中深井油层水力压裂.ppt

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1、中深井油层水力压裂,油层水力压裂的基本原理砂岩油田的地质特征及压裂选井选层油层水力压裂设计中深井水力压裂工艺压裂材料和设备工具水力压裂施工质量管理水力压裂效果分析和评价,众所周知，油层水力压裂增产的原理，一是通过水力压裂在油层内形成一条高渗透的裂缝，为油流提供一个流动通道，消除钻井和作业过程中对井筒附近地层造成的伤害；二是通过水力压裂为油层提供大得多的渗流面，使油层内的流体由直接流向井眼的径向流动，变为首先由油层流向裂缝，然后再由裂缝流向井眼的接近于线性流动，从而大大降低油流阻力。,由于水力压裂的机理研究对工艺实践具有重要的指导作用，因此，国内外都很重视这一工作。目前国外主要从以下三个方面开展

2、油层水力压裂机理的研究：一是裂缝的形成条件及其影响的因素，包括岩石力学性质和地应力的研究及其对裂缝的影响，以及人工裂缝与天然裂缝的关系等；二是裂缝几何尺寸及其影响因素；三是裂缝导流能力及其影响因素。从70年代开始，我国在现场和实验室先后进行了一些机理性及基础性研究工作，取得了初步成果，有效地指导了现场作业。,第一节 压裂裂缝形成的条件,第一节 压裂裂缝形成的条件,一、裂缝形成的条件油层水力压裂形成的裂缝形态与油层所受三个轴向应力相对大小及其相应方向上的岩石抗张强度有关。地下任一岩石单元均受到三个方向上的应力，即位于水平面上的x、y和位于垂直方向上的z.,第一节 压裂裂缝形成的条件,当构造应力基

3、本处于松弛状态时，岩石垂向应力应为岩石密度与该岩石单元所处深度的乘积。,第一节 压裂裂缝形成的条件,在构造简单的情况下，水平应力与垂向应力的关系是：,第一节 压裂裂缝形成的条件,砂岩的泊松比一般在0.15-0.27 之间，由上式可知在没有外力作用时，水平应力一般均小于垂向应力。当钻井之后破坏了岩层固有的应力平衡状态。为了沿井筒纵向造成裂缝，油层水力压裂必须克服井筒圆周切线方向上的应力以及岩石的抗张强度。,第一节 压裂裂缝形成的条件,因此，在垂直裂缝条件下，破裂压力应为：,第一节 压裂裂缝形成的条件,当岩石内存在着薄层或者天然裂隙时，岩石的抗张强度会减小，甚至趋于零。对于水平裂缝，一般认为裂缝闭

4、合压力与裂缝所处深度的覆盖压力相等。因此产生水平裂缝的破裂压力为：,第一节 压裂裂缝形成的条件,根据材料力学观点，人工裂缝面应垂直于最小主应力。因此，油层水力压裂裂缝的形态和方位大致有如下的规律：（1）在正断层发育地区或平移断层地区，由于水平应力比垂向应力小，常易压成垂直裂缝，其方位则取决于两个主应力的大小。在逆掩断层地区，由于水平应力比垂向应力大，常易压成水平裂缝。（2）破裂梯度大于0.225105Pa/m 时，多为水平裂缝，小于0.167105Pa/m 时，多为垂直裂缝。,第一节 压裂裂缝形成的条件,二、油层破裂压力梯度油层破裂压力梯度系指油层破裂压力与油层中部深度的比值，是衡量油层破裂难

5、易程度的重要参数。我国油田普遍采用油层破裂后瞬时停泵来求得油层的破裂压力。多数油田在2000-4000m 深度，其油层破裂压力梯度为0.147105-0.206105Pa/m(0.15-0.21atm/m；但深度小于2000m 的油层，破裂压力梯度没有明显范围。,第一节 压裂裂缝形成的条件,以大庆油田为例：大庆油田根据油层破裂后的瞬时停泵井底压力，求测上覆岩层的平均密度为2.0-2.1g/cm3。当岩层纵向非均质严重、层理发育，或有原生裂缝时，油层垂向抗张强度可以趋于零（St0），则：,第一节 压裂裂缝形成的条件,不同地区由于上覆岩层剖面岩性不同，岩层的平均密度也会不同，产生水平裂缝的破裂梯度

