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1、石油地质与工程2009年9月PETROLEUMGEOLOGYANDENGINEERING第23卷第5期文章编号:1673-8217(2009)05-0084-02水力喷射压裂技术在火山岩水平井压裂中的应用王希友,王东,毛秀玲,王集鸿,谢佃和(中国石油吐哈油田分公司,新疆哈密839009)摘要:针对无法进行传统的水平井分段压裂施工的筛管完井的火山岩水平井,吐哈油田引进、应用了水力喷射压裂技术改造牛东火山岩水平井。系统介绍水力喷射压裂原理、施工参数优化、施工工艺设计和施工情况,现场应用结
2、果证明该技术适应筛管完井的水平井压裂工艺要求,取得较好的效果。关键词:水平井;水力喷射;火山岩;筛管完井;分段压裂中图分类号:TE357文献标识码:A随着吐哈油田牛东火山岩油藏开发的不断深1.2水力喷射射孔技术入,水平井数不断增加,对低产水平井改造的需求越水力喷射射孔技术是一种利用水压机构在套管来越迫切。特别是筛管完井的水平井,无法进行常上以冲孔的方式开窗,利用高压水射流在地层中钻规压裂改造,酸化效果不好,为此,引进了水力喷砂孔,从而实现井筒与地层间有效连通,达到油气生产压裂技术来解决这一难题。近年来,高压水射流技
3、井增产的新技术。术的应用和发展越来越深入,涉及到的领域也越来当前国内外采用较多的水力喷射原理都是基于越广泛,它在切割破岩、清洗除锈、节能降耗、安全生伯努利(Bernoulli)方程式,从水力喷射工具喷出的[1]产、提高工效等方面都起到了积极的作用。本文水射流冲击物体后射流改变了方向和速度,损失的在系统研究水力喷射压裂技术原理的基础上,介绍动量以作用力的形式传递到被冲击物体的表面。根了利用水力喷射压裂技术对牛东平2井进行分段压据动量定理,理论上连续射流作用在物体表面的力裂改造的工艺过程,为筛管完井火山岩水平井的开为:发改造提供了新的思路。
4、Fj=cQv(1)式中:c无因次系数,与射流方向变量有关;1水力喷射压裂技术33水的密度,kg/m;Q射流流量,m/s;水力喷射压裂技术系列主要包括喷嘴定向技v射流平均速度,m/s。术、射孔技术和压裂技术。射流流量Q受喷嘴大小和前后压降的影响,要1.1水平井定向射孔原理提高射流对岩石的冲击压力就要提高喷嘴压力降。在水平井射孔时,射孔器在水平段内总是紧贴在喷嘴参数不变的情况下,提高喷嘴压力降的途径井筒下壁,不能在井筒中居中。采用定向射孔,使得是提高泵压、增大排量及减少循环系统压力损失等。实际射孔
5、孔眼与原来设计具有一定角度和方位的偏水射流切割物体的机理一般由空化气蚀作用、楔劈差,主要有孔眼轨道产生的偏差、孔眼角度产生的偏作用、磨削作用和冲击疲劳破坏作用等多种效应综差等。通过分析得知,此偏差对油气层的开发影响合而成。破坏不同的物体,各种因素所起的作用也很小。目前,国内外水平井定向方式采用重力偏心不同。油层岩石是脆性材料,抗拉、抗剪切强度低,装置,配合转动接头,靠翼翅与井壁摩擦阻力不平岩石内有孔隙和微裂缝,本身内应力比较复杂,在水衡、在偏心重力作用下实现枪串的整体转动来进行射流冲击下,楔劈作用、冲击剪切起主导作用。喷嘴[4-5]射孔
6、定位。因为枪体的轴线接近直线,可将枪体的数量和喷嘴尺寸根据油井状况而设计。运动简化为刚体的平面运动,在合力作用下,枪体将收稿日期:2009-04-03沿井壁向下滑动,在合力偶作用下枪体将绕轴线转作者简介:王希友,工程师,1974年生,1996年毕业于中国石油[2-3]动,合力偶为零时偏心定位器达到稳定状态,实大学(华东)采油专业,现在吐哈油田分公司三塘湖采油厂从事现射孔定位。开发工程管理工作。王希友等.水力喷射压裂技术在火山岩水平井压裂中的应用85331.3水力喷射压裂技术m/min,套管排量1.0m/min。套
7、管排量不低于13水力喷射压裂是一种新的增产作业措施,可借m/min,具体按施工压力进行确定。若裂缝延伸压助连续油管将高压流体送入到改造层段后,通过喷力梯度0.023MPa/m,则施工压力必须保持在23~嘴,完成水力射孔,射孔后,射流连续作用在喷射通25MPa,现场按实际施工压力泵压来确定。道中形成增压,超过破裂压力后将地层压破。同时,(4)考虑到水力喷射过喷嘴压裂液受高速剪切射流中携带的石英砂、陶粒进入地层对裂缝形成有影响,采用满足要求的瓜胶水基压裂液体系。从模效支撑,完成压裂过程。拟剪切速率试验看,基液粘度52mPas,交联比在
8、压裂过程中保持比较低的环空压力很重要,1008,过喷嘴后压裂液粘度能迅速恢复到80%以根据射流工作原理,在喷出流体边界层的内表面上,上,粘度达到500mPas以上,能满足携砂要求。其速度等于喷出速度,在
