水力喷射分段压裂工艺研究.pdf

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1、装饰装修天地水力喷射分段压裂工艺研究刘建红吐哈油田井下技术作业公司摘要：本文从水力喷砂射孔原理入手，分析了其技术特点及影响水力喷砂射孔效果的因素，并对施工参数进行了优化。关键词：水力喷射；压裂技术；分段压裂；吐哈油田1水力喷射压裂技术的必要性分析吐哈油田是一个典型的低渗透油田，但随着油田高效开发的持续进行，底水发育、油(气)层储层厚度小、水平井、筛管完井、油图2水力喷射压裂管柱结构(气)层与水层间距离小以及固井质量差等油(气)井日益增多。2.3工艺流程与特点水平井、筛管完井具有压裂井段长的特点，常规压裂技术存在水力喷射压裂集射孔、压裂于一体，其主要的工艺流程与特点施工风险高、压裂目的

2、层针对性不强，裂缝长度无法保证、压裂效如下：工艺流程：①地面喷射管柱连接合格后下入目的井段。②进果有限等问题；底水发育、油(气)层储层厚度小、油(气)层与水层间行水力喷砂射孔。③射孔顶替完毕后进行加砂压裂。④拖动管距离小的井压裂改造时，缝高失控、沟通水层的风险较高，施工规柱，重复步骤②-④进行上层施工。工艺特点：①射孔、压裂一趟管模与排量均难以提高，储层改造效果不理想。柱完成。②不需要机械封隔，施工风险小。③一趟管柱可进行多2水力喷射压裂技术研究段压裂，施工周期短。④定向喷射压裂，准确造缝。⑤对裸眼井、2.1水力喷射压裂技术原理筛管、水平井、薄差层具有很强的针对性。水力喷射压裂技术通

3、过安装在施工管柱上的水力喷射工具，2.4射流影响因素利用水击作用在地层形成一个（或多个）喷射孔道，从而在近井地影响水力喷射压裂的因素主要包括流体参数、磨料参数、围压带产生微裂缝，裂缝产生后环空增加一定压力使产生的微裂缝得以及岩石性质[1]。流体参数的影响受压力、排量和喷嘴直径控制。以延伸，实现水力喷射压裂，见图1。现场施工时可以通过提高排量来降低压力要求，大排量低压射孔不但孔径明显变大而且破碎情况有所改善，孔中基本没有残留颗粒堆积。根据实验结果，最佳浓度范围为6%～8%，适用浓度4%～10%，最佳粒度为0.4～0.6mm，现场推荐采用5%～8%，0.4～0.8mm。最佳浓度随压力的增

4、高而增大。围压对射流的影响很大，围压条件下射流流体能量损失很厉害。岩性对喷砂压裂也有较大影响，它主要与岩石强度有关。3改进措施3.1解决施工管柱的位移没有固定，在施工过程中管柱由于受摩阻效应、鼓胀效应、活塞效应、温差效应等因素的影响发生变形。特别是在直井施工过程中，管柱变形引起的弹性伸缩造成实际喷点位置与设计喷点位置存在一定的偏差，影响了储层的改造效果。为了减少喷射器位置的移动，建议在施工钻具上加防砂水力锚固定，以提高喷射位置图1水力喷射压裂原理示意图的准确性和喷射径向深度。该技术基于伯努利方程，见式（2-1），方程式表明流体中的能3.2解决喷嘴磨损严重量维持常量。由方程可知流体束的

5、速度变化引起压力反向变化。水力喷砂射孔施工中形成的高压、高速混砂射流对喷射器喷喷嘴出口处速度最高压力就最低，随着流体不断深入孔道速度逐嘴产生一定的磨蚀作用，牛东B井水力喷砂射孔施工前后喷射器的渐减小，压力不断升高，到孔道端处速度达到最低压力最高。水力实物照片对比，施工前喷嘴直径6mm，施工后喷嘴直径为12～15喷射压裂通过喷射流体在孔道内动能与压能的转换，利用喷射滞mm，施工后喷嘴面积增大到原来的4～6倍，严重影响水力喷射改止压力破岩从而在喷射点处产生微裂缝。由于能量集中在孔道端造效果。建议水力喷砂射孔施工中选用材质较好的喷射器（目前处，井筒不受破裂压力的影响，从而消除了压力曲线中地

6、层破裂时国外喷射器的质量较好，抗磨能力强，施工过程磨损小），同时加大的压力峰值，并且近井筒地带扭曲问题很少出现。水力喷射压裂对喷射器材料抗磨性能的研究。利用动态分流技术成功解决了水平井裂缝的定位控制问题，通过3.3连续油管应用流体的动态运动让其进入地层的特定位置而不使用任何机械密封应用于连续油管的低摩阻压裂液还需进一步研究。在技术成装置。2熟的基础上，可以尝试大管径管柱水力喷射压裂，例如：2＂连续油p+ρgh+1/2ρv=const(2-1)管或31/2＂常规油管。2.2水力喷射工具4结论水力喷射压裂的核心之一就是水力喷射工具，它包括喷枪、喷水力喷射压裂作为常规水力压裂的补充,能有效

7、地解决由于油嘴、单向阀、扶正器以及导向头等结构设计，见图2。（气）层多薄互层，油（气）水关系复杂，水平井，筛管完井，油（气）层喷枪：喷嘴的载体。与水层间距小及固井质量差等原因而很难进行常规压裂改造的喷嘴：高压水力喷射射流发生装置的执行元件。问题。单向阀：在大排量时呈封闭状态，小排量时单向阀开。参考文献：扶正器：固定喷射工具处于井筒中心位置。[1]牛继磊,李根生.水力喷砂射孔参数实验研究[J].石油钻探导向头：使喷射根据顺利下至目的层段。技术.2003(2)