水平井水力喷射压裂关键参数优化研究

水力喷射压裂是一项新型高效增产技术,应用井次逐年增多,但对于水力喷射压裂关键参数的确定尚未形成系统理论,使这一技术的实际效果受到影响,如新疆夏子街油田一口水平井两次水力喷射压裂施工均失败。在分析新疆夏子街油田某一水平井失败原因的基础上,优化了施工管柱、喷嘴的尺寸和个数、喷射排量和时间等水力喷射压裂关键参数,该井在同层位、同井段成功实施五级水力喷射压裂,对于健全水力喷射压裂技术理论模型,提高改造效果具有重要意义。     

拖动式水力喷射分段压裂工艺在筛管水平井完井中的应用

为实现筛管水平井储层有效压裂改造和降低施工风险,对拖动式水力喷射分段压裂工艺进行了优化改进。根据水力喷射分段压裂工艺技术射流增压、射流密封和降低起裂压力的基本原理,结合筛管水平井的井况及特点,将拖动式水力喷射分段压裂工具与滑套式工具相组合,融合相应的施工工艺,降低了筛管井压裂管柱砂卡风险。成功对筛管水平井SA井实施3段加砂压裂,最高施工砂比达到40%,压裂规模72 m3,压裂管柱成功上提出井。裂缝监测结果表明,在水平段压裂位置产生了3条走向明显的裂缝,裂缝长度均为110~135 m,与设计长度吻合较好,实现了储层分段压裂目的。该井产油量由原来的4.0~5.0 t/d提高到25.9 t/d,压裂增产效果明显。      

深井水力喷射压裂可行性分析及设计计算

常规深井压裂面临井底破裂压力大、地面施工泵压高、井下封隔器高温失效等问题,需要探索新的增产改造技术。介绍了水力喷射压裂技术及水力喷砂射孔机理、水力喷射压裂机理、水力喷射压裂工具组合。同时分析了其技术特点,分析认为,该技术具有射孔孔眼直径大、射孔深度长、可降低井底破裂压力、无需机械封隔等优点。在进行深井水力喷射压裂可行性分析的基础上,计算了某深井水力喷射压裂工艺技术参数,校核了深井压裂管柱强度,计算了油管排量、环空排量、油管压力和环空压力等水力喷射压裂水力参数及井口压力。分析和计算结果表明,深井水力喷射压裂切实可行。      

水力喷砂分段压裂工艺在U型煤层气井中的应用

YP1井组是由一口筛管水平井YP1和直井YP1V组成的U型煤层气井.根据筛管水平井井况及特点,优化了施工管柱、水力喷射压裂工具尺寸和喷嘴组合方式.为防止φ114.3 mm小直径筛管水平井压裂管柱砂卡,将拖动式水力喷射压裂工具与滑套式工具相组合,融合了二者施工工艺.水力喷砂射孔液体通过YP1V井排出,进一步减少水平井沉砂风险.顺利完成YP1井4个层段水力喷射分段压裂改造,共计加砂83 m3,压裂管柱成功上提出井.该U型井压裂施工前无产量,压后对YP1V井实施排水降压,随井底流压下降,产气量最高上升至636m3/d.     

水力喷射压裂关键技术分析

针对在低渗透油藏采用封隔器分层压裂工艺存在井下工具管串不能取出和封隔器在斜井段磨损密封不严,以及使用连续油管而施工排量达不到加砂压裂要求的问题,开展了水力喷射压裂工艺技术研究。该技术综合了水力喷射射孔、水力压裂和双路径泵入流体等多种技术,能较准确地在指定位置制造裂缝,无需机械封隔,可节省作业时间和降低作业风险。重点介绍了3种水力喷射分段压裂工艺管柱和为之配套的主要工具及技术特点。现场应用表明,该技术在1次施工过程中可完成水力喷射射孔和压裂,简化了工艺程序,节省了施工时间,提高了作业效率,能达到有效改造储层和提高单井产量的目的。     

水力喷射压裂技术在3层套管井中的应用

阐述了在目的层段存在3层套管且未射孔的油气井中实施水力喷射压裂的应用情况。根据目的井位的井身结构,优选了井下工具组合,制订了详细的水力参数及施工工艺并进行了现场施工。结果表明,喷砂射孔打开3层套管后,顺利加入43 m3支撑剂,达到了预期目的。该技术可为多层套管完井的油气井增产改造提供新的技术途径,并可为在此类特殊井身结构的油气井中开展水力喷射压裂技术提供技术支撑。     

