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1、压裂工艺技术压裂工艺技术采油工艺研究所采油工艺研究所采油工艺研究所采油工艺研究所井井下下工工具具是是采采油油工工艺艺的的重重要要组组成成部部分分，它它是是保保障障采采油油工工艺艺实实施施的的重重要要手手段段。压压裂裂井井下下工工具具是是保保障障压压裂裂工工艺艺实实施施的的重重要要手手段段。目目前前压压裂裂井井下下工工具具的的发发展展，不不仅仅与与压压裂裂采采油油工工艺艺相相结结合合，同同时时，随随着着油油田田开开采采难难度度的的加加大大，压压裂裂井井下下工工具具同同地地质质相相结结合合，使使压压裂裂工工艺艺与与地地质质的的结结合合更更加紧密，为更好地提高油田采收率服务。加紧密，为更好地提高油田
2、采收率服务。压裂工具与管柱压裂工具与管柱随着压裂工艺的发展，压裂井下随着压裂工艺的发展，压裂井下工具同时取得了很大的进步与发展，工具同时取得了很大的进步与发展，目前，大庆油田压裂井下工具已形成目前，大庆油田压裂井下工具已形成系列化与配套化，满足油田压裂不同系列化与配套化，满足油田压裂不同地质特点的油层需要。下面把常用的地质特点的油层需要。下面把常用的井下压裂工具做一介绍。井下压裂工具做一介绍。压裂封隔器主要起着分隔油层的目压裂封隔器主要起着分隔油层的目的，保障压裂更加有针对性，实施细分的，保障压裂更加有针对性，实施细分分层压裂需求。目前，大庆油田压裂封分层压裂需求。目前，大庆油田压裂封隔器，根
3、据胶筒工作形式的不同，主要隔器，根据胶筒工作形式的不同，主要分为两大类，既扩张式与压缩式等十几分为两大类，既扩张式与压缩式等十几种压裂封隔器。种压裂封隔器。（一）压裂封隔器（一）压裂封隔器二、压裂工具与管柱二、压裂工具与管柱用途：用途：主要用于油水井分层压裂，主要用于油水井分层压裂，也可用于注水、酸化等其它工艺。也可用于注水、酸化等其它工艺。1、K344114封隔器封隔器（原（原DDQ4579）结构：结构：主要由上接头、中心管、主要由上接头、中心管、下接头及封隔件胶筒等组成。下接头及封隔件胶筒等组成。工作原理：工作原理：中心管加压时，液压经中心管加压时，液压经滤网罩，下接头的孔眼和中心管的滤网
4、罩，下接头的孔眼和中心管的水槽作用于胶筒内腔，使胶筒胀大水槽作用于胶筒内腔，使胶筒胀大封隔油套环形空间。放掉油管内压封隔油套环形空间。放掉油管内压力，胶筒收回封隔器解封。力，胶筒收回封隔器解封。技术参数：技术参数：工作压差工作压差50MPa温度温度50最大外径最大外径114mm最小内径最小内径55mm最大长度最大长度0.87m 1、K344114封隔器封隔器结构：结构：该封隔器不同于该封隔器不同于K344114封隔器，它是把封封隔器，它是把封隔器与喷砂器融为一体的封隔隔器与喷砂器融为一体的封隔器，具有双重功能。它主要由器，具有双重功能。它主要由上接头、喷砂体总成及中心管、上接头、喷砂体总成及中
5、心管、胶筒件等组成。胶筒件等组成。2K344114导压喷砂封隔器导压喷砂封隔器用途：用途：主要用于大砂量，砂比主要用于大砂量，砂比较高的压裂中。较高的压裂中。该封隔器具有座封机构，压裂时，该封隔器具有座封机构，压裂时，通过压裂液从油管内加液压，当排量通过压裂液从油管内加液压，当排量到一定时，液压经导压通道作用于胶到一定时，液压经导压通道作用于胶筒内腔，依靠节流装置产行的压差使筒内腔，依靠节流装置产行的压差使封隔器座封，密封油套管环形空间。封隔器座封，密封油套管环形空间。同时压裂液通过导压喷口进入地层。同时压裂液通过导压喷口进入地层。泄压时胶筒自行解封。泄压时胶筒自行解封。工作原理：工作原理：技
6、术参数：技术参数：工作压差工作压差50MPa温度温度90最大外径最大外径114mm最小内径最小内径30mm最大长度最大长度1.47m 2、K344114导压封隔器导压封隔器该封隔器目前仅有适于该封隔器目前仅有适于139.7mm套管与套管与168mm套管井中。套管井中。结构：该封隔器主要由上接头、洗结构：该封隔器主要由上接头、洗井阀、双层中心管、下接头及胶筒井阀、双层中心管、下接头及胶筒等组成。等组成。3K344114可洗井封隔器可洗井封隔器用途：主要用于斜直井分层压裂。用途：主要用于斜直井分层压裂。技术参数：技术参数：工作压差工作压差50MPa温度温度70最大外径最大外径114mm最小内径最小
7、内径55mm最大长度最大长度1m 3、K344114可洗井封隔器可洗井封隔器结构：结构：如图，该封隔器主要由上接头、中心管、如图，该封隔器主要由上接头、中心管、胶筒、座封缸、下接头等组成。胶筒、座封缸、下接头等组成。4、Y344114封隔器封隔器工作原理：工作原理：压裂时通过中心管进液，上、中、下压裂时通过中心管进液，上、中、下三个外套缸在液压作用下上行压缩胶筒，密封油三个外套缸在液压作用下上行压缩胶筒，密封油套环形空间。三缸总面积套环形空间。三缸总面积110cm2在在1MPa压差下压差下可得到可得到10KN的上推力，保证封隔器低压初封。的上推力，保证封隔器低压初封。该工具泄压后，压差消失，封
8、隔器自行解封。该工具泄压后，压差消失，封隔器自行解封。用途：用途：主要用于中深井压裂。主要用于中深井压裂。技术参数：技术参数：工作压差工作压差80MPa温度温度150最大外径最大外径114mm最小内径最小内径53mm最大长度最大长度1175mm 4、Y344114封隔器封隔器结构：结构：该封隔器主要由上接头、中心管、胶筒、该封隔器主要由上接头、中心管、胶筒、下接头及配件等组成。下接头及配件等组成。5Y111114封隔器封隔器工作原理：工作原理：该封隔器属于支撑式封隔器，并以井该封隔器属于支撑式封隔器，并以井底式卡瓦封隔器为支撑点。坐封时，按所需坐封底式卡瓦封隔器为支撑点。坐封时，按所需坐封高度
9、（油管挂距顶丝法兰的高度）下放管柱，因高度（油管挂距顶丝法兰的高度）下放管柱，因承压接头与下接头作相对运动，通过管柱自身重承压接头与下接头作相对运动，通过管柱自身重量剪断销钉，使上接头、调节环、中心管及防转量剪断销钉，使上接头、调节环、中心管及防转销钉随管柱一起下压缩胶筒，使封隔器坐封，封销钉随管柱一起下压缩胶筒，使封隔器坐封，封隔油层。该工具上提管柱解封。隔油层。该工具上提管柱解封。用途：用途：该封隔器主要与其它压裂工具配合使用进该封隔器主要与其它压裂工具配合使用进行分层压裂。行分层压裂。技术参数：技术参数：工作压差工作压差80MPa温度温度150最大外径最大外径114mm最小内径最小内径6
10、0mm最大长度最大长度800mm 5、Y111114封隔器封隔器存在的问题：不能多级使用。存在的问题：不能多级使用。6Y344114可洗井封隔器可洗井封隔器结构：结构：由上接头、中心管、压缩由上接头、中心管、压缩胶筒、下接头、洗井机构等组成。胶筒、下接头、洗井机构等组成。用途：用途：用于高砂比压裂。用于高砂比压裂。工作原理：工作原理：压裂时，液压通过中压裂时，液压通过中心管进液孔作用于上中下三个坐心管进液孔作用于上中下三个坐封钢套上，坐封钢套在液压作用封钢套上，坐封钢套在液压作用下压缩胶筒，密封油套环形空间。下压缩胶筒，密封油套环形空间。压裂后需要洗井时，可反循环洗压裂后需要洗井时，可反循环洗
11、井，打开反循环洗井通道，把卡井，打开反循环洗井通道，把卡距内的压裂砂冲洗干净，使封隔距内的压裂砂冲洗干净，使封隔器顺利起出。器顺利起出。技术参数：技术参数：工作压差工作压差50MPa温度温度120最大外径最大外径114mm最小内径最小内径42mm最大长度最大长度1255mm 6、Y344114可洗井封隔器可洗井封隔器结构结构：该喷砂器主要：该喷砂器主要由上接头、中心管、弹由上接头、中心管、弹簧、调节环、下接头等簧、调节环、下接头等组成。组成。 7、DQKPS114喷砂器喷砂器用途：用途：用于分层压裂。用于分层压裂。喷砂器的作用是，保证坐封封隔器，起喷砂器的作用是，保证坐封封隔器，起到出液出砂的
12、作用。这样喷砂器通过弹簧对到出液出砂的作用。这样喷砂器通过弹簧对起开凡尔有一个预压力，使管柱内外有一个起开凡尔有一个预压力，使管柱内外有一个定压差，弹簧喷砂器预压力的大小由调节环定压差，弹簧喷砂器预压力的大小由调节环调节。压裂时，当油管内的高压液体通过中调节。压裂时，当油管内的高压液体通过中心管内孔眼进入凡尔座的内腔，在压力的作心管内孔眼进入凡尔座的内腔，在压力的作用下起开凡尔上行，离开凡尔座，此时油管用下起开凡尔上行，离开凡尔座，此时油管内的高压液体进入地层。弹簧喷砂器也可以内的高压液体进入地层。弹簧喷砂器也可以带滑套，逐级打开，进行分层压裂。带滑套，逐级打开，进行分层压裂。工作原理：工作原
