1、水平井分段压裂技术 发展现状及对策,汇 报 提 纲,一、技术发展现状 二、主要技术问题 三、下步工作建议,一、技术发展现状,经过30年的发展，国外已形成较为完善的不同完井条件下的水平井分段压裂改造技术；国内水平井压裂改造技术专项研究是近几年的事，主要以试验为主；目前我们与国外在水平井压裂工程技术各个方面都存在一定差距，尤其是在工具方面；总体技术不配套、不完善，需要进一步攻关与试验。,一、技术发展现状,斯伦贝榭StageFRAC多级封隔器压裂技术,贝克休斯Frac-point 裸眼压裂技术,Frac-Point封隔器系统,Packer Pluss StackFRAC分段压裂技术,1. 1裸眼封隔
2、器+滑套分段压裂技术,技术特点 液压座封封隔器 不动管柱,投球打开滑套分压各段 兼做压裂管柱与生产管柱 施工快捷 技术能力 741/2工具体系25级 9 5/851/2工具体系30级 封隔器耐压差:70.0MPa 封隔器耐温：176 适用范围 41/2-9 5/8井眼 局限性 裂缝起裂位置无法控制,液压座封裸眼封隔器+滑套分段压裂技术,案例:现场压裂24段（2009.10，North Dakota） 造斜点：2968.0m，井深：6100.0m，井眼直径5.75） 平均排量4.2m3/min，施工时间25.75小时 压裂液：6435.2m3 支撑剂：1542.2t,1. 1裸眼封隔器+滑套分段
3、压裂技术,技术特点 遇油膨胀座封，封隔环空 隔离系统无需机械操作 地面投球打开滑套 施工快捷 技术能力 封隔器耐压差：70.0MPa 封隔器耐温：204 适用范围 41/2和51/2两种，分别用于61/8-6 1/4和81/8-81/4裸眼井 局限性 封隔器膨胀时间长（7-10天） 封隔器无法解封,哈里伯顿 遇油膨胀封隔器压裂技术,1. 1裸眼封隔器+滑套分段压裂技术,遇油膨胀封隔器+滑套分段压裂技术,主要用于美国、加拿大、墨西哥、中国、中东 7500套压裂滑套 5500套裸眼封隔器 2500套遇油/遇水膨胀封隔器,1.1 裸眼封隔器+滑套分段压裂技术,1.2泵送可钻式桥塞分段压裂技术,技术特
4、点 节省钻时（同时射孔及座封压裂桥塞） 可进行大排量施工 分压段数不受限制 压裂后可快速钻掉，易排出（4h） 技术能力 桥塞耐压差86.0MPa，耐温232 施工排量与规模依据需要而定 适用范围 适用于多种套管尺寸（31/2、41/2、51/2、7) 局限性 对套管和套管头抗压要求高 对电引爆座封等配套技术要求高,从环空注入反洗井,提供干净井筒 投小球、座封、打掉球座，压裂下段 投中球、开滑套甲、密封下段、压中段 投大球、开滑套乙、密封中部、压上段 开井排液、生产,1.3管内封隔器分段压裂技术,技术特点 不动管柱，投球打开滑套分压各段 滚珠引鞋与旋转扶正器确保起下顺利与居中 施工快捷 技术能力
5、 51/2套管分压5数 封隔器耐温120，耐压差50MPa 适用范围51/2套管完井,1.4 双封单压分段压裂技术,技术特点 封隔器外径上大、下小（下小于105mm） 卡距设置返循环通道 喷砂口距胶筒距离小(仅200mm)，预防沉砂 设计有液压安全接头，可投球打压丢手 工具串留有标准内通道，便于后续打捞 技术能力 单趟管柱压裂可以压裂8段，最大加砂规模达到145m3 工艺管柱耐温100、耐压70MPa 适用范围 适用51/2套管完井 局限性 拖动管柱,施工周期长 不适合气井,一次性射开所有待改造层段，压裂时利用导压喷砂封隔器的节流压差压裂管柱，采用上提的方式，一趟管柱完成各层的压裂。,常规管柱
6、拖动式水力喷砂压裂技术,工具串：引鞋+筛管+下扶正器+单流阀+喷枪+上扶正器,用油管或连续油管下入带喷枪的工具串，在完成一段水力喷砂压裂后，放喷压井后拖动管柱到下一井段进行施工。,1.5 水力喷砂分段压裂技术,技术特点 井下工具简单，长度短 工具外径小 有反洗通道 砂卡管柱几率小 技术能力 一趟管柱嘴加砂30-50m3 工艺管柱耐温120、耐压50MPa 适用范围 4 、5 1/2、7套管、裸眼或筛管完井 井深4000m以内 局限性 一趟管柱施工段数2-3段 施工周期长,Halliburtons CobraMax H,技术特点 连续油管喷砂射孔，环空加砂压裂 砂塞留置，封堵已压井段 连续油管兼
7、做冲砂洗井管柱 施工安全 技术能力 分压段数可依据需要 可进行大排量施工 适用范围 41/2、 51/2、7套管完井 局限性 对套管和套管头抗压以及井场道路要求高 要求配套带压作业井口,连续油管拖动水力喷砂分段压裂技术,1.5 水力喷砂分段压裂技术,Fort Worth盆地页岩气井连续油管拖动水力喷砂分段压裂实例 斜深2755m,垂深1696m,水平井段长度878m,4.5套管完井 压裂段数43段,每段裂缝间距15m-18m 每段加砂量43.1t,施工排量2.2m3/min,1.5 水力喷砂分段压裂技术,不动管柱式水力喷砂压裂技术,将带滑套的水力喷砂压裂工具一次性下井，第一段施工结束等裂缝闭合
