新疆油田成功实施水力喷射压裂

由中国石油勘探开发研究院廊坊分院提供井下工具和设计、新疆油田公司组织实施的BJHW601井，分3次进行了分段水力喷砂压裂，获得日产37．2m^3高产油流。     

新疆油田:成功实施水力喷射储层改造技术

<正>前不久,在经过水力喷射储层改造技术后,新疆油田石212井经过10天复抽开井生产,日产液35.1吨,日产油20.7吨,较2016年11月卡泵关井前,日产油提升18.8吨。石212井是石204井区的一口采油井,该井难点在于改造段上下位置都有水层,下部水层距离改造段只有2.5米。如何采用合理有效的改造措施而不压窜水层,成为地质工艺研究所科研人员的最大难题。     

水力喷射多级压裂管柱改进及应用

为提高水平井水力喷射压裂工具的耐用性及可再利用性,研制了水力喷射多级压裂管柱,优化了喷嘴、内滑套、剪钉和喷射器等零部件结构。喷嘴设计为整体式,喷嘴内径为4~6mm,喷嘴防溅片直径为40~50 mm,喷嘴内壁有一层厚度为1.0~1.5 mm陶瓷合金强化层;内滑套进行渗氮处理,提高耐冲蚀性,球与球座密封方式为球面接触密封。现场应用结果表明,喷嘴耐磨性能良好,内滑套几乎没有磨损,喷射工具使用性能可靠。     

水平井多级水力喷射压裂封隔工具

为了使1趟钻能够完成6段以上水平井水力喷射压裂施工,研制了PSK多级水力喷射封隔工具。该工具在多层段施工中可通过拖动管柱的方式先用下段的一级喷枪及封隔器进行3段的射孔及压裂施工,然后以投球的方式开启PSK344-110水力喷射封隔工具的喷枪和封隔器进液通道,封堵封隔器下部管柱,再通过拖动管柱的方式施工3个层段,这样就能够用1趟钻对6段进行施工。6口井的应用情况表明,采用多级水力喷射压裂封隔工具,1趟钻可以施工3～4段,最高施工段数为8段,可以减少入井管柱次数,降低成本和减轻工人的劳动强度,缩短施工作业周期,减少对储层的伤害。     

水力喷射压裂技术

水力喷射压裂技术综合了水力喷射射孔、水力压裂、封隔及其流体泵入等多种技术,具有准确实现定向射孔造缝,无需封隔,降低地层污染,节省作业费用和时间等优点.中原油田水力喷射压裂技术现场应用效果明显.水力喷射器不足之处在于喷嘴耐磨性较差,使用寿命较短,在后续研发中需对喷嘴结构和耐磨性进行优化设计.     

连续油管拖动喷射压裂工艺助力新疆油田水平井增储上产

正为丰富新疆油田水平井分段压裂手段,2016—2017年新疆油田公司工程技术研究院引进了连续油管拖动喷射压裂工艺开展现场试验。该工艺具有射压一体、定点起裂、压裂级数不受限制、压后套管全通径、设备占用少等特点。受井深结构和储层岩性差异影响,试验过程中存在管柱下入困难、地层吐石、地层难以压开等问题。为解决上述问题、提高施工效率,工程院采油机械研究所开展了连续油管拖动压裂适用性与参数优化研究。一方面通过软件模拟结合现场试验,分析连续油管在水平井中的下入情况,为后期推广选井提供参考方案;另一方面     

水力喷射多级压裂中水力封隔效果的数值模拟

在多级压裂过程中有效的层间封隔至关重要,水力喷射压裂技术利用水力射流形成的低压区来实现层段间的封隔,但是在井下复杂环境下很难通过试验来定量分析水力封隔效果。鉴于此,首先建立了包含喷嘴、射孔孔道和环空段等结构的CFD模型,模拟了多级水力喷射压裂过程中环空的特性,并将数值模拟结果与试验数据进行对比,验证了该数值模型的正确性;然后根据环空流动特性,提出了用2个出口的质量流量比来评价多级压裂中水力封隔效果;最后,分析了不同参数对封隔效果的影响规律。模拟结果表明:1在一定条件下,高速射流能产生有效的层间封隔;2水力封隔效果随层间压差、喷射相位角和喷距的减小而增强,随喷射流速和喷射层数的增大而增强,且喷射相位角对水力封隔效果的影响大于喷射层数的影响。研究结果可为多级水力喷射压裂水力参数、喷嘴布置和参数组合的优化提供参考。     

水平井水力喷射多级压裂工具研制与应用

为了提高水平井水力喷射多级压裂工具的可靠性和耐用性,增加单井喷射压裂级数,研制了多级压裂喷射器及配套工具。水平井水力喷射多级压裂管柱主要由安全接头、内滑套喷射器、无滑套喷射器及单流阀总成等组成。喷嘴采用整体式喷嘴,材质为钨钴硬质合金,内壁有1层耐磨陶瓷合金强化层,可增大过砂量、加大压裂规模;内滑套进行渗氮处理,提高了内表面的耐冲蚀性能。现场应用结果表明,喷射压裂工具的使用性能可靠,喷嘴的扩径很小,且耐磨性能良好,得到了用户的认可。     

多级分簇射孔桥塞联作技术在新疆油田应用与异常处理方法

随着新疆油田勘探开发的深入,近年来致密油逐步成为勘探开发的重点。由于致密油的特点决定了必须采用大规模压裂改造的手段进行开采,分段压裂改造可以大幅度提高致密油的单井产量。多级分簇射孔桥塞联作技术可以为分段大规模压裂提供射孔技术支持,通过对多级分段射孔桥塞联作工艺技术原理和在新疆油田的应用情况及异常事件处理方法进行论述,介绍了多级分段射孔桥塞联作多种控制技术和现场施工经验,为该项技术的顺利应用提供借鉴。     