13、理：技术参数：技术参数：工作压差工作压差50MPa温度温度90最大外径最大外径114mm最小内径最小内径40mm最大长度最大长度600mm 7、DQKPS114喷砂器喷砂器结构：结构：主要由上下接头、滑套及销主要由上下接头、滑套及销钉等组成。钉等组成。8、DQKAN114安全接头安全接头用途：用途：用于压裂管柱的丢手，有用于压裂管柱的丢手，有利于事故的处理。利于事故的处理。工作原理：工作原理：该工具上下接头分别该工具上下接头分别有一组销钉，组成反力矩防止工有一组销钉，组成反力矩防止工具下井过程中反扣松脱，而且下具下井过程中反扣松脱，而且下接头的剪断销钉在接头的剪断销钉在22MPa压差下压差下剪
14、断，压后如果管柱遇卡可右旋剪断，压后如果管柱遇卡可右旋转油管，安全接头倒扣丢手，起转油管，安全接头倒扣丢手，起出安全接头以上的管柱。出安全接头以上的管柱。工作压差工作压差60MPa温度温度120最大外径最大外径114mm最小内径最小内径50mm最大长度最大长度400mm技术参数：技术参数：8、DQKAN114安全接头安全接头结构：结构：主要由锚体、锚爪、弹簧等主要由锚体、锚爪、弹簧等组成。组成。9、DQKSL114水力锚水力锚用途：用途：用于锚定压裂管柱，防止管用于锚定压裂管柱，防止管柱上顶或管柱蠕动。柱上顶或管柱蠕动。工作原理：工作原理：当油管内起压时，锚爪当油管内起压时，锚爪在压差作用下，
15、径向外移卡紧套管。在压差作用下，径向外移卡紧套管。泄压时，锚爪在弹簧力的作用下向泄压时，锚爪在弹簧力的作用下向内移动，锚爪收回。内移动，锚爪收回。工作压力工作压力80MPa温度温度150最大外径最大外径114mm最小内径最小内径50mm最大长度最大长度580mm9、DQKSL114水力锚水力锚技术参数：技术参数：10、DQKTQ投球器投球器用途：压裂过程中用于投送炮眼球。用途：压裂过程中用于投送炮眼球。该管柱主要由该管柱主要由k344-114封隔器与封隔器与DQKPS-114喷砂器组成。适于井深喷砂器组成。适于井深1500m以内，温度以内，温度70，工作压力工作压力50MPa条件的油条件的油水
16、井分层压裂施工。可进水井分层压裂施工。可进行多层分层压裂，一般可行多层分层压裂，一般可压裂压裂4个层段。个层段。（二）（二）压裂管柱压裂管柱1 1、滑套式分层压裂管柱、滑套式分层压裂管柱喷砂器（带套）喷砂器（带套）K344-114封隔器K344-114封隔器K344-114封隔器喷砂器 （不带套）丝 堵油 层油 层油 层K344-114封隔器DQKPS-114喷砂器可带滑套，一般滑喷砂器可带滑套，一般滑套有套有42mm，37mm，32mm三种规三种规格，压裂时可分别投格，压裂时可分别投36mm，40mm，47.5mm钢球，分别打开相应滑套，压裂钢球，分别打开相应滑套，压裂时，从油管内加液压，利
17、用弹簧喷砂器的时，从油管内加液压，利用弹簧喷砂器的预节流压差，使封隔器座封，密封油套环预节流压差，使封隔器座封，密封油套环形空间，压裂液经喷砂器凡尔进入地层形空间，压裂液经喷砂器凡尔进入地层,压压开地层。当需要压裂其它层时，则逐级投开地层。当需要压裂其它层时，则逐级投相应的钢球，打开滑套分别进行分层压裂。相应的钢球，打开滑套分别进行分层压裂。一般可压裂一般可压裂4个层段。个层段。该管柱属于常规压裂管柱，结该管柱属于常规压裂管柱，结合其它工艺，可进行相应工艺施工，合其它工艺，可进行相应工艺施工，如常规分层压裂工艺，限流法压裂如常规分层压裂工艺，限流法压裂工艺，投球法多裂缝压裂工艺等。工艺，投球法
18、多裂缝压裂工艺等。该管柱主要由该管柱主要由定位压裂封隔器组定位压裂封隔器组成。适于井深成。适于井深1500m以内，温度以内，温度70，工，工作压差作压差45MPa条件下条件下的油水井定位压裂施的油水井定位压裂施工。一次施工可压工。一次施工可压3-5个油层。个油层。2、定位压裂管柱、定位压裂管柱喷砂体工作筒平衡体尾管及丝堵喷砂体定位压裂封隔器定位压裂封隔器平衡层油 层油 层油 层油 层导压密封段定位压裂封隔器是由一组长胶筒与短喷砂体定位压裂封隔器是由一组长胶筒与短喷砂体组成的多级封隔器。即起封隔作用，又起喷砂器组成的多级封隔器。即起封隔作用，又起喷砂器作用。适于跨度一般不超过作用。适于跨度一般不
19、超过20m的油层压裂施工。的油层压裂施工。目前主要以目前主要以139.7mm套管应用为主。套管应用为主。压裂时，利用封隔器中的节流装置产生的压压裂时，利用封隔器中的节流装置产生的压差，使封隔器长胶筒扩张，使压裂裂缝定位。同差，使封隔器长胶筒扩张，使压裂裂缝定位。同时压裂液经喷砂体进入地层，压开油层。同时还时压裂液经喷砂体进入地层，压开油层。同时还可通过平衡装置控制保护可通过平衡装置控制保护0.8m的隔层。泄压后封的隔层。泄压后封隔器自行解封。隔器自行解封。该管柱主要应用于定位平衡压裂工艺技术。该管柱主要应用于定位平衡压裂工艺技术。该管柱主要由该管柱主要由Y344-114可反洗井封隔器与可反洗井
20、封隔器与K344-114导压喷砂封隔器导压喷砂封隔器组成。适于井深组成。适于井深1500m以以内，温度内，温度90，工作压力，工作压力50MPa条件下的油层分层条件下的油层分层高砂比压裂。一般可进行高砂比压裂。一般可进行2-3个层段的压裂施工。个层段的压裂施工。3、高砂比压裂管柱、高砂比压裂管柱水力锚 丝 堵安全接头Y341-114可反洗井封隔器 导压喷砂封隔器油层油层该管柱具有反冲砂洗井功能，可防止该管柱具有反冲砂洗井功能，可防止砂卡管柱。高砂比压裂施工中，加砂砂比砂卡管柱。高砂比压裂施工中，加砂砂比高，施工过程中容易造成砂卡，这时可从高，施工过程中容易造成砂卡，这时可从套管打压，这样环空液
21、推动上封隔器的洗套管打压，这样环空液推动上封隔器的洗井凡尔向上移动，启开洗井通道，液体由井凡尔向上移动，启开洗井通道，液体由反洗井通道进入胶筒下部的油套环形空间，反洗井通道进入胶筒下部的油套环形空间，将该空间的砂子冲洗干净，达到了反洗井将该空间的砂子冲洗干净，达到了反洗井冲砂的目的。保证管柱施工安全。冲砂的目的。保证管柱施工安全。压裂时，利用导压喷砂封隔器压裂时，利用导压喷砂封隔器中的节流装置产生的节流压差，使中的节流装置产生的节流压差，使上下封隔器座封，流体经导压喷砂上下封隔器座封，流体经导压喷砂封隔器出砂口进入地层，采用上提封隔器出砂口进入地层，采用上提方式一次施工可进行方式一次施工可进行
22、2-3段施工。段施工。工作原理工作原理该管柱主要由安全接该管柱主要由安全接头、水力锚、头、水力锚、K344-114反反洗井封隔器与洗井封隔器与K344-114导导压喷砂封隔器组成，适于压喷砂封隔器组成，适于井深井深1500m以内，温度以内，温度90，工作压差，工作压差50MPa条条件下的油层斜直井分层压件下的油层斜直井分层压裂。一般一次施工可完成裂。一般一次施工可完成2-3段压裂。段压裂。4、斜直井分层压裂管柱、斜直井分层压裂管柱 导压喷砂封隔器油管安全接头水力锚K344-114封隔器丝 堵1#油层2#油层该管柱具有反洗冲砂功能，比较安该管柱具有反洗冲砂功能，比较安全。斜直井由于井筒具有一定角
23、度，在全。斜直井由于井筒具有一定角度，在压裂过程中易于沉砂，造成砂卡，同时压裂过程中易于沉砂，造成砂卡，同时受力情况也不同于直井，不易活动管柱，受力情况也不同于直井，不易活动管柱，因此，在设计时设计了反冲砂功能，一因此，在设计时设计了反冲砂功能，一但砂卡，可反循环洗井，进行冲砂，达但砂卡，可反循环洗井，进行冲砂，达到解卡目的。到解卡目的。压裂时一定流速的高压压裂液体，压裂时一定流速的高压压裂液体，经过导压喷砂封隔器内的节流嘴形成压经过导压喷砂封隔器内的节流嘴形成压降，在管柱内外造成一定压差，使上下降，在管柱内外造成一定压差，使上下封隔器坐封，隔离目的层，对该层进行封隔器坐封，隔离目的层，对该层
24、进行压裂。泄压后管柱自行解封。压裂。泄压后管柱自行解封。工作原理：工作原理：该管柱主要由安全接头，该管柱主要由安全接头，水力锚，深井多级封隔器及导水力锚，深井多级封隔器及导压喷砂封隔器组成。适于井深压喷砂封隔器组成。适于井深2000m以内温度以内温度90，工作压，工作压差差50MPa条件下的中深井分层条件下的中深井分层压裂。不动管柱可完成压裂。不动管柱可完成2-3段压段压裂，结合其它工艺可完成更多裂，结合其它工艺可完成更多层压裂。层压裂。该管柱可适于大砂量，高该管柱可适于大砂量，高砂比，多层压裂施工。砂比，多层压裂施工。5、逐级释放多层压裂管柱、逐级释放多层压裂管柱7号油层8号油层10号油层9
25、号油层11号油层10号油层11号油层12345678分卡型压裂管柱图分卡型压裂管柱图1-油油管管；2-安安全全接接头头；3-水水力力锚锚；4-多多级级封封隔隔器器；5-导导 压压 喷喷 砂砂 封封 隔隔 器器 ； 6-K344封封隔隔器器；7-导导压压喷喷砂砂封隔器；封隔器；8-丝堵丝堵压裂时，首先压裂第一个目的层，该层是利压裂时，首先压裂第一个目的层，该层是利用敞口喷砂封隔器中的节流装置使下两级封隔器用敞口喷砂封隔器中的节流装置使下两级封隔器座封，封隔油套环形空间。当压完第一个目的层座封，封隔油套环形空间。当压完第一个目的层后，投节流嘴总成，节流嘴总成到达预定位置后，后，投节流嘴总成，节流嘴
