水平井多段压裂工艺技术

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1、水平井多段压裂 工艺技 术中国石油*油田公司二一二年三月2012-3-231汇报提纲引言一、水平井压裂技术现状概况二、2012年*油田水平井主体压裂工艺 技术及原理（一）水平井裸眼封隔器可开关滑套多段压裂系统（二）水平井滑套封隔器分簇射孔多段压裂系统（三）大型压裂安全施工技术三、2012年水平井部署及压裂方案要点2012-3-232引言1、摘要水平井油气井水平 段的 压裂改造 工艺技 术是当 前国 内外油田 和石油服务公司 研究的 热点之 一 ，中石油面对已经进入“多井低产”局面的现实，计划 规模实 施水平 井，探索通过 水平井 改变这 种被动局面的 技术途径，其中 的重点 工作就 是加大水平

2、井 在低渗 透油田 开发的应用力 度。综合国内外 的经验 和做法 ，提高低渗透 油田水 平井开 发效果的主导 技术之一就是水 平井段 的储层 改造。因此， 水平井 储层改 造技术研究是 制约当前低渗透 油田水 平井高 效开 发的技术 瓶颈， 这里详 细介 绍了目前 国内外水平井油 气井分 段压裂 工艺 技术现状 。2012-3-233引言2、技术背景）吨亿（量储987654321070 0 08.295 72 060 0 07. 3449 2246 1 64 46 7 4 3 034 1 6 84 8 045. 625. 214. 57 30 0 04.394.153.7320 0 01 1

3、702.95 2.942.662.29 13 9 41.151.260.78 1.3 81.24 1.060.729 9 9 9 9 0 0 0 0 09 9 9 9 9 0 0 0 0 0（1）近年来中国石油新增储量70以上属于低渗透，动用难度大，开发效益差n截至 2009 年底 ， 中石 油 累计 探明 石 油地 质 储量 187.61 亿吨 ，其 中低 渗透石油储量76.2亿吨，占40.6%n截至 2009 年底 ， 中石 油 累计 探明 天 然气 地 质储 量5.24 万亿 方， 其中 低渗透天然气储量4.10万亿方，占78.3%n20072009年新增石油储量73%为低渗透，新增天然

4、气储量83%为低渗透1 1 1 1 1 2 2 2 2 21999 2000 2001 2 002 2003 200 4 2005 2006 2007 2008 2009 中 石油历年天然气新增探明储量变化情况中石油历年新增原油探明储量变化情况2012-3-234引言2、技术背景（2）单井产量持续下降，多井低产形势严峻2 0 0 0 0 01 5 0 0 0 01 0 0 0 0 05 0 0 0 04 . 57 5 3 5 34 . 28 0 8 4 73 . 98 7 3 0 93 . 79 2 1 0 03 . 69 7 7 1 03. 31 0 5 3 5 61 2 4 7 5 2油井

5、总井数总产量(万吨)单井产量(吨)11 4 2 9 032 . 81 3 5 5 7 42 . 71 4 7 9 5 52 . 55 . 04 . 54 . 03 . 53 . 02 . 52 . 01 0 0 000- 5 0 0 0 01 9 9 810 4 9 51 9 9 91 0 3 5 92 0 0 01 0 3 3 62 0 0 11 0 3 6 22 0 0 21 0 3 9 42 0 0 31 0 4 4 62 0 0 410 5 8 52 0 0 51 0 6 5 32 0 0 61 0 7 5 32 0 0 71 0 8 0 72 0 0 81 . 51 . 00 . 5

6、0 . 02 0 0 9中国石油单井日产量变化图2012-3-235PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创 建 引言2、技术背景（3）水平井分段压裂技术难点水平井分段压裂难点技术要求由于水平井特殊的井身结构导致各射开段间分隔困难，易造成事故；要求研究的井下工具必须安全可靠、可洗井防卡水平井压裂诊断评估手段应用受到限制；要求必须研究的新的测试评价设计方法及手段水平井压裂优化设计方法比直井更加复杂。要求必须研究适合水平井的压裂优化设计方法及模式2012-3-236汇报提纲引言一、水平井压裂技术现状概况二、2012年*油田水平井主体压裂工艺 技术及原理（一）水平井裸眼封隔器可开关

