一：设计优化水力喷砂射孔所需的流速、最佳喷射时间、喷砂液浓度、砂粒直径等参数。主要机理：流体通过喷射工具，压能被转换成动能，高速流体冲击形成射孔通道，完成水力射孔。特点：穿透深度大。无地层压实伤害。能够选择定

3、向射孔。1、喷嘴选择：要具有良好的耐磨性和较高的流量系数。从水力学知识得知流束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。第二部分：关键技术及创新点㈡水力喷砂射孔参数设计优化2、压力、流速根据水力学的动量定律，当喷嘴的截面一定时，射流速度与压力成正比。试验证明，当通过喷嘴的流速保持在120米/秒、工作压力12MPa以上时，

4、可以取得较好的切割效能。第二部分：关键技术及创新内容㈡水力喷砂射孔参数设计优化3、喷射时间在一定的工作压力下，当射流达到一定深度后，继续延长喷射时间是无意义的。喷射时间一般在15-20分钟。第二部分：关键技术及创新内容含砂量越高，切割效能越好。但是，过多的含砂量容易引起砂堵，并会在途中互相碰撞，降低速度，影响喷射效果。确定砂浓度120kg/m3。4、含砂浓度:㈡水力喷砂射孔参数设计优化5、砂粒直径砂粒直径越大，质量越大，冲击力就越大。一般讲，砂粒直径取喷嘴直径的1/6为最佳，确定选用40-70目和20-40目的石英砂或陶粒均适用。第二部分：关键技术及创新内容井号DP

5、1牛东平2庙平1F239H青2-56H射孔排量（m3/min）1.92.52.52.51.8砂浓度（kg/m3）120120120120120砂量（m3)22.41.21.21.6喷砂时间(min)1515-20101015陶粒粒径40-70目陶粒20-40目石英砂6、围压：射孔深度随着围压的增大成线性递减。喷砂射孔施工参数：㈡水力喷砂射孔参数设计优化第二部分：关键技术及创新内容创新点二：利用水力喷砂射孔定点压裂工艺技术，不用机械封隔一趟管柱实现多段改造。㈠水力喷砂压裂技术压开地层：P增+P环>P破裂环空压力：略低于裂缝的延伸压力压裂原理：射流在喷射通道中形成增压。

6、环空中泵入流体增加环空压力，喷射流体增压和环空压力的叠加超过破裂压力压开地层。压裂排量：考虑压裂液摩阻、喷嘴的节流压差、裂缝延伸压力、喷射工具强度、套管强度、压裂限压等。原理：通过控制喷射工具，准确选择裂缝起裂的位置与方向；裂缝形成后，高速流体喷射进入孔道和裂缝，孔道相当于“射流泵”；环空的流体在压差的作用下被吸入地层，维持裂缝的延伸，实现水力封隔。第二部分：关键技术及创新内容（二）水力封隔技术1、234、51、洗井，下喷射工具到预定位置，进行水力喷砂射孔。2、泵入前置液，环空迅速增压产生裂缝，排量增加到设计压裂排量，进入主压裂施工程序，施工结束。3、关井、放喷、压

7、井上提油管到上一个压裂的位置。4、重复以上步骤，至整个井段压裂结束。第二部分：关键技术及创新内容（三）水力喷砂压裂工艺步骤井号DP1井牛东平2庙平1F239H油管排量（m3/min）22.62.52.5环控排量（m3/min）1.1111平均砂比（%）24253031最高砂比（%）52354540合计砂量（m3）58363638水力喷砂压裂施工参数管柱结构：引鞋+筛管+单流阀+短节+喷枪+油管创新点三：水力喷射压裂管柱结构设计，实现多段压裂，又能解决砂堵后的反洗问题。第二部分：关键技术及创新内容喷嘴需承受高压和高速工作液的冲蚀，容易导致喷嘴变形、破损。要求喷嘴具