26、总成到达预定位置后，使多级封隔器滑套销钉剪断，首先启开多级封隔使多级封隔器滑套销钉剪断，首先启开多级封隔器进液通道，然后节流嘴总成继续下行使下级导器进液通道，然后节流嘴总成继续下行使下级导压封隔器滑套打开。压封隔器滑套打开。压裂时，利用节流嘴嘴损形成油套压差，使压裂时，利用节流嘴嘴损形成油套压差，使封隔器座封且密封油套环空，压裂第二个目的层。封隔器座封且密封油套环空，压裂第二个目的层。该管柱的最大特点是下两级封隔器工作时，以上该管柱的最大特点是下两级封隔器工作时，以上其它封隔器不工作，这样有利于管柱长时间工作。其它封隔器不工作，这样有利于管柱长时间工作。工作原理工作原理该管柱由安全接头、该管柱
27、由安全接头、水力锚、水力锚、Y344-114及及25mm喷嘴组成。主要应喷嘴组成。主要应用于井深大于用于井深大于1500m的中的中深井致密油层的压裂改造深井致密油层的压裂改造中。结合填砂法可进行多中。结合填砂法可进行多层的分层压裂改造。最大层的分层压裂改造。最大的优点是施工过程中，管的优点是施工过程中，管柱较安全不卡管柱，同时柱较安全不卡管柱，同时管柱结构简单。管柱结构简单。6、喷嘴式单压下层压裂管柱、喷嘴式单压下层压裂管柱喷嘴型压裂管柱图喷嘴型压裂管柱图1-安安全全接接头头；2-水水力力锚锚；3-封封隔隔器器；4-导压喷砂封隔器；导压喷砂封隔器；5-水力锚；水力锚；6-K344封隔器；封隔器
28、；7-喷嘴喷嘴5号油层6号油层5号油层4号油层3号油层2号油层1号油层1234567该管柱在使用时，水力锚的选择是该管柱在使用时，水力锚的选择是较重要的。在压裂过程中，管柱一直较重要的。在压裂过程中，管柱一直处于上顶状态，必须选择合适的水力处于上顶状态，必须选择合适的水力锚进行锚定，水力锚的锚定力必须大锚进行锚定，水力锚的锚定力必须大于管柱的上顶力，这样在压裂施工过于管柱的上顶力，这样在压裂施工过程中，施工才能比较安全进行。程中，施工才能比较安全进行。该管柱主要由安全接头、水力锚、该管柱主要由安全接头、水力锚、Y344-114封隔器、封隔器、DKDPS-114导压喷砂器导压喷砂器及及Y344-
29、114封隔器组成。该管柱适于井深封隔器组成。该管柱适于井深1500-3000m，井温度，井温度140，工作压力，工作压力70MPa条件下的油层压裂改造。条件下的油层压裂改造。7、中深井压裂管柱、中深井压裂管柱该管柱的特点是：利用导压喷砂器的大该管柱的特点是：利用导压喷砂器的大侧孔泄流，减缓了压裂过程中砂子对套管侧孔泄流，减缓了压裂过程中砂子对套管的破坏程度，适于大砂量施工。的破坏程度，适于大砂量施工。压裂时，该管柱主要是利用导压喷压裂时，该管柱主要是利用导压喷砂器内部的节流嘴和导压通道传压，使砂器内部的节流嘴和导压通道传压，使上下级封隔器坐封，同时水力锚锚爪卡上下级封隔器坐封，同时水力锚锚爪卡
30、紧套管内壁。压裂液经导压喷砂器的侧紧套管内壁。压裂液经导压喷砂器的侧孔进入到地层中，压开地层。采用上提孔进入到地层中，压开地层。采用上提方式一趟管柱可压裂方式一趟管柱可压裂2-3个层段。个层段。工作原理：工作原理：该管柱适应于该管柱适应于139.7mm套管，套管，井温井温150，破裂压力，破裂压力80MPa条件条件下的外围勘探油气井的大型压裂施下的外围勘探油气井的大型压裂施工。管柱主要由工。管柱主要由Y443-114(深深)与与Y111-114封隔器及喷砂器等组成。封隔器及喷砂器等组成。8、深井压裂管柱深井压裂管柱该管柱一次可完成两层段压裂，该管柱一次可完成两层段压裂，压完下层后投球启开滑套喷
31、砂器压压完下层后投球启开滑套喷砂器压裂上层。由于管柱上下有力锚和卡裂上层。由于管柱上下有力锚和卡瓦固定，密封段的下端为活动端，瓦固定，密封段的下端为活动端，卡距之间不承受拉力。因此，能够卡距之间不承受拉力。因此，能够满足压力高，大砂量的油水井压裂满足压力高，大砂量的油水井压裂施工。施工。压裂施工中，首先是利用专用管压裂施工中，首先是利用专用管柱下入柱下入Y443-114（深）封隔器于压裂（深）封隔器于压裂目的层下隔层，使之坐封丢手。然后目的层下隔层，使之坐封丢手。然后下入带水力锚、下入带水力锚、Y111-114封隔器、喷封隔器、喷砂器及插入密封段的管柱。管柱到位砂器及插入密封段的管柱。管柱到位
32、后进行压裂施工。后进行压裂施工。工作原理：工作原理：该管柱主要适于该管柱主要适于114.3mm套管井，套管井，井温井温90的油层压裂改造。管柱分两种，的油层压裂改造。管柱分两种，一是主要一是主要K344-95封隔器与封隔器与K344-95导压喷导压喷砂封隔器组成的分层压裂管柱，适应于井砂封隔器组成的分层压裂管柱，适应于井深深1500m以内的小井眼分层压裂改造。原以内的小井眼分层压裂改造。原理同时其它类似管柱相同。二是套管预制理同时其它类似管柱相同。二是套管预制式分层压裂管柱。式分层压裂管柱。9、小井眼压裂管柱、小井眼压裂管柱小井眼分层压裂管柱示意图（封隔器）小井眼分层压裂管柱示意图（封隔器）导
33、压喷砂封隔器导压喷砂封隔器油管油管安全接头安全接头水力锚水力锚K344-95封隔器封隔器丝丝堵堵1#油层油层2#油层油层预制工作筒预制工作筒插入密封段插入密封段喷砂器喷砂器导向头导向头油油层层油油层层油油层层喷砂器喷砂器插入密封段插入密封段预制工作筒预制工作筒插入密封段插入密封段预制工作筒预制工作筒小井眼分层压裂管柱示意图（预制式）小井眼分层压裂管柱示意图（预制式）套管预制式分层压裂是根据固井套管预制式分层压裂是根据固井胶塞过孔最小尺寸，确定出工作筒内胶塞过孔最小尺寸，确定出工作筒内径，先把预制的工作筒随套管下到设径，先把预制的工作筒随套管下到设计深度，它与插入式密封段和带滑套计深度，它与插入
34、式密封段和带滑套式喷砂器组成的压裂管柱相配合，通式喷砂器组成的压裂管柱相配合，通过逐级打滑套并结合其它压裂工艺实过逐级打滑套并结合其它压裂工艺实现压裂多层的目的，其工作筒内径现压裂多层的目的，其工作筒内径97.5mm。下井工具简单，施工安全程度高；下井工具简单，施工安全程度高；工作台阶内通径工作台阶内通径98mm，可与注水，可与注水及堵水工具相配套，能满足泵抽管及堵水工具相配套，能满足泵抽管柱对通径的需要；柱对通径的需要；可与外径可与外径95mm封隔器分层压裂管封隔器分层压裂管柱配套进行分层压裂。柱配套进行分层压裂。该管柱的特点：该管柱的特点：1 12 23 3该压裂方式，在套管内不下该压裂方
35、式，在套管内不下入油管，主要是利用套管内的通入油管，主要是利用套管内的通道作为压裂液通道，主要适应于道作为压裂液通道，主要适应于井深井深1500m以内的油层压裂改造。以内的油层压裂改造。10、套管压裂套管压裂油套合压主要是为了降低摩阻，提油套合压主要是为了降低摩阻，提高排量情况下的多层压裂。它是利用油高排量情况下的多层压裂。它是利用油管空间及油管与套管的环形空间做为压管空间及油管与套管的环形空间做为压裂时的压裂液通道，增大了压裂液过流裂时的压裂液通道，增大了压裂液过流面积。主要适应于井深面积。主要适应于井深1500m以下的油以下的油层压裂改造。层压裂改造。11、油套合压、油套合压所谓的普通压裂
36、技术，就是指大庆油所谓的普通压裂技术，就是指大庆油田最先研究的，常规的或常用的单层分卡田最先研究的，常规的或常用的单层分卡压裂工艺技术。压裂工艺技术。该技术管柱主要投球器、井口球阀、该技术管柱主要投球器、井口球阀、工作筒和堵塞器，工作筒和堵塞器，K344-114封隔器，喷砂封隔器，喷砂器等组成。喷砂器可敞口或带滑套。祥见器等组成。喷砂器可敞口或带滑套。祥见滑套式分层压裂管柱介绍。滑套式分层压裂管柱介绍。三、压裂工艺技术三、压裂工艺技术（一）普通压裂技术（一）普通压裂技术其原理是利用不压井，不放喷井口装置、井其原理是利用不压井，不放喷井口装置、井口工作筒和堵塞器，可使压裂管柱实现不压井、口工作筒
37、和堵塞器，可使压裂管柱实现不压井、不放喷起下作业。利用井下滑套喷砂器逐级启开，不放喷起下作业。利用井下滑套喷砂器逐级启开，自下而上实现多层的分层压裂。每压裂完一层时，自下而上实现多层的分层压裂。每压裂完一层时，从井口投入不同直径的钢球将滑套憋到已压开层从井口投入不同直径的钢球将滑套憋到已压开层的喷砂器上将其水眼堵死，目的打开上一层喷砂的喷砂器上将其水眼堵死，目的打开上一层喷砂器的出砂口，开始对上一层进行压裂，从而实现器的出砂口，开始对上一层进行压裂，从而实现不动管柱一次连续压不动管柱一次连续压3-4层。层。压裂层段具有压裂层段具有2m以上厚度的隔层，以保证以上厚度的隔层，以保证封隔器分卡。压裂