6、也会因地而异。压裂施工中，井底破裂压力和相应地面泵压有如下关系：,第二节 裂缝的几何形态及方位,第二节 裂缝的几何形态及方位,一、概述施工规模不同的油层水力压裂工艺效果常用形成的裂缝几何尺寸来描述。烈缝的几何尺寸是指裂缝的长、宽和高。裂缝的长度主要取决于泵的排量和压裂液的滤失系数；裂缝宽度主要与压裂液粘度、地层岩石力学参数及加砂量有密切关系；在某些情况下，裂缝的高度要适当地加以控制，使其不超过压裂层段的厚度，以免与上部气顶或下部底水沟通，影响压裂效果。控制的方法是限制排量和使用适当粘度的压裂液或使用裂缝高度控制剂。,第二节 裂缝的几何形态及方位,裂缝几何尺寸及其影响因素的研究包括两方面的内容：

7、一是裂缝几何尺寸与岩石性质、压裂液性质及工艺参数之间的关系；二是压裂后对裂缝几何尺寸的检测。前者直接关系到工艺参数的选择，后者可做为压裂效果检验的一个内容。一般的讲，地下岩石最小主应力是构成裂缝形状的决定性因素但由于构造条件的不同，地层的非均质性，以及水力压裂时工艺条件复杂；最小主应力不能视为裂缝形状的惟一控制因素。,第二节 裂缝的几何形态及方位,二、裂缝形态研究在我国注水开发的砂岩油田上，大量采用井温法和同位素示踪法检查压裂后裂缝的几何形态。有的油田还通过井下密闭取心及分层测试成果，综合各种监测资料判断裂缝形态。研究表明，当破裂梯度大于0.266105Pa/m(0.23atm/m)时，多为水

8、平裂缝；小于0.167 105Pa/m(0.17atm/m)时，多为垂直裂缝。这与室内模拟试验结果基本一致，见表。,第二节 裂缝的几何形态及方位,大庆油田通过综合资料分析判断油层水力压裂裂缝形态特征是以沿着层理面形成的水平裂缝为主。其主要依据为：1、很多厚油层在压裂前后产液剖面变化中，厚油层上部出现产液量高峰，有的甚至在同一油层剖面上有几个产液量高峰，这一变化是水平裂缝的特征；2、不同注水方式下压裂或油、水井对应压裂，压裂后来发现方向性见水；,第二节 裂缝的几何形态及方位,3、各油层组的平均破裂梯度为0.226 105-0.245 105Pa/m(0.23-0.25atm/m)已大于上覆岩层所

9、产生的垂直应力；4、在相距压裂井25m 处，两口钻井取心井观察，压裂裂缝是一个裂缝带，在砂泥岩两种岩性的接触处，产生沿层理面的水平裂缝，在砂岩中形成切割层理的垂直裂缝。但从宏观上看，裂缝的形态是水平的。,第二节 裂缝的几何形态及方位,这是因为：（1）层内的裂缝在纵向上的分布范围小于压裂层的厚度；（2）几处裂缝在纵向上是不连续的，即使在同一个油层内也是不连续的；（3）局部垂直的裂缝都没有穿过沿层理面形成的水平裂缝；,第二节 裂缝的几何形态及方位,5、放射性同位素示踪法测井曲线特征进一步证实压裂裂缝形态是以沿层理面形成的水平裂缝为主：（1）放射性同位素示踪曲线呈窄、尖峰；（2）每个油层曲线异常显示