水力喷射压裂机理与技术研究进展

水力喷射压裂是集射孔、压裂、隔离一体化的新型增产改造技术,适用于低渗透油藏直井、水平井的增产改造,是低渗透油藏压裂增产的一种有效方法。介绍了水力喷射射孔和水力射孔裂缝起裂控制机理,分析了影响水力喷砂射孔效果的因素。综述了水力喷射压裂原理,依据Bernou lli原理,射流增压与环空压力叠加超过破裂压力产生裂缝并维持裂缝延伸。介绍了水力喷射辅助压裂、水力喷射环空压裂及水力喷射酸压等多种工艺形式。水力喷射压裂工具是现场应用成功的关键因素之一,连续油管与水力喷射压裂技术联作在油田增产作业中有一定优势。水力喷射压裂工艺在国外现场应用已经取得较好效果,在国内尚属现场试验起步阶段。指出了目前研究的不足,并对未来的研究方向做出了分析展望。     

压裂新技术在中原油田文72块的应用

针对中原油田文72块开发层系已从主力厚油层转向二、三类低渗透油层,该类储层自然产能必须通过压裂改造才能获得油气产量的现状,研究应用了针对文72块油藏S3油层的压裂新技术。分析了前置酸加砂压裂、重复压裂、水力喷射分段压裂及卡封分层压裂等技术,并研究了相应的压裂装备和井下工具。现场根据文72块储层特点,选择合理的施工工艺技术,压裂施工30多井次,施工成功率98.4%,压后建产率达78.6%。压裂新工艺技术在该区块的成功应用使难动用储层潜力得到进一步发掘,经济效益明显提升。     

水力喷射径向钻孔增产技术选井选层研究

为了实现致密油气藏井、低产井增产,除了采用酸化压裂技术,还可以采用水力喷射径向钻孔增产技术。该技术是指在套管完井的直井中,先套管开窗,然后由开窗口喷射进入地层形成孔眼,采用该方法沿井筒径向钻出多个孔眼实现增产。目前该技术在国内油气田处于推广应用阶段,配套工具和施工技术已较成熟,但是在选井选层方面缺乏相应的指导依据,在一定程度上影响到实施效果。文章首先阐述了该技术需要满足的地层和井筒条件要求,然后建立起水力喷射径向钻孔井产量公式,根据产量公式计算结果进行产层优选分析,得出产层优选条件。对四川地区开展的4口水力喷射径向钻孔试验井进行了产层特征分析,进一步明确了适合的产层特征。研究结果表明,成功施工后的井不一定都大幅度增产,综合产层优选分析结果、现场试验井情况提出了适合该技术的油气井类型。在适当选井选层的前提下,该技术施工后再酸化压裂可取得更好的增产效果。     

连续油管水力喷射压裂技术

川渝地区多数油气藏纵向上存在多个产层，且部分产层跨距较大。为解决逐层压裂的技术难题，在研究连续油管水力喷射压裂技术机理的基础上，提出利用伯努利原理，连续多层段完成水力射孔和压裂，实现水力封隔无需机械封隔。设计研制了连续油管水力喷射分层压裂井下工具，经射穿套管和喷嘴耐磨性室内实验证明，所研制的工具可以有效地射穿套管和岩石，喷嘴耐磨蚀和本体抗返溅能力强。连续油管水力喷射多层压裂工艺技术在四川试验成功，研制的工具能满足现场工艺要求，试验井取得了显著的增产效果。     

不动管柱水力喷射压裂技术在川西气田水平井的应用

水力喷射分段压裂技术是针对低渗透致密油气藏开发的水平井特别是裸眼水平井最有效的储层改造技术之一。现有的水力喷射压裂技术存在需带压装置、需动管柱、工期长、需取工具、压井伤害、连续油管排量低等缺点,不适合川西地区低渗致密的地层特征。通过对现有的水力喷射压裂技术进行改进,形成了水平井不动管柱滑套水力喷射分段压裂技术。该工艺结合了水力喷射压裂技术和滑套多层压裂的优点,不动管柱连续分段改造、不带封隔器、管柱容易起出,克服了常规水力喷射压裂技术的众多缺点,并进行了现场实践,获得了显著的增产效果。     

水力喷射压裂工艺在101.6 mm套管井中的应用

水力喷射压裂是集水力射孔、压裂、封隔一体化的增产改造新技术。设计研制了用于101.6 mm套管井的水力喷砂射孔工具并优化作业管柱。通过数值计算,给出了射流参数与施工排量的匹配曲线。借助实验手段,确定压裂液交联比例及液体性能测试方法。制定了适合该类井的压裂工艺。现场试验证明水力喷射压裂工艺能够解决101.6 mm套管井常规压裂技术难以有效改造的问题,且对复杂结构井实施增产改造,为水力喷射压裂工艺更广范围的应用提供了参考依据。     

油管拖动水力喷射分段压裂技术在煤层气井的应用

油管拖动水力喷射分段压裂工艺通过油管结合带封隔器的喷射工具,利用封隔器的多次上提下放坐封解封达到不限次数多级压裂;该工艺在ZX-1H水平井得到成功应用,表明该技术在煤层气井分段压裂领域具有较高的推广应用价值。     