38、井的套管无变形损坏等。固井封隔器分卡。压裂井的套管无变形损坏等。固井质量好，管外无窜槽。质量好，管外无窜槽。采取低密度射孔，大排量施工，依靠压裂采取低密度射孔，大排量施工，依靠压裂液通过射孔炮眼时产生的摩阻，大幅度提高井液通过射孔炮眼时产生的摩阻，大幅度提高井底压力，从而使压裂液自动转向，以相继压开底压力，从而使压裂液自动转向，以相继压开破裂压力相近的各个目的层。这项技术的关键破裂压力相近的各个目的层。这项技术的关键是：根据目的地层的物性、砂岩厚度、纵向相是：根据目的地层的物性、砂岩厚度、纵向相邻油层情况及平面上的连通关系，确定合理的邻油层情况及平面上的连通关系，确定合理的布孔方案，确定每个目
39、的层所射孔炮眼数量及布孔方案，确定每个目的层所射孔炮眼数量及直径，以此来控制不同油层的处理强度，获得直径，以此来控制不同油层的处理强度，获得所需要的产液剖面。所需要的产液剖面。（二）限流法压裂技术（二）限流法压裂技术1、工艺原理、工艺原理限流法压裂原理图限流法压裂原理图过程一夹层夹层180at190at200at过程二夹层夹层180at190at200at过程三夹层夹层180at190at200at过程四夹层夹层180at190at200at式中：式中：Ppf：炮眼摩阻，：炮眼摩阻，MPa;Q:注入排量，注入排量，m3/min；：压裂液密度，：压裂液密度，kg/m3n：射孔炮眼数量；：射孔炮眼
40、数量；d：炮眼平均直径，：炮眼平均直径，mm(大庆地区取大庆地区取8.3mm)。上述公式，既可用来确定施工设计参数，也上述公式，既可用来确定施工设计参数，也可根据施工结果获得可根据施工结果获得Ppf和和Q，以及，以及d和和等参数，等参数，求得携砂进入炮眼的有效孔数求得携砂进入炮眼的有效孔数n，以此来确定在一，以此来确定在一个层段内压开了多少层数。个层段内压开了多少层数。计算炮眼摩阻的公式为：计算炮眼摩阻的公式为： Ppf=102(1)3.57Q2 n2d4主要适用于纵向和平面上油水分布情况比较主要适用于纵向和平面上油水分布情况比较复杂的低渗透率薄油层的多层完井改造。复杂的低渗透率薄油层的多层完
41、井改造。在在3m3/min左右的注入排量下，一次压裂可形左右的注入排量下，一次压裂可形成多条裂缝，与滑套式分层压裂管柱配套使用，成多条裂缝，与滑套式分层压裂管柱配套使用，一次可使一次可使1530个目的层得到处理，完善系数个目的层得到处理，完善系数1.542.37，施工一次成功率达，施工一次成功率达98%。自自1985年以来，限流法压裂已在大庆油田年以来，限流法压裂已在大庆油田2000多口调整井中推广应用，高含水后期单井日产油多口调整井中推广应用，高含水后期单井日产油1114t，成为改善低渗透率薄弱油层开发效果的，成为改善低渗透率薄弱油层开发效果的重要技术。重要技术。布孔方案的确定：限流法设计中
42、制定合理布孔方案的确定：限流法设计中制定合理的布孔方案是决定工艺效果的核心内容，布孔原的布孔方案是决定工艺效果的核心内容，布孔原则如下：则如下：充分利用设备排量保证足够的炮眼摩阻压开尽可充分利用设备排量保证足够的炮眼摩阻压开尽可能多的目的层。能多的目的层。根据每一个层的具体情况按比例地分配炮眼数根据每一个层的具体情况按比例地分配炮眼数量，控制已见水或平面上容易水窜的目的层。量，控制已见水或平面上容易水窜的目的层。选择层内渗透率最好的部位射孔，当层内存在岩选择层内渗透率最好的部位射孔，当层内存在岩性或物性的薄夹层时，夹层上、下分别布孔。性或物性的薄夹层时，夹层上、下分别布孔。2、压裂工艺设计方法
43、、压裂工艺设计方法当目的层附近有其它可能在压裂中与当目的层附近有其它可能在压裂中与之窜通的非目的层时，应注意拉开布孔与之窜通的非目的层时，应注意拉开布孔与隔层的距离，当隔层厚度不足隔层的距离，当隔层厚度不足3m时，更应时，更应注意这一点。注意这一点。考虑到裂缝破碎带的影响，当处理层考虑到裂缝破碎带的影响，当处理层内层数多，而炮眼总数受到限制少于待处内层数多，而炮眼总数受到限制少于待处理层数的情况下，可在紧密相邻的几个小理层数的情况下，可在紧密相邻的几个小层中间位置布孔。层中间位置布孔。由于受到目前实际射孔水平的限制，由于受到目前实际射孔水平的限制，个别炮眼的堵塞难以避免，因而允许实际个别炮眼的
44、堵塞难以避免，因而允许实际的布孔数量比理论计算的稍多一些，以利的布孔数量比理论计算的稍多一些，以利于顺利完成施工。于顺利完成施工。射孔方案要结合考虑压裂施工的需要，射孔方案要结合考虑压裂施工的需要，在确定射孔方案的同时，确定压裂施工的在确定射孔方案的同时，确定压裂施工的方式。方式。这一方法适用于多油层分散组合这一方法适用于多油层分散组合-即一即一口井中的目的层纵向分布成几个小段，每口井中的目的层纵向分布成几个小段，每一段内都有几个相邻小层的情况，由于充一段内都有几个相邻小层的情况，由于充分利用了层段间存在的较厚隔层，化多为分利用了层段间存在的较厚隔层，化多为少，降低了对排量的要求。少，降低了对
45、排量的要求。3、压裂方式选定、压裂方式选定鉴于目前的工艺条件，供选择压裂方鉴于目前的工艺条件，供选择压裂方式有以下四种：式有以下四种：滑套式管柱分层压裂法滑套式管柱分层压裂法当目的层多而密集，不能用封隔器分当目的层多而密集，不能用封隔器分卡，受设备或地面条件限制，又不能提供卡，受设备或地面条件限制，又不能提供足够施工排量的情况下，可以用投炮眼球足够施工排量的情况下，可以用投炮眼球的方法将限流法分成几级进行，每一级都的方法将限流法分成几级进行，每一级都同时处理几个层，处理级数如下：同时处理几个层，处理级数如下：炮眼球分级限流法炮眼球分级限流法处理级数处理级数=单孔额定排量单孔额定排量待处理炮眼总
46、待处理炮眼总数数/井口设备排量井口设备排量这一方法同时从油管和套管注入液体，大这一方法同时从油管和套管注入液体，大幅度降低了摩阻，提高了排量，当关闭套管闸幅度降低了摩阻，提高了排量，当关闭套管闸门，单独从油管注入时，可直接从油套压力表门，单独从油管注入时，可直接从油套压力表读出管损的数值，是测量管损的方法。读出管损的数值，是测量管损的方法。油套合压法油套合压法套管压裂法套管压裂法井内不下油管，直接由套管注入压裂液，井内不下油管，直接由套管注入压裂液，管损极小，适用于对排量要求很高的情况。管损极小，适用于对排量要求很高的情况。限流压裂采取井温测试，环空测试和限流压裂采取井温测试，环空测试和“有效
47、孔数法有效孔数法”等分析压裂效果，等分析压裂效果，“有效孔数有效孔数法法”计算公式见前述公式（计算公式见前述公式（1）。）。4、效果检测方法、效果检测方法炮眼球分级压裂技术，适用于层间隔层小，炮眼球分级压裂技术，适用于层间隔层小，或油层跨距大，用封隔器分采难以控制的已射孔或油层跨距大，用封隔器分采难以控制的已射孔的多个油层进行分层压裂。的多个油层进行分层压裂。压裂层段内有多个已按一定方式孔密射开的压裂层段内有多个已按一定方式孔密射开的压裂目的层时，一般受施工注入排量的限制，在压裂目的层时，一般受施工注入排量的限制，在第一个目的层或层段（破裂压力最低的目的层）第一个目的层或层段（破裂压力最低的目
48、的层）被压开后，绝大部分压裂液都将被已压开层或层被压开后，绝大部分压裂液都将被已压开层或层段吸收，井底压力很难上升到第二个目的层或层段吸收，井底压力很难上升到第二个目的层或层段破裂的水平。通常一次施工只能压裂一个目的段破裂的水平。通常一次施工只能压裂一个目的层或几个小层，采用炮眼球封堵，则可使多个油层或几个小层，采用炮眼球封堵，则可使多个油层得到压裂改造。层得到压裂改造。（三）炮眼球分级压裂技术（三）炮眼球分级压裂技术该技术原理是，利用已压开层吸液量该技术原理是，利用已压开层吸液量大的特点，在完成一个目的层段（几个小大的特点，在完成一个目的层段（几个小层）压裂施工后，用压裂液将一定个数的层）压
49、裂施工后，用压裂液将一定个数的炮眼球带入已压开层的射孔炮眼处封堵该炮眼球带入已压开层的射孔炮眼处封堵该层射孔炮眼，迫使压裂液进入其它未压开层射孔炮眼，迫使压裂液进入其它未压开层或层段，使井底压力提高，从而使另一层或层段，使井底压力提高，从而使另一个破裂压力更高的目的层被压开，如此反个破裂压力更高的目的层被压开，如此反复进行，直到压裂层段内所有目的层都被复进行，直到压裂层段内所有目的层都被压开为止，达到一次施工压开多个目的层压开为止，达到一次施工压开多个目的层的目的。的目的。该技术具有省钱省时，经济效益该技术具有省钱省时，经济效益好，适应范围广，提高施工时效，可好，适应范围广，提高施工时效，可以
50、和其它工艺方法配合使用。该技术以和其它工艺方法配合使用。该技术的缺点是在地面不能准确判断各目的的缺点是在地面不能准确判断各目的层被压开的顺序时，投球数量具有一层被压开的顺序时，投球数量具有一定的盲目性，相应地也就可能出现没定的盲目性，相应地也就可能出现没处理的遗漏目的层，影响压裂效果。处理的遗漏目的层，影响压裂效果。该技术的特点，一是压裂完一个该技术的特点，一是压裂完一个目的层后投入一定数量的直径大于射目的层后投入一定数量的直径大于射孔炮眼直径的炮眼球，迫使压裂液转孔炮眼直径的炮眼球，迫使压裂液转向，从而压开其它层；二是一个炮眼向，从而压开其它层；二是一个炮眼球堵一个射孔炮眼。球堵一个射孔炮眼
