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1、水平井裸眼压裂在十屋地区的应用技术（东北石油局2011届职工转正论文）姓名：苏靖淞工作单位：党群工作处二零一二年七月九日目录摘要11.本文研究任务及主要技术路线11.1研究目标11.2主要研究内容21.3主要技术路线22．水力喷射压裂技术22.1水力喷射压裂技术的原理22.2水力喷射射孔技术22.3水力喷射压裂技术32.4水力喷射压裂技术的优缺点52.4.1水力喷射压裂技术的优点52.4.2水力喷射压力技术的局限性52.5水力喷射压裂的工具62.5.1水力喷射工具62.5.2普通油管和连续油管73．水平井裸眼多级压裂技术83.1水平井
2、裸眼多级压裂技术的原理83.2威德福公司Opti-Frac水平井压裂系统93.2.1压裂系统工艺流程103.2.2井下工具113.3水平井裸眼技术优缺点123.3.1水平井裸眼压裂技术优点123.3.2水平井裸眼压裂技术局限性12水平井裸眼压裂在十屋地区的应用技术摘要鉴于十屋采油厂七棵树区块的低孔低渗特征，采用水平井的压裂工艺技术对储层进行改造。先后采用水力喷射压裂技术和多级压裂技术。水力喷射压裂技术是集水力喷射射孔和水力压裂为一体的工艺技术，它具有压裂工具少，能准确定位裂缝位置，施工安全性高，作业成本低等优点，其井下工具由油管和喷射
3、器组成。多级压裂技术则是根据储层开发的需要使用封隔器和滑套将水平井段封隔成若干段，压裂施工时通过投球打开滑套，进行有针对性的施工。它具有一趟管柱能够压裂多个产层，作业效率高、作业成本低等优势。其井下工具主要由封隔器和滑套等组成。井下工具目前以威德福公司的套管外封隔器为主。本文通过工作一年来所干压裂井实际，总结了十屋地区水平井压裂的技术的工艺原理、作业管柱结构以及井下工具的结构、工作原理和技术参数等。关键词：十屋；裸眼；水平井；压裂1.本文研究任务及主要技术路线1.1研究目标通过对水平井常用压裂工艺技术及相关井下工具的研究，总结适合水平
4、井的压裂工艺的技术原理、井下工具的组成以及各类井下工具的结构、工作原理和技术参数。1.2主要研究内容（1）总结十屋地区水平井常用压裂工艺的技术原理及其井下工具的组成；（2）应用实例分析，总结水平井压裂技术所用井下工具的结构、工作原理和技术参数。1.3主要技术路线（1）利用所学相关知识，掌握裸眼水平井压裂作业所用各类封隔器工作原理及技术指标；（2）应用现场作业实例，总结裸眼水平井压裂时作业工艺管柱。2．水力喷射压裂技术2.1水力喷射压裂技术的原理水力喷射压裂技术是一种将水力喷射射孔技术与水力喷射压裂技术结合起来的工艺技术。该技术是90年
5、代末发展起来的，目前在国内外应用比较广泛。水力喷射压裂主要是依靠射流原理进行射孔和压裂，可在井中选择裂缝位置并产生多个裂缝的增产作业方式。施工中，利用高压和高速流体携带砂体进行射孔，打开地层与井筒之间的通道后，提高流体排量，从而在地层中打开裂缝。可适用于多种完井方式。压裂的难点在于喷砂射孔，射孔质量直接影响到压裂的成败。2.2水力喷射射孔技术水力喷射射孔技术是一种利用高压水射流在地层中钻孔,实现井筒与地层间有效连通,使油气井增产的新技术。当前国内外采用的水力喷射压裂原理都是基于伯努利(Bernoulli)方程：(2.1)由式（2.1）
6、可知，从水力喷射工具喷出的水射流冲击物体后，射流改变了方向和速度,损失的动量以作用力的形式传递到被冲击物体的表面。根据动量定理,理论上连续射流作用在物体表面的力为:(2.2)式中:C———无因次系数,与射流方向变量有关；ρ———水的密度,kg/m3；Q———射流流量,m3/s；v———射流平均速度,m/s。由式（2.2）可知，射流流量Q受喷嘴大小和前后压降的影响,要提高射流对岩石的冲击压力就要提高喷嘴压降。在喷嘴参数不变的情况下,提高喷嘴压降的途径是提高泵压、增大排量及减少循环系统压力损失等。水射流切割物体的机理一般由空化气蚀作用、楔
7、劈作用、磨削作用和冲击疲劳破坏作用等多种效应综合而成。破坏不同的物体,各种因素所起的作用也不同。油层岩石是脆性材料,抗拉、抗剪切强度低,岩石内有孔隙和微裂缝,本身内应力比较复杂,在水射流冲击下,楔劈作用、冲击剪切起主导作用。喷嘴数量和喷嘴尺寸根据油井状况而设计。2.3水力喷射压裂技术水力喷射压裂是一种新的增产作业措施,通过喷嘴,完成水力射孔,射孔后,射流连续作用在喷射通道中形成增压,超过破裂压力后将地层压破。同时,射流中携带的石英砂、陶粒等进入地层对裂缝形成有效支撑,完成压裂过程。在压裂过程中保持比较低的环空压力很重要,根据射流工作原
8、理,在喷出流体边界层的内表面上,其速度等于喷出速度,在外面表面上速度等于零,所以边界层内的流速自内向外由喷出速度逐渐下降为零,因此射流边界的速度降低,产生负压。从周围进入射流边界内的液体,被射流带动进入地层,边界层液体减
