【7A文】水平井水力喷射分段压裂技术研究与试验.ppt

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1、水平井水力喷射分段压裂技术研究与试验ChinaUniversityofPetroleum汇报提纲一、前言二、水力喷射分段压裂机理与参数水力喷射分段压裂机理管内和环空水力参数计算孔眼压力分布数模与物模水力射孔孔眼应力与起裂水力喷射射孔参数优化实验三、水力喷射分段压裂工具研制四、现场施工工艺设计与现场试验五、结论与展望1.1问题的由来压裂改造是油气井特别低渗增产的主要措施，占石油储量25～30%产能由压裂增产。美国约40%油井、70%新气井是压裂投产。世界范围内，压裂增产比例越来越高。低渗起裂压力和驱动压力高,裂缝起

2、裂位置及扩展方向难以控制，直接影响压裂效率和成功率，世界性难题。国家863计划支持，水力射孔应力分布、起裂压力、扩展方向、射流定向射孔/分段压裂研究，水平井快速发展，开采不同类型油气藏（气顶/底水/稠油/裂缝等）已逐步大量应用，国外公司都在研究水平井分段改造、完井工具。自主的水力射孔/分段/压裂一体化技术。一、前言一、前言60年代末70年代初，美国NSF资助了一项庞大的研究计划，寻求一种高效的切割破岩方法，提出并试验了25种新方法，电火花、激光、火焰、等离子体、电化学、高压水射流等，最后一致公认最可行有效的是高压

3、水射流破岩方法。高压水射流技术是近二、三十年来发展起来的一门新技术，正越来越广泛地应用于煤炭、石油、化工、冶金、船舶、航空、交通、建筑等工业部门，用以清洗、除垢、切割、破岩等，提高工效，降低成本，减轻劳动强度，改善工作环境。近年来，出现超高压射流、空化射流、自振空化射流、磨料射流等新型射流技术。一、前言油气井工程一.提高射流井底效率二.自振空化射流钻头钻井三.水力脉冲空化射流钻井四.超高压射流辅助破岩钻井五.旋转射流钻径向水平井六.连续管洗井与小井眼钻井七.煤层气与储气库洞穴技术完井和增产处理八.旋转射流处理近井

4、地层九.磨料射流射孔割缝增产十.高压水射流深穿透射孔十一.水力喷射定向/分层压裂十二.水力喷射深穿透水平井十三.水平井旋转射流冲砂洗井十四.自激波动注水技术十五.高油气比井射流增效1998年，Surjaatmadja提出水力喷射压裂方法，并应用于水平井压裂。（1）机械分段压裂（2）限流法分段压裂（3）砂塞、暂堵剂或液胶塞（4）水力喷射分段压裂减少施工风险、降低伤害、提高施工可控性特别适合分段、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。水力喷射分段压裂(HJF)是集射孔、压裂、隔离一体化的增

5、产措施，专用喷射工具产生高速流体穿透套管、岩石，形成孔眼，孔眼底部流体压力增高，超破裂压力起裂，造出单一裂缝一、前言1.1问题的由来控制环空流量保持合适的环空压力至为关键（补偿井眼漏失、补充裂缝、维持压力）射孔过程：Pv+PhFIP，起裂射流卷吸井底液流产生的推进压力可达到约2.0MPa环空压力

6、裂机理一、前言1.3国外应用概况2002年7月62口井统计，裸眼水平井应用多，成功率较高。平均增产30～60%以上，成本与单级压裂相当或稍高。到2005年中，应用超过130多口井。其中水力喷射环空压裂HJP-AF超过45口，平均增产40～60%。使用1.75CT参数：一、前言汇报提纲二、水力喷射分段压裂机理与参数水力喷射分段压裂机理管内和环空水力参数计算孔眼压力分布数模与物模水力射孔孔眼应力与起裂水力喷射射孔参数优化实验射孔过程流场速度矢量压裂过程流场速度矢量2.1水力喷射分段压裂机理二、水力喷射分段压裂机理与

7、参数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2.2管内和环空水力参数计算不同排量环空压耗与井深关系曲线二、水力喷射分段压裂机理与参数2.3孔眼内速度及压力分布计算套管壁孔径10mm、喷射压力40MPa孔眼最大直径100mm、孔深500mm套管壁孔径15mm、喷射压力45MPa孔眼最大直径100mm、孔深500mm二、水力喷射分段压裂机理与参数1.喷嘴直径在3～7mm、喷距在0～70mm内调节；2.模拟孔眼长度在600mm内有级调节，每级长度40mm，套管孔径10～20mm3.可测量孔眼壁面

8、压力和轴心压力随喷嘴压力、排量、喷距、直径、围压等分布4.还可模拟“环空加液、射孔裂缝渗流”物理过程。2.4孔眼内速度及压力分布实验二、水力喷射分段压裂机理与参数2.4孔眼内速度及压力分布实验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％数模与物模对比二、水力喷射分段压裂机理与参数