51、。该技术的技术关键是，在进行该该技术的技术关键是，在进行该技术施工时，把一个压裂大的层段多技术施工时，把一个压裂大的层段多个小层，按技术要求分成个小层，按技术要求分成23个小层个小层段，然后根据施工能力，分别投炮眼段，然后根据施工能力，分别投炮眼球，进行分一级或二级进行分层压裂。球，进行分一级或二级进行分层压裂。因此要求设计合理，计算准确，只有因此要求设计合理，计算准确，只有这样才能更好地实施炮眼球分级压裂。这样才能更好地实施炮眼球分级压裂。炮眼球有高密度球与低密度球两炮眼球有高密度球与低密度球两类，即球的密度有的大于压裂液密度，类，即球的密度有的大于压裂液密度，有的密度低于压裂液密度。有的密
52、度低于压裂液密度。该技术与限流技术相结合时，一该技术与限流技术相结合时，一般球的密度都低于压裂液的密度。这般球的密度都低于压裂液的密度。这样在低排量、低压力情况下有利于炮样在低排量、低压力情况下有利于炮眼球的座封。眼球的座封。根据压开层位吸液能力高的特点，在根据压开层位吸液能力高的特点，在一个压裂层段内压开第一层后，在低压下一个压裂层段内压开第一层后，在低压下挤入高强度暂堵剂将已压开层的炮眼堵住，挤入高强度暂堵剂将已压开层的炮眼堵住，提高泵压压开第二层，然后再堵第二层再提高泵压压开第二层，然后再堵第二层再压第三层，这样可在一个层段内形成多条压第三层，这样可在一个层段内形成多条裂缝。裂缝。其工艺
53、特点是单层处理强度低，有利其工艺特点是单层处理强度低，有利于重复压裂。于重复压裂。（四）投球法多裂缝压裂工艺技术（四）投球法多裂缝压裂工艺技术1、工艺原理、工艺原理34521油层1油层2油层3多裂缝压裂技术示意图多裂缝压裂技术示意图1-压开第一层；压开第一层；2-封堵第一层；封堵第一层；3-压开第二层；压开第二层；4-封堵第二层；封堵第二层；5-压开第三层压开第三层可用于常规射孔井，夹层小于可用于常规射孔井，夹层小于2m，层段内有较发育的多层不含水或低含水薄层段内有较发育的多层不含水或低含水薄油层，且与注水井连通较好。也可用于重油层，且与注水井连通较好。也可用于重复压裂，达到一井压多段，一段压
54、多层，复压裂，达到一井压多段，一段压多层，提高油井产能。提高油井产能。可用于油井和注水井调整出油剖面和可用于油井和注水井调整出油剖面和吸水剖面，能有效地挖掘常规射孔完井中、吸水剖面，能有效地挖掘常规射孔完井中、低渗透率薄油层的潜力，是高含水期常规低渗透率薄油层的潜力，是高含水期常规射孔井低渗透薄油层挖潜的重要措施。射孔井低渗透薄油层挖潜的重要措施。高强度转向剂（蜡球）的作用就是，封高强度转向剂（蜡球）的作用就是，封堵已射开油层的炮眼及已压开油层裂缝口及堵已射开油层的炮眼及已压开油层裂缝口及炮眼迫使高压压裂液转向进入其它油层从而炮眼迫使高压压裂液转向进入其它油层从而获得一个卡段内压裂多个油层的目
55、的，然后获得一个卡段内压裂多个油层的目的，然后在油层条件下自行解堵，对油层无污染。在油层条件下自行解堵，对油层无污染。2、高强度转向剂（蜡球）的性能及、高强度转向剂（蜡球）的性能及理论计算方法理论计算方法QYZ高强度转向剂的组成主要有增强剂、高强度转向剂的组成主要有增强剂、增塑剂、增溶剂三种有机物组成。增塑剂、增溶剂三种有机物组成。试块承压强度试块承压强度：288.2kg/cm2比重：比重：0.998油溶性油溶性软化点：软化点：65粒径：粒径：4-6mm（占（占40%）3mm(占占60%)使用温度：使用温度：45-90（1）高强度转向剂（蜡球）主要技术指标：）高强度转向剂（蜡球）主要技术指标：
56、被处理层的射开总厚度、有效厚度、被处理层的射开总厚度、有效厚度、枪型、渗透率、射开层间的夹层厚度及小枪型、渗透率、射开层间的夹层厚度及小层数。全井的产液量、含水及生产方式。层数。全井的产液量、含水及生产方式。施工时所采用的管柱结构及以往所采取的施工时所采用的管柱结构及以往所采取的措施。井身结构、状况及完井方式。措施。井身结构、状况及完井方式。（2）高强度暂堵剂（蜡球）设计用量）高强度暂堵剂（蜡球）设计用量应考虑的因素：应考虑的因素：式中：式中：n射孔炮眼数（个）射孔炮眼数（个）H两封隔器间卡距（两封隔器间卡距（m）B附加量（一般为附加量（一般为4-5kg）（3）高强度转向剂（蜡球）理论计算公式
57、）高强度转向剂（蜡球）理论计算公式C总总=0.15n+0.1H+B(公斤公斤)该工艺技术的特点是，不受完井工艺的限制，该工艺技术的特点是，不受完井工艺的限制，在常规射孔已投产的油井中，可按设计要求，达在常规射孔已投产的油井中，可按设计要求，达到一井压多段，一段压多层。不足之处在于施工到一井压多段，一段压多层。不足之处在于施工过程中地面难以有效的准确的进行控制。过程中地面难以有效的准确的进行控制。表外储层是大庆油田高含水后期挖潜表外储层是大庆油田高含水后期挖潜重点之一，由于这类储层产能低重点之一，由于这类储层产能低,必须压裂必须压裂投产，而它与表内层间的隔层厚度又小，投产，而它与表内层间的隔层厚
58、度又小，最薄的只有最薄的只有0.4m。为此，研究应用了既能。为此，研究应用了既能一次压开多个表外储层，又能有效保护薄一次压开多个表外储层，又能有效保护薄隔层和水泥环的平衡限流法完井压裂工艺隔层和水泥环的平衡限流法完井压裂工艺技术技术.（五）平衡限流法完井压裂工艺技术（五）平衡限流法完井压裂工艺技术压裂过程中，薄隔层或水泥环被破坏的直接原压裂过程中，薄隔层或水泥环被破坏的直接原因是压裂层与末压裂层之间压差超过隔层或水泥环因是压裂层与末压裂层之间压差超过隔层或水泥环的承压界限而将其击穿，利用大庆长垣内部压裂裂的承压界限而将其击穿，利用大庆长垣内部压裂裂缝主要为水平裂缝形态的特点，将同一层段内的压缝
59、主要为水平裂缝形态的特点，将同一层段内的压裂层和高含水未压层按平衡限流法压裂的布孔原则裂层和高含水未压层按平衡限流法压裂的布孔原则同时射开，再采用限流法压裂，使隔层上下两个层同时射开，再采用限流法压裂，使隔层上下两个层处于同一压力系统中，保持压力平衡，从而达到保处于同一压力系统中，保持压力平衡，从而达到保护薄隔层的目的，压后再对射开的高含水层进行封护薄隔层的目的，压后再对射开的高含水层进行封堵，以防止油井投产后含水急剧上升。堵，以防止油井投产后含水急剧上升。考虑到射孔对水泥环的破坏作用，为了保证水考虑到射孔对水泥环的破坏作用，为了保证水泥环的隔离性能，固井质量检查声幅曲线为直线的泥环的隔离性能
60、，固井质量检查声幅曲线为直线的薄隔层，才可进行平衡限流法压裂完井。薄隔层，才可进行平衡限流法压裂完井。1、工艺原理、工艺原理采用选择性定点射孔方案进行布孔采用选择性定点射孔方案进行布孔,保证压裂保证压裂目的层的裂缝在最佳部位产生目的层的裂缝在最佳部位产生,利用高含水层的层利用高含水层的层内物性或岩性夹层内物性或岩性夹层,使其裂缝尽可能处于低含水部使其裂缝尽可能处于低含水部位，每个压裂目的层的布孔数量应根据施工的设位，每个压裂目的层的布孔数量应根据施工的设备能力，射孔炮眼直径与压裂层段内的目的层数备能力，射孔炮眼直径与压裂层段内的目的层数量和油层厚度综合确定。为了加强目的油层的处量和油层厚度综合
61、确定。为了加强目的油层的处理强度理强度,控制高含水层的处理强度，可采用油层多控制高含水层的处理强度，可采用油层多布孔或布大孔布孔或布大孔,高含水层少布孔或布小孔的方法来高含水层少布孔或布小孔的方法来实现，孔眼设计计算方法同限流法压裂技术。实现，孔眼设计计算方法同限流法压裂技术。施工方式可采用滑套式多层段压裂管柱，油施工方式可采用滑套式多层段压裂管柱，油套管合压管柱，套管或油管压裂管柱，并且可与套管合压管柱，套管或油管压裂管柱，并且可与限流法压裂完井技术配合使用。限流法压裂完井技术配合使用。2、压裂设计方法、压裂设计方法可用于隔层厚度大于可用于隔层厚度大于0.4m的低渗透率的低渗透率薄油层的多层
62、改造挖潜，也可用于具有岩薄油层的多层改造挖潜，也可用于具有岩性或物性夹层的非均质油层中的低含水部性或物性夹层的非均质油层中的低含水部位压裂挖潜。位压裂挖潜。3适用地质条件适用地质条件通过通过14口井口井50个薄隔层的平衡限流压个薄隔层的平衡限流压裂试验和裂试验和40多口井的推广应用表明：多口井的推广应用表明：0.4m以上厚度薄隔层在压裂过程中得以上厚度薄隔层在压裂过程中得到了良好保护。到了良好保护。14口试验井中，口试验井中，0.4m厚度厚度的薄隔层共的薄隔层共7个，压裂前后验窜资料反映出个，压裂前后验窜资料反映出在压裂过程中薄隔层均保持完好。在压裂过程中薄隔层均保持完好。4作用与效果作用与效