8、后，从井口旋塞阀投球，待球落座后，打开套放闸门，压裂第二段。依次压裂待压井段。,技术特点 不动管柱 工具外径小 有反洗通道 技术能力 不动管柱分压4段，与拖动相结合压裂4-5段 工艺管柱耐温120、耐压50MPa 适用范围 5 1/2、7套管 裸眼或筛管完井 井深4000m以内 局限性 井口施工压力高 深井受限,1.5 水力喷砂分段压裂技术,国内应用150口井以上，最大井深4400m，单段最大加砂规模50.0m3。,1.5 水力喷砂分段压裂技术,一、技术发展现状,.水平井分段压裂设计软件应用情况,一、技术发展现状,3.水平井水力裂缝测试技术,3.1 井下微地震波测试技术,一、技术发展现状,水平
9、井微地震测试图象,3.水平井水力裂缝测试技术,3.2 水力裂缝测斜仪测试技术,一、技术发展现状,3.水平井水力裂缝测试技术,3.3 零污染示踪剂测试技术,一、技术发展现状,3.水平井水力裂缝测试技术,3.4 连续油管测井温技术,一、技术发展现状,近年来，国内在水平井压裂改造方面进行了一些有益的探索，开展了机械封隔、水力喷射、限流等分段压裂工艺现场试验，为今后发展积累了宝贵的经验。但在基础研究、水力裂缝优化设计、分段压裂工艺技术、分段压裂工具、压裂材料、水力裂缝动态监测等方面与生产实际需求还有巨大差距，主体技术尚未形成，整体技术远未配套，与国际先进水平的差距进一步加大，我们应全方位地开展技术引进
10、、技术攻关、技术试验与推广。,二、主要技术问题,中石化水平井加砂压裂改造井数少，截止2010年10月，水平井加砂压裂仅40口井左右。,二、主要技术问题,1.技术发展无法满足技术需求,2.主体技术尚未形成,2.1裸眼封隔器+滑套连续性分段压裂能力弱,二、主要技术问题,2.2连续油管水力喷砂射孔环空加砂压裂技术未配套,二、主要技术问题,2.主体技术尚未形成,2.3泵送可钻式桥塞分段压裂技术研究刚起步,二、主要技术问题,2.主体技术尚未形成,2.4水力喷射压裂喷嘴耐磨能力差，加砂规模受限,二、主要技术问题,2.主体技术尚未形成,水平井水力裂缝优化设计技术水平井井下压裂管柱及工具水平井连续油管作业技术
11、水平井水力裂缝监测技术水平井压后压力测试与解释,3.水平井分段压裂配套技术研究不够,二、主要技术问题,上述差距仅仅是表面现象，其实质反映的是我国基础工业（包括高新材料、精工制造等）的差距，同时也折射出我们科技攻关工作中的不足。我们应整体规划，分步实施，优化资源，贴近生产，满足需求，超前储备，迎头赶上，努力形成有自主知识产权的配套技术。,三、下步工作建议,1.加快形成主体技术,三、下步工作建议,压裂工具,封隔器+滑套,耐磨喷嘴,连续油管作业 井口与保护装置,易钻桥塞,1.加快形成主体技术,三、下步工作建议,1.加快形成主体技术,三、下步工作建议,水平井水力裂缝起裂与延伸机理研究,2.加大科技攻关
12、力度,三、下步工作建议,水平井井眼与完井方式优化设计技术,直井,水平井纵向缝,水平井横向缝,2.加大科技攻关力度,三、下步工作建议,水平井同步压裂技术,两口以上水平井沿最小主地应力方位平行钻进 同时进行压裂施工，增加水力裂缝相互连通的机会，产生更复杂裂缝，提高压后效果 减少泵注设备准备与时间作业时间,2.加大科技攻关力度,三、下步工作建议,水平井注采井网与整体压裂技术,水平井采，直井注（混合五点）,水平井采，直井注（混合七点）, 水平井采，水平井注,2.加大科技攻关力度,三、下步工作建议,水平井及复杂结构井分段压裂管柱及配套工具,不限级数分段压裂技术（TAP技术）,多分支井压裂工具,2.加大科
13、技攻关力度,三、下步工作建议,水平井压裂新型材料研究,超低密度支撑剂（1.05g/cm3）,低摩阻、超低浓度压裂液,2.加大科技攻关力度,三、下步工作建议,水平井水力裂缝监测技术,2.加大科技攻关力度,三、下步工作建议,3.加强专项技术管理,三、下步工作建议,加快储层改造重点实验室建设。开展应用基础、工艺方法、压裂监测与诊断以及新材料等方面的研究； 加快各类工具研制。建议采取分工协作的方式裸眼封隔器+滑套和泵送可钻式桥塞工具以工程院为主，封隔器双封单压以胜利油田为主，套管射孔管内封隔器以西南油气分公司为主，连续油管分段压裂以华北分公司为主； 设立总部层面上的可持续性的重大先导性试验专项，安排专门力量负责技术引进与国产化，合理分工，各有侧重，自主/引进/集成创新相结合，努力形成配套的工业化能力。,汇报结束,敬请各位领导、专家批评指正！,