10、的总厚度小于油层厚度；（3）曲线的峰值大多数是对着油层内岩性或物性变差部位；,第二节 裂缝的几何形态及方位,（4）在相同施工方法条件下（压裂砂之后加入活化砂），放射性同位素示踪曲线有下列几种类型：（a）油层的顶部、底部及油层中部有异常；（b）油层的底部有异常，见图；,第二节 裂缝的几何形态及方位,（c）油层的顶部有异常；（d）油层的顶、底部有异常，见图；,第二节 裂缝的几何形态及方位,6、井温测井曲线反映了压裂层内局部异常。根据低温部位不同，可以分为上部低温、中部低温、下部低温三种类型，见如三个图。,第二节 裂缝的几何形态及方位,综上所述，说明大庆长垣内压裂裂缝是以沿层理面形成的水平裂缝为主。

11、从宏观来看，大庆油田的压裂裂缝无疑是水平的；但从局部来看，而是以水平裂缝为背景组成的一条或数条复杂的裂缝带。水平裂缝沿井筒径向发展是不均匀的，并不是以井轴为中心的理想圆形。,第二节 裂缝的几何形态及方位,根据水平裂缝的理论公式计算和压力恢复曲线理论公式推导，在井网密度12 口/公里2 的条件下，当田菁胶水基压裂液排量为2m3/min 左右和层段平均加砂量6m3 的施工条件下，大庆长垣内压裂裂缝长度为30m 左右，裂缝宽度在5mm 左右。,第二节 裂缝的几何形态及方位,三、裂缝方位大港油田近年使用地震波检测法与地面充电法对垂直裂缝的方位进行测试，初步证实接近正断层的水力裂缝，其方位基本上沿着断层

12、走向；远离断层的水力裂缝，其方位向着构造的高部位发展。这一初步成果基本上符合裂缝方位垂直于最小主应力方向的一般规律。,第二节 裂缝的几何形态及方位,用充电法测裂缝的港6-29 井于1981年5 月14日压裂三个层段，井深分别为1513-1523m、1524.6-1527m、1549.4-1556m，油层厚19m。为测压裂方位，选择该井北西30、1100m 处的10-20 井，井深1385.7m 作为供电井B1，该井北面900m 处的10-27 井，井深2179m 为供电井B2。以B1井供电电位极小值在第8号点视纯异常幅值Vs为7.3V/A。以B2井供电电位极小值也在第8号点，视纯异常幅值Vs为

13、16.9V/A。两个B 井供电获得了较好的一致性。由于B 井角度不同而Vs幅度不同，这与理论上是一致的，见如下两图。,第三节 裂缝导流能力及其影响因素,第三节 裂缝导流能力及其影响因素,裂缝导流能力及其影响因素的研究是压裂机理研究的一个重要方面。它有助于针对具体的地质及工程条件选择合理的工艺参数，获得最佳的压裂效果。,第三节 裂缝导流能力及其影响因素,水力压裂形成的裂缝只有被支撑剂充填之后才具有高于地层的导流能力。导流能力的大小取决于裂缝闭合压力、支撑剂类型（强度）、粒径及其在裂缝中的排列方式、岩石硬度等因素。为了使水力压裂取得更好的增产效果，结合我国具体工艺技术条件，先后对影响裂缝导流能力诸

14、因素进行了研究。,第三节 裂缝导流能力及其影响因素,一、支撑剂的类型是影响导流能力的重要因素各油田普遍采用石英砂做为压裂支撑剂，近年又研制成功了抗压强度可达64.34MPa的唐山铁锚牌陶粒和成都陶粒以及低密度的宜兴陶粒。从下表看出，现用的几种支撑剂中陶粒具有显著的优越性，兰州砂次之，江西砂和福州砂又次之，最差的是岳阳砂。具体油田可根据不同的地质和施工条件进行选择。,第三节 裂缝导流能力及其影响因素,二、在一定闭合应力下，导流能力随铺砂层数而变化从图中看出，在一定闭合应力下，支撑裂缝的导流能力，是随裂缝的铺砂层数（或裂缝面上支撑剂浓度kg/cm2）而变化的。图表明，以不同粒径的支撑剂充填的裂缝，