63、果由于在布孔过程中部分高含水层是选择由于在布孔过程中部分高含水层是选择低含水部位布孔的，因此，油井进行平衡低含水部位布孔的，因此，油井进行平衡限流法压裂后，在开采压裂目的层的同时，限流法压裂后，在开采压裂目的层的同时，可对部分非均质水淹层的低含水部位进行可对部分非均质水淹层的低含水部位进行一定时间的生产。杏一定时间的生产。杏13-J1-39井的高含水层井的高含水层厚度为厚度为10m，从测井曲线判断，该层为中，从测井曲线判断，该层为中部水淹，油层上、下部位含水较低。压裂部水淹，油层上、下部位含水较低。压裂设计时，该层上下部位各布一个平衡孔，设计时，该层上下部位各布一个平衡孔，压裂后，油井初期含水
64、仅压裂后，油井初期含水仅36%，投产，投产5个个月后，含水才上升至月后，含水才上升至48%。固井质量良好（声幅曲线直线）的固井质量良好（声幅曲线直线）的薄隔层处，采用低密度射孔时，射孔薄隔层处，采用低密度射孔时，射孔对水泥环的破坏作用很小，可以忽略。对水泥环的破坏作用很小，可以忽略。但声幅曲线有微小的波动时，射孔就但声幅曲线有微小的波动时，射孔就可能对水泥环造成严重破坏，造成压可能对水泥环造成严重破坏，造成压裂前高含水层与目的层窜通。裂前高含水层与目的层窜通。高含水层封堵后，高含水层封堵后，0.4m以上的薄隔以上的薄隔层岩层和水泥环都可以承受生产过程层岩层和水泥环都可以承受生产过程中的层间压差
65、。中的层间压差。定位平衡压裂技术工艺原理：首先建立在水定位平衡压裂技术工艺原理：首先建立在水平裂缝的前提下，在常规射孔井进行水力压裂时，平裂缝的前提下，在常规射孔井进行水力压裂时，在一定的排量下通过节流产生压差，使定位压裂在一定的排量下通过节流产生压差，使定位压裂封隔器坐封。利用定位平衡压裂封隔器上的长胶封隔器坐封。利用定位平衡压裂封隔器上的长胶筒和喷砂体的组合来控制压裂目的层的裂缝形成筒和喷砂体的组合来控制压裂目的层的裂缝形成的位置和吸液炮眼的数量，达到裂缝定位和使目的位置和吸液炮眼的数量，达到裂缝定位和使目的层产生水平裂缝的目的。的层产生水平裂缝的目的。（六）定位平衡压裂技术（六）定位平衡
66、压裂技术1工艺原理工艺原理在需要保护的薄夹层的邻近高含水部在需要保护的薄夹层的邻近高含水部位装有平衡装置，该装置只进液不进砂，位装有平衡装置，该装置只进液不进砂，使高含水层与压裂目的层处于同一压力系使高含水层与压裂目的层处于同一压力系统中，夹层上下压力平衡而得到保护。通统中，夹层上下压力平衡而得到保护。通过大排量施工，依靠压裂液通过吸液炮眼过大排量施工，依靠压裂液通过吸液炮眼所产生的摩阻，大幅度提高井底压力，从所产生的摩阻，大幅度提高井底压力，从而相继压开破裂压力相近的各个目的层，而相继压开破裂压力相近的各个目的层，一次施工可压开一次施工可压开35个目的层。个目的层。定位平衡压裂技术主要特点是
67、工艺与地质定位平衡压裂技术主要特点是工艺与地质相结合。它是一项选择性与针对性很强的压裂相结合。它是一项选择性与针对性很强的压裂改造工艺技术，除此之外还具有以下几个特点：改造工艺技术，除此之外还具有以下几个特点：2、工艺特点、工艺特点（1）定位平衡压裂封隔器中胶筒和喷砂体的）定位平衡压裂封隔器中胶筒和喷砂体的组合是根据目的层的地质特征及厚度确定的，组合是根据目的层的地质特征及厚度确定的，工艺与地质结合紧密是该工艺的重要特点。工艺与地质结合紧密是该工艺的重要特点。（2）封隔器上长胶筒与喷砂体融为一体，喷砂）封隔器上长胶筒与喷砂体融为一体，喷砂体长度很小，其直径与胶筒外径相同，避免了油体长度很小，其
68、直径与胶筒外径相同，避免了油套环形空间沉砂造成砂卡的问题。套环形空间沉砂造成砂卡的问题。（3）在封隔器内可装平衡装置，它吸液不吸砂，）在封隔器内可装平衡装置，它吸液不吸砂，除起到导压平衡保护薄夹层的作用外，还相当于除起到导压平衡保护薄夹层的作用外，还相当于一个井下砂浆浓缩器，可以提高进入裂缝中的砂一个井下砂浆浓缩器，可以提高进入裂缝中的砂比浓度，有利于改善压裂效果。而高含水层吸液比浓度，有利于改善压裂效果。而高含水层吸液不进砂，产生裂缝不支撑，可以防止压裂后暴性不进砂，产生裂缝不支撑，可以防止压裂后暴性水淹。水淹。（4）定位平衡压裂封隔器可用密封段串接起来，）定位平衡压裂封隔器可用密封段串接起
69、来，多级封隔器可以同时工作。一次可以压裂的目的多级封隔器可以同时工作。一次可以压裂的目的层数除与排量、孔密及孔径有关外，还与定位平层数除与排量、孔密及孔径有关外，还与定位平衡压裂封隔器的结构参数有关。衡压裂封隔器的结构参数有关。（5）定位平衡压裂封隔器以上可以连接常规滑）定位平衡压裂封隔器以上可以连接常规滑套式压裂管柱，实现定位平衡压裂与常规压裂相套式压裂管柱，实现定位平衡压裂与常规压裂相结合，使一趟管柱完成更多油层的压裂。结合，使一趟管柱完成更多油层的压裂。（6）在压力扩散裂缝闭合时，利用封隔器上长）在压力扩散裂缝闭合时，利用封隔器上长胶筒的摩阻效应，降低了地层裂缝的吞砂量，提胶筒的摩阻效应
70、，降低了地层裂缝的吞砂量，提高了压裂效果。高了压裂效果。定位平衡压裂工艺管柱主要由定位平衡压裂工艺管柱主要由76mm油管与定位平衡压裂封隔器组成。其中定位油管与定位平衡压裂封隔器组成。其中定位平衡压裂封隔器是工艺实施的关键工具，它平衡压裂封隔器是工艺实施的关键工具，它主要由节流部件、长胶筒、中心管及喷砂体主要由节流部件、长胶筒、中心管及喷砂体等组成。等组成。3、管柱结构、管柱结构该封隔器不同于其它压裂工艺所使用的井下该封隔器不同于其它压裂工艺所使用的井下工具，封隔器与喷砂器是组合在一起的封隔器，工具，封隔器与喷砂器是组合在一起的封隔器，其长度是不定的，主要根据压裂目的层的厚度和其长度是不定的，
71、主要根据压裂目的层的厚度和工艺要求，将不同规格长度的胶筒和喷砂体组合工艺要求，将不同规格长度的胶筒和喷砂体组合在一起，同时也可以根据保护薄夹层的需要将在在一起，同时也可以根据保护薄夹层的需要将在对应高含水层的喷砂体上安装平衡装置，该装置对应高含水层的喷砂体上安装平衡装置，该装置只进液，不进砂，具有传导压力的作用。通过适只进液，不进砂，具有传导压力的作用。通过适当组合的定位平衡压裂封隔器覆盖大多数原射孔当组合的定位平衡压裂封隔器覆盖大多数原射孔炮眼，只有对应喷砂体位置的少数炮眼接受压裂炮眼，只有对应喷砂体位置的少数炮眼接受压裂液，使常规射孔层位的吸液量得到控制，达到限液，使常规射孔层位的吸液量得
72、到控制，达到限流压裂的要求，又能实现压裂目的层与相邻高含流压裂的要求，又能实现压裂目的层与相邻高含水层间薄夹层的上下压力平衡，保护隔层。水层间薄夹层的上下压力平衡，保护隔层。众所周知，油层含油饱和度和地层压众所周知，油层含油饱和度和地层压力是影响压裂效果的主要地质因素，而压力是影响压裂效果的主要地质因素，而压裂工艺的选择是影响挖潜效果好坏的工艺裂工艺的选择是影响挖潜效果好坏的工艺因素，两种因素是相互联系的。对于不同因素，两种因素是相互联系的。对于不同性质低渗透油层的改造，应采取一套与之性质低渗透油层的改造，应采取一套与之相适应的压裂挖潜技术，才能获得更好地相适应的压裂挖潜技术，才能获得更好地增
73、产稳产效果。适合于该技术压裂改造油增产稳产效果。适合于该技术压裂改造油层的地质特征可分为三类：层的地质特征可分为三类：4、适应压裂油层的地质特征、适应压裂油层的地质特征水层顶底独立型：即压裂目的层与水层间有明显水层顶底独立型：即压裂目的层与水层间有明显的厚度大于的厚度大于0.5m的阻渗层（隔层）分开。这部分的阻渗层（隔层）分开。这部分目的层主要以薄层为主，同时也存在个别厚油层目的层主要以薄层为主，同时也存在个别厚油层潜力。潜力。水层间薄层型：即压裂目的层位于两水淹层之间，水层间薄层型：即压裂目的层位于两水淹层之间，并与水淹层有明显的厚度大于并与水淹层有明显的厚度大于0.5m的阻渗层分开，的阻渗
74、层分开，此时两水淹层的距离相对较小，不能采取其它压此时两水淹层的距离相对较小，不能采取其它压裂工艺进行改造。裂工艺进行改造。砂层内部掺混型：即夹有个别已水淹的有效厚度砂层内部掺混型：即夹有个别已水淹的有效厚度小于小于0.5m薄油砂体，具有有效厚度的薄油层与表薄油砂体，具有有效厚度的薄油层与表外层之间相互叠合而无明显隔层分开的厚砂层。外层之间相互叠合而无明显隔层分开的厚砂层。针对大庆长垣内部各油田地质特征及水淹规针对大庆长垣内部各油田地质特征及水淹规律，结合本工艺技术特点，尽可能提高压裂效果，律，结合本工艺技术特点，尽可能提高压裂效果，我们对不同类型的油层采取了不同的吸液炮眼布我们对不同类型的油