水平井水力喷射压裂技术探讨

水力喷射压裂能够沿着水平井横向在多个位置独立连续压裂改造而不使用任何机械密封装置。本文介绍了该技术的原理和工艺过程,以及主要技术特点和影响该工艺的关键因素。     

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。     

多级加砂压裂技术及其在新疆油田的应用

针对新疆油田巨厚储层、薄互层油藏、边底水油藏以及老区加密井在压裂改造中存在纵向改造不充分、缝高过度延伸、支撑剂嵌入、导流能力偏低等诸多问题,提出了多级加砂压裂技术,包括多级加砂压裂理论与实验评价、压裂工艺优化设计、压裂工艺配套与组合应用技术等,该技术可有效控制裂缝延伸范围、提高支撑剂铺置效率和裂缝导流能力。进行百余井次的现场应用表明,施工成功率100%,获油率70%,控水率65%,累计增产原油75 949t,改造效果显著。     

防蠕动多级水力喷射压裂 工艺管柱的研制与应用

水力喷射压裂改造技术是集射孔、压裂、隔离一体化的改造技术,具有起裂位置准确、起裂压力低、无需封隔器封隔、压出裂缝长、不受完井方式限制等特点,特别适用于低渗透、薄夹层地层的改造。同时为降低施工 成本,缩短施工时间,对单趟钻多级改造技术需求很高,而目前的多级水力喷射压裂技术存在需带封隔器、需动管柱、喷枪寿命短,施工管柱易转动和蠕动的问题。通过研制极差滑套式耐磨喷枪、导流式高压安全锚定器及刚性扶正器,形成了不动管柱多级水力喷射压裂工艺技术。该工艺可不带封隔器、不动管柱实现连续分段改造,克服了常规多级水力喷射压裂技术的不足。     

深穿透水力喷射切割增产技术

利用室内物理模拟试验研究了水力喷射裂缝的形态,通过对水力喷射后井筒周围的应力应变分析,阐述了水力喷射松弛近井地带应力集中、提高近井地带渗流能力的增产机理。现场应用实践表明,水力喷射增产技术可以起到近井地带解堵和油井增产的良好效果。     

水平井水力喷射分段酸压技术

针对深层碳酸盐岩储集层水平井酸压面临的井下温度高、破裂压力高、压裂液流动摩阻高、储集层非均质性严重等难点,研发了水平井水力喷射分段酸压新技术。基于喷射分段酸压机理,自主研制了用于水力喷射分段酸压的井下喷射器和配套管柱,给出了水力喷射酸压工艺设计中喷嘴数量与喷嘴直径组合、喷砂射孔参数、泵注程序的优化设计准则。研究表明,水力喷射压裂酸化技术依靠水动力封隔实现分段酸压,井下工具简单、耐高温(160℃),可节约成本,降低作业风险;水力喷射注酸可延长近井地带有效酸蚀距离,增强酸化效果;井下喷射器最优喷嘴相位60°,宜采用螺旋布置喷嘴;建立了喷嘴最优排量与井口压力的关系图版,可在井口装置承压范围内提高施工排量,实现大排量、深穿透酸压,最终确定喷嘴直径及喷嘴数量布置。现场试验表明,水力喷射酸压试验井最大作业垂深可达6 400.53 m,喷射酸量高达618 m3,对深部水平井分段酸压具有较强的适应性。图4表3参15     

经济有效的多用途水力喷射技术

作为一种安全可靠且经济划算以及对环境保护有利的工艺措施，水力喷射技术在石油工业中的应用是多方面的，本文介绍了水力喷射技术在着火油气井的灭火、废弃油气井井口拆除，海上采油平台的拆除，油气井射孔与增产处理以及其它方面的应用情况。     

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。     

水力喷射射孔技术研究与应用

水力喷射射孔技术依靠高速流体来冲击破碎岩石，在地层中形成清洁的液流通道，降低油井表皮系数，提高油井完善程度、地层渗透率及采油速度。分析了水力射孔的破岩原理、参数计算以及适用范围。3种水力喷射射孔技术的地面试验研究表明，水力射孔技术可快速射穿套菅和水泥环，能够满足油水井射孔需要；现场应用表明，大部分油水井见到了明显的增产增注效果。     

连续油管水力喷射环空压裂技术

连续油管水力喷射压裂是解决我国纵向多层压裂难题的有效手段,为深入了解国外连续油管技术,提高国内现有尺寸连续油管应用范围,在连续油管传输压裂与环空压裂两种方式对比分析的基础上,对连续油管水力喷射环空压裂技术的原理、施工工序、摩阻计算、优越性与局限性等进行了全方位的分析。结果认为这种环空压裂方式通过喷砂射孔与环空加砂配合可以拓宽连续油管应用深度,提高国内现有小尺寸连续油管设备利用率,提高喷嘴寿命,增大施工排量,从而具有更高的现场适用性及可操作性。研究成果为引入国外连续油管解决国内多层气藏分压改造难题,以及转变观念进行连续油管水力喷射环空大规模压裂奠定了基础。     

水力喷射径向钻孔技术的现场试验

为了提高油田采收率,延长油田在老井改造中试验了水力喷射径向钻孔技术。介绍了该技术的工艺原理、选井原则、施工工艺,根据技术适用性对试验井进行选井选层论证,结合试验井的油藏特性进行了钻孔参数设计。