7、滑套多段压裂系统（二）水平井滑套封隔器分簇射孔多段压裂系统（三）大型压裂安全施工技术三、2012年水平井部署及压裂方案要点2012-3-237（一）水平井压裂工艺技术现状1、水平井限流压裂工艺技术工艺原理：水平 井限流 法压裂是水平井早期投产的主要压裂工 艺技术 ，它是通过控制 各段的 孔眼数 量和直径，并 尽可能 提高注 入排量，利用 最先压 开段孔眼产生的 摩阻， 提高井 底压力，使其 他段相 继被压 开，从而达到 一次分 压几个层/段的目的 。工艺特点：水平 井限流 法压裂工艺技术井下无工具 ，施工风险小的特点。但是靠通 过地面 施工压 力来 进行井下 分段压 裂，储 层改 造针对性 小

8、，改 造不彻底。国内最早大庆油 田1 991年- 1995年研究了水平井限流改造技术并现场应用，*油田 于1 995、1996年在老平1 井和民 平1 井进行 了现 场试验。2012-3-238（一）水平井压裂工艺技术现状2、水平井液体胶塞压裂工艺技术水平井液体胶 塞填 砂压裂技术在 美国于20 00年研究成功，并 申请专 利。工艺原理：首 先对水 平井 全井需压 裂层段 进行射 孔； 然后利用 一只封 隔器下入最 指端射 孔段上 部， 使封隔器 胀封， 通过油 管对第一射孔 段进行 压裂增产处 理，压 裂施工 结束 后，向井 筒继续 注入胶 塞和支撑剂， 形成砂塞，封堵 已压裂 层段； 上提

9、 管柱至第 二射孔 段，涨 封封 隔器进行 压裂施工，施工 结束后 仍向井 筒注 入胶塞和 支撑剂 ，形成 砂塞 ，封堵第 二压裂 层段；后续 层段重 复上述 过程 ；所有层 段均压 裂施工 结束 后，进行 洗井冲 砂后投产。2012-3-239（一）水平井压裂工艺技术现状2、水平井液体胶塞压裂工艺技术目前国内发明了成胶与破胶可控、破胶彻底、强度高、不用填砂的液体胶塞，为 无法进 行机械 分段 压裂的水 平井提 供分段 压裂 的技术手 段。l化学暂堵胶塞性能指标使用温度20-100破胶时间2-72h内可控抗压能力大于15MPa最大抗压时间可控1-3h成胶形成不变形的弹性硬胶l化学暂堵胶塞关键技

10、术 成胶控制技术 破胶缓释技术 施工工艺技术破胶后2012-3-2310（一）水平井压裂工艺技术现状2、水平井液体胶塞压裂工艺技术n典型实例：杏8-4-L503井（目前国内成功完成4口水平井 液体胶 塞压裂 试验）胶塞封堵 与注水 井连通井段1 260.0-1330.0m压 裂1450.0-1525.0m压裂层段封堵层段n应用效果：胶塞试压15MPa，成胶：9-12min，破胶:48h。酸化后：液7.1方、油0.14吨、含水98胶塞分段压裂后：液20方、油6.8吨、含水60320)/m量3025产10502008-11-82008-11-132008-11-182008-11-232008-1

11、1-28日产液量 日产油量 含水 2008-12-390807060504030201002008-12-8)(水含2012-3-2311实现了水平井有效分隔、分段压创新性的提出水平井分射分压思想，实现对水平井储层的针对性改造。水平井环空压裂工艺技术水平井桥塞压裂工艺技术（一）水平井压裂工艺技术现状层，压裂 上部层 段，后 续压 裂依次重 复进行 。3、水平井分射分压工艺技术水平井环空分段压裂工艺技术、水平井桥塞分压工艺技术工艺原理 ：先射 孔一段 ，光油管压裂 ，再射 孔一段 ，利用封隔器 封堵下 部开技 术要点解决问题：裂，提高了压裂的针对性和有效性工艺管柱示意图2012-3-2312（一）水平井压裂工艺技术现状4、水平井水力喷射压裂工艺技术工 艺 原 理 ： 通 过 高 速 水 射 流 ， 射 开 套 管 和 地 层 ， 形 成 一 定 深 度 的 喷孔， 喷 孔内 流 体动 能转 化为 压 能， 当 压能 足够 大时 ，诱 生水 力裂 缝。 由于喷孔内的压力要高于环境压力，喷射压裂具有自动隔离的效果。工艺管柱示意图适合于水平井油井压裂适合于水平井气井压裂拖动管柱水力喷射示意图不动管柱水力喷射示意图2012-3-2313（一）水平井压裂工艺