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1、第30卷第1期开发工程65连续油管水力喷射环空压裂技术王腾飞胥云蒋建方田助红丁云宏中国石油勘探开发研究院廊坊分院王腾飞等.连续油管水力喷射环空压裂技术.天然气工业,2010,30(1):6567.摘要连续油管水力喷射压裂是解决我国纵向多层压裂难题的有效手段,为深入了解国外连续油管技术,提高国内现有尺寸连续油管应用范围,在连续油管传输压裂与环空压裂两种方式对比分析的基础上,对连续油管水力喷射环空压裂技术的原理、施工工序、摩阻计算、优越性与局限性等进行了全方位的分
2、析。结果认为这种环空压裂方式通过喷砂射孔与环空加砂配合可以拓宽连续油管应用深度,提高国内现有小尺寸连续油管设备利用率,提高喷嘴寿命,增大施工排量,从而具有更高的现场适用性及可操作性。研究成果为引入国外连续油管解决国内多层气藏分压改造难题,以及转变观念进行连续油管水力喷射环空大规模压裂奠定了基础。关键词连续油管水力喷射压裂环空注入油管注入摩阻排量DOI:10.3787/j.issn.10000976.2010.01.0180引言1环空压裂施工工序低渗透油气田是我国石油工业稳定发展的重要资环空压裂施工工序:置放喷射工具到
3、目的层;源,水力压裂技术是经济有效开发低渗透油气藏的重对第一段喷砂射孔直至裂缝起裂;压裂(环空注携要手段,川渝气田、鄂尔多斯气田等多数油气藏纵向多砂液+连续油管内小排量供液);填砂;上提管柱到第二射孔层;冲洗管柱,清理管内残余支撑剂,准备层,跨距大,气、水关系复杂,采用常规压裂手段难以实进行第二次射孔;多次重复~道工序,实现多层现逐层改造,不能提高小层动用程度进而提高产量。分压;冲砂清理井筒,准备投产。为此,连续油管压裂技术逐渐引起石油技术人员的关注,该技术整合了水力喷射射孔定点压裂的优越性与2优越性连续油管的拖动灵活性,为解决纵向多
4、层改造难题提水力喷射环空压裂技术与油管压裂方法相比,优供了新的途径。到目前为止,国内有关水力喷射工具越性如下。的研究日趋成熟,而对水力喷射连续油管组合压裂技2.1降低摩阻,提高排量术的认识才刚刚起步,而且仅停留在常规的油管传输总摩阻=管柱摩阻+喷嘴摩阻[16]v2p压裂技术上,这种方式对连续油管的尺寸以及井的根据伯努利方程+=C(式中v为速度;p为2要求过于苛刻而难以应用至深层。因此,需进一步发压力;为液体密度;C为常数),得到喷嘴压力降展与完善。笔者比较分析了油管压裂与环空压裂两种22Q模式,认为采用环空压裂模式可以拓宽连续油管管
5、柱p喷嘴v(式中Q为排量;A为过流面积)。因A所能允许的深度,可以提高喷嘴寿命,增大施工排量,此,对试验测定结果进行平方拟合即可得到喷嘴压降因具有更高的现场适用性及可操作性,有望得到大范与排量的关系,对常用6mm喷嘴进行拟合(图1)得围推广应用。到如下关系式:基金项目:中国石油天然气股份有限公司先导性项目四川盆地须家河组低渗砂岩气藏开发先导试验的部分研究成果。作者简介:王腾飞,1981年生,工程师,博士;2007毕业于西南石油大学石油工程学院;主要从事低渗透油气藏增产改造技术研究工作。地址:(065007)河北省廊坊市万庄44号信箱
6、。电话:(010)69213182,13472366897。Email:wangpfei69@petrochina.com.cn66天然气工业2010年1月流经喷嘴而不存在节流摩阻,从而大大降低了摩阻损3失,具体计算结果见图3。即使排量为8m/min,3000m管柱环空摩阻也仅为16MPa左右,排量较低时基本可以忽略摩阻影响,这为大排量施工奠定了基础。图1喷嘴压降与排量拟合曲线图2y=217.5x+9.85x-1.535(1)知道喷嘴的节流摩阻后,针对油管与环空施工分别计算
7、总摩阻如下:44.45mm连续油管,总长为4000m;套管为图3环空注入时摩阻随排量变化关系曲线图139.7mm;6个6mm喷嘴,压裂液摩阻系数为0.3。1)油管注入。通过模拟计算得到油管注入摩阻2.2环空压裂可大大提高喷嘴寿命(见图2):若采用油管传输压裂,即便全程采用1.5水力喷射压裂主要的问题之一是喷嘴的使用寿3m/min的排量,总摩阻将高达66MPa,假定处理层深命。国外在该设备开发初期,仅12.5~15t支撑剂通为3000m,地层破裂压力梯度为0.019MPa/m,则要过喷嘴后即发生过几次喷嘴故障。随着工程设计的不使地层
8、破裂井口压力必须达到如下条件:断改进,现在的预期寿命是每个喷嘴可处理25~30tp井口+p液柱