75、层采取了不同的吸液炮眼布置方法，其基本原则如下：置方法，其基本原则如下：同时处理多个油层时，吸液炮眼总数应限制同时处理多个油层时，吸液炮眼总数应限制在一定范围内（炮眼总数的范围根据设备能力、在一定范围内（炮眼总数的范围根据设备能力、射孔孔径确定），以保证产生足够的炮眼摩阻，射孔孔径确定），以保证产生足够的炮眼摩阻，使所有的目的层全部压开。使所有的目的层全部压开。对于水层间薄层型和砂层泥岩薄互层，即对对于水层间薄层型和砂层泥岩薄互层，即对于低渗透薄油层，一般选择渗透性较好的部位布于低渗透薄油层，一般选择渗透性较好的部位布置吸液炮眼。置吸液炮眼。5、压裂目的层吸液炮眼的布置方法、压裂目的层吸液炮眼
76、的布置方法对于存在稳定隔层的厚油层中的低含对于存在稳定隔层的厚油层中的低含水部位或动用程度较差的低渗厚油层，一水部位或动用程度较差的低渗厚油层，一般选择渗透率较低的部位分配吸液炮眼。般选择渗透率较低的部位分配吸液炮眼。根据每个层的具体情况，尽可能按比根据每个层的具体情况，尽可能按比例地分配各层吸液炮眼数量，突出主要目例地分配各层吸液炮眼数量，突出主要目的层的处理强度。的层的处理强度。在目的层较多的情况下，施工排量和在目的层较多的情况下，施工排量和吸液炮眼总数又受到限制，可在紧密相邻吸液炮眼总数又受到限制，可在紧密相邻的中间层上布置吸液炮眼。的中间层上布置吸液炮眼。从压裂油层的地层条件出发，结合
77、定位平衡从压裂油层的地层条件出发，结合定位平衡压裂工艺技术特点，利用该技术处理的目的层除压裂工艺技术特点，利用该技术处理的目的层除符合上述三种类型地质特征外，还应具有如下选符合上述三种类型地质特征外，还应具有如下选井选层原则：井选层原则：压裂层段的跨度不宜太大（包括水淹层在内），压裂层段的跨度不宜太大（包括水淹层在内），一般情况下，压裂层段的跨度应限制在一般情况下，压裂层段的跨度应限制在18m以内，以内，以便有利于定位平衡压裂封隔器的组装和作业施以便有利于定位平衡压裂封隔器的组装和作业施工。工。在压裂管柱承受压力不许超过在压裂管柱承受压力不许超过40MPa的前提的前提下，充分利用设备排量，保证
78、压开尽可能多的目下，充分利用设备排量，保证压开尽可能多的目的层，同时根据射孔孔径的大小，确定压裂目的的层，同时根据射孔孔径的大小，确定压裂目的层数量应在层数量应在35个层之间。个层之间。6选井、选层原则及工艺要求选井、选层原则及工艺要求套管完好且压裂层段内的固井质量良好，无套管完好且压裂层段内的固井质量良好，无窜槽，特别是目的层与水淹层间的薄夹层平面上窜槽，特别是目的层与水淹层间的薄夹层平面上具有较好的稳定性。具有较好的稳定性。对于充当压裂隔层且小于对于充当压裂隔层且小于2.5m，常规分卡不，常规分卡不开，跨度不超过开，跨度不超过15m的砂泥岩薄互层层段，也可的砂泥岩薄互层层段，也可利用该技术
79、对这类低渗透油层进行压裂改造。利用该技术对这类低渗透油层进行压裂改造。根据油井的动静资料分析压裂油层纵向分布根据油井的动静资料分析压裂油层纵向分布和平面连通关系，对于易见水的中低渗透油层改和平面连通关系，对于易见水的中低渗透油层改造，应采取较低的处理强度，防止压后油层过早造，应采取较低的处理强度，防止压后油层过早水淹；对较难见水的差油层改造，应采取较大的水淹；对较难见水的差油层改造，应采取较大的处理强度，以保证压裂效果。处理强度，以保证压裂效果。根据压裂目的层的地质特征，确定各目的层中根据压裂目的层的地质特征，确定各目的层中裂缝的最佳位置，完成施工设计。裂缝的最佳位置，完成施工设计。根据各油层
80、厚度和选择的裂缝位置，选配不同根据各油层厚度和选择的裂缝位置，选配不同规格的长胶筒和喷砂体组合成定位平衡压裂封隔器。规格的长胶筒和喷砂体组合成定位平衡压裂封隔器。将多级定位平衡压裂封隔器在地面由导压密封将多级定位平衡压裂封隔器在地面由导压密封段和短节串接在一起形成定位平衡压裂管柱后下入段和短节串接在一起形成定位平衡压裂管柱后下入井中，采用磁性定位测量的方法校核管柱深度，使井中，采用磁性定位测量的方法校核管柱深度，使各级喷砂体准确定位于设计中选定的目的层最佳裂各级喷砂体准确定位于设计中选定的目的层最佳裂缝位置。缝位置。痕迹法：痕迹法：当携砂液通过定位平衡压裂封隔器上的喷砂体进当携砂液通过定位平衡
81、压裂封隔器上的喷砂体进入地层时，对喷砂体进行磨蚀，产生磨蚀痕迹。入地层时，对喷砂体进行磨蚀，产生磨蚀痕迹。通过这个痕迹反过来可判断油层被压开并进入支通过这个痕迹反过来可判断油层被压开并进入支撑剂。该方法是定位平衡压裂的独特检测方法。撑剂。该方法是定位平衡压裂的独特检测方法。测井温方法：测井温方法：通过对压裂目的层进行井温测井，可判断油层是通过对压裂目的层进行井温测井，可判断油层是否被压开。压开的油层井温降低。否被压开。压开的油层井温降低。孔数分析法：孔数分析法：在压裂施工完后，结合实际施工情况，采用孔数在压裂施工完后，结合实际施工情况，采用孔数分析法进行综合分析来判断裂缝是否能够形成。分析法进
82、行综合分析来判断裂缝是否能够形成。7、压裂效果检测方法、压裂效果检测方法定位平衡压裂技术在大庆油田应用上百口井，工艺定位平衡压裂技术在大庆油田应用上百口井，工艺成功率达成功率达96%以上。通过现场试验，认识如下：以上。通过现场试验，认识如下：定位平衡压裂技术可以满足常规射孔井中低渗透油层定位平衡压裂技术可以满足常规射孔井中低渗透油层的压裂改造，一次施工可压开的压裂改造，一次施工可压开35个目的层。个目的层。定位平衡压裂技术可以保护压裂层段内目的层与高含定位平衡压裂技术可以保护压裂层段内目的层与高含水层之间的薄夹层，处理目的层针对性较强。水层之间的薄夹层，处理目的层针对性较强。对于常规射孔井中，
83、与水淹厚油层相邻的夹层小于对于常规射孔井中，与水淹厚油层相邻的夹层小于2m的低渗透油层的挖潜，该技术具有较强的适应性和优势。的低渗透油层的挖潜，该技术具有较强的适应性和优势。常规射孔井的非均质水淹厚油层中如存在稳定的物性常规射孔井的非均质水淹厚油层中如存在稳定的物性或岩性夹层，则可利用该技术对厚油中低渗透部位进行或岩性夹层，则可利用该技术对厚油中低渗透部位进行压裂改造。压裂改造。8、现场应用效果分析及认识、现场应用效果分析及认识大庆油田开发进入高含水阶段以后，大庆油田开发进入高含水阶段以后，井网逐步加密，井与井之间的距离日益缩井网逐步加密，井与井之间的距离日益缩小，油田地下油水分布日益复杂，为
84、了控小，油田地下油水分布日益复杂，为了控制含水上升速度，给油层水力压裂施工提制含水上升速度，给油层水力压裂施工提出了新的要求，即控制裂缝长度，又要提出了新的要求，即控制裂缝长度，又要提高裂缝导流能力，形成短而宽的裂缝，为高裂缝导流能力，形成短而宽的裂缝，为此开展了脱砂压裂工艺技术的研究。此开展了脱砂压裂工艺技术的研究。（七）水平缝脱砂压裂工艺技术（七）水平缝脱砂压裂工艺技术通过控制前置液用量和施工排量，使通过控制前置液用量和施工排量，使携砂液达到动态缝尖端附近时，前置液完携砂液达到动态缝尖端附近时，前置液完全滤失，前置液脱砂形成砂堵，阻止裂缝全滤失，前置液脱砂形成砂堵，阻止裂缝进一步延伸。当地
85、面继续加砂时，裂缝长进一步延伸。当地面继续加砂时，裂缝长度不再增加，但宽度不断增大，从而形成度不再增加，但宽度不断增大，从而形成短而宽的高导流能力裂缝。短而宽的高导流能力裂缝。1 1、工艺原理、工艺原理该项工艺压裂设计方法、压裂液的性该项工艺压裂设计方法、压裂液的性能以及现场施工的判断与控制是成败的关能以及现场施工的判断与控制是成败的关键。水平裂缝条件下脱砂压裂设计方法包键。水平裂缝条件下脱砂压裂设计方法包括五个方面：括五个方面：2、技术关键、技术关键有限厚度滤失速度的计算；有限厚度滤失速度的计算；缝内流体流动分析；缝内流体流动分析；径向模型的裂缝宽度计算；径向模型的裂缝宽度计算；裂缝扩展的条
86、件；裂缝扩展的条件；裂缝连续性方程。裂缝连续性方程。现场试验现场试验2口井均取得成功，如拉口井均取得成功，如拉7-1412井，井，压裂萨压裂萨II5+6层，射开厚度层，射开厚度3.1m，有效厚度，有效厚度2m，渗，渗透率透率0.12m2。施工前置液用量。施工前置液用量30m3，排量，排量2.5m3/min,初始砂比初始砂比28%，最高砂比，最高砂比40%；当加砂；当加砂4.5min时压力上升，时压力上升，5min时泵压由时泵压由4.5min的的20MPa上升到上升到27MPa，0.5min内压力上升了内压力上升了7.0MPa，说，说明加砂明加砂4.5min时，时，3m3前置液全部滤失完。通过计
87、前置液全部滤失完。通过计算，该层脱砂半径为算，该层脱砂半径为19.3m，脱砂平均缝宽，脱砂平均缝宽12mm。适用于加密井网低渗透薄油层的改造。适用于加密井网低渗透薄油层的改造。3、适用地质条件、适用地质条件4、作用与效益、作用与效益该技术主要应用在压裂裂缝形态为水该技术主要应用在压裂裂缝形态为水平缝的油水互层，或压裂油层厚度较大，平缝的油水互层，或压裂油层厚度较大，且油层低含水或不含水，剩余油厚度大于且油层低含水或不含水，剩余油厚度大于3.0m，同时层内有较发育的薄夹层。一般，同时层内有较发育的薄夹层。一般讲欲压裂层与不压层具有明显吸液差别，讲欲压裂层与不压层具有明显吸液差别，而其又不能应用封