安塞油田水平井水力喷射分段压裂技术研究

安塞油田三叠系存在"低渗、低压、低产"等地质特征,传统压裂工艺一般压裂1～2层,平均单井日产液量3.5 m3左右,单井改造效果较差,且选用直嘴+封隔器的简单压裂管柱施工,施工周期一般在10天左右,施工周期较长。安塞油田引进了水平井水力喷射分段压裂技术,对水平井水力喷射分段压裂机理、水力喷射及分层压裂中诸多参数进行了优化,并在现场进行了试验。2011—2012年此项技术在安塞油田成功应用22井次。该技术施工针对性强,工艺简单方便,适用各种完井方式及固井质量差的井况,为安塞油田及其它区块储层低渗油气藏水平井水力喷射及压裂改造工艺的实施奠定了基础。     

深层低渗水平井压裂改造技术

为解决中原油田深层低渗水平井压裂问题,引进水力喷射压裂技术,针对储层特点研制出适用于水平井压裂的抗剪切、携砂能力强、性能稳定的压裂液应用体系,结合水平井完井方式研发了水力喷射压裂工具,并在实际压裂施工中对水力喷射压裂工艺、管柱、设备、流程等进行优化、改进、完善,形成了适合中原油田的水平井水力喷射分段压裂技术.     

连续油管水力喷射压裂关键参数优化研究

连续油管水力喷射压裂是集不压井作业、水力喷射射孔、分段压裂于一体化的高效增产改造技术。为此，介绍了该技术中的连续油管压降参数、工具参数、工作液性能等关键参数的实验研究。应用其研究成果，优化了连续油管水力喷射分层压裂设计参数，即喷嘴个数、大小。在不同喷嘴组合的泵压预测中实验了4种喷嘴组合，在接近喷嘴压降的情况下，优选出3个6 mm喷嘴，获得了最大排量。在四川油气田进行了国内第一口井连续油管水力喷射分层射孔及压裂现场试验，并取得了成功。     

深层低渗复杂井况水力喷射压裂技术研究与应用

中原油田开发进入中后期,井况、剩余油分布日益复杂,常规水力压裂已无法满足油田精细开发需要。为解决深层低渗复杂井况压裂技术难题,研制水力喷射工具,开发抗高剪切水力喷射压裂液,研究压裂优化设 计技术,设计压裂管柱,优化裂缝、施工参数,形成了适合中原油田的复杂井况水力喷射压裂技术。完善了水力压裂技术,填补了中原油田水平井压裂空白,实现了近水层、复杂储层、管外窜井压裂,Φ102mm套管轻微变形井分层压裂,提升了压裂技术的适用性、有效性,为难动用储量的有效开发提供了保障。     

井下水力喷砂压裂工具典型结构及应用

对于低渗透水平井,水力喷砂压裂是一种有效的增产技术,它集合了水力喷射和水力压裂的优点,可以定向射孔,无需机械封隔.介绍了水力喷砂压裂系统的构成、施工工艺及其特点.着重介绍了目前国外典型的水力喷砂压裂工具,阐明了国外喷射器结构及其连接方式的发展,国外所使用两种典型工具的结构、作用及其操作步骤,并对这两种井下水力喷砂压裂工具的应用进行了介绍,说明了其适用性.并对国内所使用的典型水力喷砂压裂工具进行了介绍,给出了工具中关键部件喷射器的基本结构,并联系国内现场实际的应用情况,说明了水力喷砂压裂是一种有效的增产技术措施.最后建议,国内研制井下水力喷砂压裂工具时,应对喷嘴减磨和参数优化进行进一步研究.     

水力喷射压裂的机理分析与应用

水力喷射压裂是一种集喷射射孔、水力压裂及酸化、水力封隔于一体的新型增产改造措施。其利用伯努利方程的基本原理,先将高压流体的势能转化为动能,再将动能转化成势能,实现定点增压。该技术具有准确实施定点造缝,无需机械封隔,节省作业时间,减小作业风险等优势。本文就水力喷射射孔机理、水力喷射压裂机理展开讨论,从理论上阐述了水力喷射压裂的可行性与先进性,并对喷射压裂工艺控制的一些环节进行论述;简要介绍了喷射工具模型、双泵体系,从工程角度探讨了喷射压裂的可操作性。通过对水力喷射压裂的施工实例的描述为以后的水力喷射压裂设计和施工提供借鉴参考。     

水力喷射拖动分压工艺在水平井的应用

水平井分层压裂改造是水平井增产的重要技术措施之一。就水力喷射拖动管柱分层压裂技术的工艺进行阐述,并就现场实施中出现的问题进行分析,制定解决措施并实施,取得成功。总结并归纳了水平井水力喷射分层压裂工艺实施总的问题,提出工艺改进,参数的优化,以及今后压裂工艺的完善和研究方向,连续油管拖动水力喷射分层压裂工艺技术。