88、隔器分卡开的油层，这而其又不能应用封隔器分卡开的油层，这样的地质条件才能进行选择性压裂。样的地质条件才能进行选择性压裂。（八）选择性压裂工艺技术（八）选择性压裂工艺技术该技术原理就是利用油层内不同部位或各油该技术原理就是利用油层内不同部位或各油层之间吸收能力不同的特点，通过投入暂堵剂将层之间吸收能力不同的特点，通过投入暂堵剂将渗透率高、吸收能力大的高含水层部位或人工裂渗透率高、吸收能力大的高含水层部位或人工裂缝所在的射孔炮眼暂时封堵，迫使压裂液分流，缝所在的射孔炮眼暂时封堵，迫使压裂液分流，从而在其它部位或层内压开新裂缝，达到有选择从而在其它部位或层内压开新裂缝，达到有选择的压裂油层目的。的压
89、裂油层目的。由于暂堵剂是油溶性的蜡球，在一定的井温由于暂堵剂是油溶性的蜡球，在一定的井温条件下软化后溶于原油中，压后开井即可解堵。条件下软化后溶于原油中，压后开井即可解堵。这项工艺可与不压井滑套分层压裂管柱相结合，这项工艺可与不压井滑套分层压裂管柱相结合，应用在非均质层间，厚油层和重复压裂层的调整应用在非均质层间，厚油层和重复压裂层的调整挖潜中。挖潜中。复合压裂技术是指对同一油层在较复合压裂技术是指对同一油层在较短时间内，先后采取高能气体压裂和水短时间内，先后采取高能气体压裂和水力压裂技术进行改造。它为高含水期提力压裂技术进行改造。它为高含水期提高改造挖潜效果提供了新的手段。高改造挖潜效果提供
90、了新的手段。（九）复合压裂工艺技术（九）复合压裂工艺技术高能气体压裂的主要工具是压力发生器，施高能气体压裂的主要工具是压力发生器，施工时将发生器送至预定位置将火药或火箭推进剂工时将发生器送至预定位置将火药或火箭推进剂引燃，迅速产生大量高温高压气体，对井壁形成引燃，迅速产生大量高温高压气体，对井壁形成脉冲加载，井眼周围的岩石被压缩。当井筒压力脉冲加载，井眼周围的岩石被压缩。当井筒压力超过对应加载速率下岩石破裂压力时，即在井眼超过对应加载速率下岩石破裂压力时，即在井眼周围形成多条径向裂缝。当井筒内的压力与地层周围形成多条径向裂缝。当井筒内的压力与地层压达到平衡时，裂缝延伸终止。由于它是一个动压达到
91、平衡时，裂缝延伸终止。由于它是一个动态过程，多条径向裂缝具有一定的随机性，裂缝态过程，多条径向裂缝具有一定的随机性，裂缝面不垂直于最小主应力的方向。面不垂直于最小主应力的方向。1、工艺原理、工艺原理水力压裂是利用地面高压泵组，将高粘液体水力压裂是利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，随即以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，随即在井底附近憋起高压，当此压力超过井壁附近地在井底附近憋起高压，当此压力超过井壁附近地层的最小地应力及岩石的抗张强度时，则在地层层的最小地应力及岩石的抗张强度时，则在地层中形成裂缝。继续泵注液体，促使裂缝延伸扩张，中形成裂缝。继续泵注液体，促使
92、裂缝延伸扩张，而后将带有支撑剂的液体注入地层。这样，停泵而后将带有支撑剂的液体注入地层。这样，停泵后可在地层中形成具有一定长度，一定宽度和高后可在地层中形成具有一定长度，一定宽度和高度的填砂裂缝。而裂缝的几何形态受三个轴向力度的填砂裂缝。而裂缝的几何形态受三个轴向力及其相应方向上的岩石抗张强度所制约。对于均及其相应方向上的岩石抗张强度所制约。对于均质各向同性的地层，岩石破裂时裂缝的方向总是质各向同性的地层，岩石破裂时裂缝的方向总是垂直于最小主应力。垂直于最小主应力。这样，对于某一个井层先进行高能气体压裂这样，对于某一个井层先进行高能气体压裂后，相继进行大规模的水力压裂，近井地带必然后，相继进行
93、大规模的水力压裂，近井地带必然沿高能气体已形成的多条径向裂缝延伸，当裂缝沿高能气体已形成的多条径向裂缝延伸，当裂缝延伸至径向裂缝末端后，裂缝继续延伸受地层本延伸至径向裂缝末端后，裂缝继续延伸受地层本身地应力及其分布的控制，裂缝开始沿垂直于最身地应力及其分布的控制，裂缝开始沿垂直于最小主应力的方向延伸，这样在井筒周围形成多条小主应力的方向延伸，这样在井筒周围形成多条填砂裂缝，远离井筒地层的渗透性也得到了有效填砂裂缝，远离井筒地层的渗透性也得到了有效的改善，使地层内的液体先向地层裂缝渗流，然的改善，使地层内的液体先向地层裂缝渗流，然后由裂缝向近井周围的径向填砂裂缝流动，最后后由裂缝向近井周围的径向
94、填砂裂缝流动，最后进入井筒。减少了流体在近井周围的阻力，使地进入井筒。减少了流体在近井周围的阻力，使地层的油、气渗流状况大大改善，因此增产效果明层的油、气渗流状况大大改善，因此增产效果明显。显。1）油层处理半径大，具有水力压裂处理油层的裂缝）油层处理半径大，具有水力压裂处理油层的裂缝半径：半径：2）油层增产的机理多，即具有裂缝高导流能力的增）油层增产的机理多，即具有裂缝高导流能力的增油机理，又具有高能气体压裂中热化学作用、水力冲油机理，又具有高能气体压裂中热化学作用、水力冲击作用增油的机理；击作用增油的机理；3）两种压裂顺序不同，其效果和造缝机理也随之变）两种压裂顺序不同，其效果和造缝机理也随
95、之变化；化；4）充分利用了两种压裂技术造缝机理的差异互补性，）充分利用了两种压裂技术造缝机理的差异互补性，即降低了水力压裂的破裂压力，又延伸并即降低了水力压裂的破裂压力，又延伸并聚、支撑了聚、支撑了高能气体压裂的多条径向裂缝，形成了一个较大半径高能气体压裂的多条径向裂缝，形成了一个较大半径的破碎带，大幅度降低了近井地带流体的流动阻力。的破碎带，大幅度降低了近井地带流体的流动阻力。2、工艺技术特点、工艺技术特点高能气体压裂与水力压裂组合在一起高能气体压裂与水力压裂组合在一起进行复合压裂时，还必须解决：进行复合压裂时，还必须解决：1）不同地质条件下，高能气体压裂和水力）不同地质条件下，高能气体压裂
96、和水力压裂合理规模的确定；压裂合理规模的确定；2）套管外水泥环将承受两种压裂的轮番作）套管外水泥环将承受两种压裂的轮番作用，如何在复合压裂过程中减小对水泥环用，如何在复合压裂过程中减小对水泥环的破坏作用；的破坏作用；3）不同油藏类型中高能气体压裂与水力压）不同油藏类型中高能气体压裂与水力压裂施工顺序的确定，如何获得最佳的增产裂施工顺序的确定，如何获得最佳的增产倍数。倍数。3、技术关键、技术关键0适用于微细天然裂缝较发育的低适用于微细天然裂缝较发育的低渗透率或特低渗透率油气层改造，对渗透率或特低渗透率油气层改造，对近井地带受泥浆等污染严重的井层，近井地带受泥浆等污染严重的井层，以及经多次措施处理
97、产量仍很低的井以及经多次措施处理产量仍很低的井层改造挖潜。层改造挖潜。4、应用地质条件、应用地质条件该技术主要用于低渗透率、低该技术主要用于低渗透率、低孔隙度、低压高水敏的油气层的压孔隙度、低压高水敏的油气层的压裂改造。在现场应用中，取得了较裂改造。在现场应用中，取得了较好的压裂效果。好的压裂效果。（十）泡沫压裂工艺技术（十）泡沫压裂工艺技术水基压裂液与氮气在地面以一定水基压裂液与氮气在地面以一定比例混合，形成均匀、致密的泡沫压比例混合，形成均匀、致密的泡沫压裂液，它具有携砂性能好，滤失量特裂液，它具有携砂性能好，滤失量特低，返排迅速而彻底的特点，用作低低，返排迅速而彻底的特点，用作低渗、低压
98、油气层压裂施工，减少压裂渗、低压油气层压裂施工，减少压裂液对地层的伤害，以提高压裂效果。液对地层的伤害，以提高压裂效果。1、技术原理、技术原理（十）泡沫压裂工艺技术（十）泡沫压裂工艺技术泡沫体积：（泡沫体积：（0.25）；）；300ml；半衰期半衰期：56min，破乳率，破乳率(4min100)；液体返排量：液体返排量：82.1（24h）；气体返排量：气体返排量：81.2（26h）。）。2、技术性能、技术性能真诚服务真诚服务 共创未来共创未来SINCERELY SERVICE FOR FUTURE SINCERELY SERVICE FOR FUTURE 采取低密度射孔，大排量施采取低密度射孔
99、，大排量施工，依靠压裂液通过射孔炮眼时产工，依靠压裂液通过射孔炮眼时产生的摩阻，大幅度提高井底压力，生的摩阻，大幅度提高井底压力，从而使压裂液自动转向，以相继压从而使压裂液自动转向，以相继压开破裂压力相近的各个目的层。这开破裂压力相近的各个目的层。这项技术的关键是：根据目的地层的项技术的关键是：根据目的地层的物性、砂岩厚度、纵向相邻油层情物性、砂岩厚度、纵向相邻油层情况及平面上的连通关系，确定合理况及平面上的连通关系，确定合理的布孔方案，确定每个目的层所射的布孔方案，确定每个目的层所射孔炮眼数量及直径，以此来控制不孔炮眼数量及直径，以此来控制不同油层的处理强度，获得所需要的同油层的处理强度，获得所需要的产液剖面。产液剖面。（二）限流法压裂技术（二）限流法压裂技术工艺原理工艺原理