15、其导流能力随闭合应力的增大而下降，而小直径砂比大直径砂的下降幅度小。,第三节 裂缝导流能力及其影响因素,三、在一定闭合应力下，地层硬度对导流能力的影响从图中可看出，在一定闭合应力下，地层硬度对导流能力的影响。当地层硬度大于支撑剂硬度时，支撑剂可能被压碎；反之，则支撑剂将发生明显的嵌入现象。在高闭合应力下如选用强度差的石英砂，会导致支撑剂明显破碎，以致对裂缝的导流能力造成不利影响。,第三节 裂缝导流能力及其影响因素,四、时间对导流能力的影响随着时间的延长，因裂缝中的支撑剂将被逐渐压实，从而使裂缝的导流能力逐步下降，特别在最初5-7 天内下降以明显，后趋于平稳。,第三节 裂缝导流能力及其影响因素,

16、五、压裂液对导流能力的影响水基冻胶压裂液如压裂后不返排，其残渣对裂缝导流能力的伤害率可达70%-80%；伤害率将随返排率的提高而下降至10%-20%。,第三节 裂缝导流能力及其影响因素,六、加砂方式对导流能力的影响室内实验表明，降低压裂液滤失的100 目细砂，以前置液方式加入较好；当作为支撑剂和粗砂混合使用时，将降低支撑裂缝的导流能力。,第三节 裂缝导流能力及其影响因素,为提高裂缝导流能力，大庆油田通过支撑剂在水平裂缝中运移规律的研究，认识到在一定的闭合压力和压裂装备条件下，水平裂缝用大粒径、高强度支撑剂作尾砂，严格控制替挤量，可以使填砂裂缝的导流能力有明显的提高。,第三节 裂缝导流能力及其影

17、响因素,在此基础上，研究成功水平裂缝合理加砂工艺，并在油田上大面积推广应用。证明合理加砂工艺与普通分层压裂工艺相比，平均每口井只增加200元左右的材料费（1987 年），而压裂效果比普通分层压裂提高10%-20%左右，经济效益明显。,油层水力压裂的基本原理砂岩油田的地质特征及压裂选井选层油层水力压裂设计中深井水力压裂工艺压裂材料和设备工具水力压裂施工质量管理水力压裂效果分析和评价,第一节 砂岩油田的基本地质特征,一、砂岩油田储油层的地质特征油层水力压裂要想获得好的效果，必须了解其改造对象油层的基本地质特征。我国砂岩油田绝大多数形成于中新生代陆相沉积盆地，储油层中大部分砂体属于分布不稳定的河道砂

18、、入湖三角洲砂和山麓洪积物。由于湖盆面积小，坡降大，湖水进退频繁，以致在纵向剖面上形成多种沉积相带砂体的多次错迭堆积，油层层数多，单位面积储量多，各层物性差异大。沉积过程中加上碎屑颗粒多属近距离搬运，导致矿物成熟度低，成分杂，分选磨圆不好，泥质含量高，孔隙结构较复杂。,这些都是造成我国砂岩油（气）藏类型比较复杂的基本地质因素。例如大庆油田目前开采的萨尔图、葡萄花、高台子三套油层均形成于白垩纪中后期。在这段沉积过程中，多次发生不同规模的湖进和湖退，形成了许多形态、规模、旋回性、物性等各不相同的砂体，在纵向上互相穿插，交织在一起，平面上不同相带频繁变化，构成了储油层十分复杂的沉积体系。,以大庆油田

19、为代表的我国砂岩储油（气）层的主要地质特征是：（一）纵向上分布复杂，层间渗透率级差大（1）油层分布井段长，层间差异大，如大庆油田莎、葡、高三套油层，井段长达300-500m。高渗透率油层与低渗透率油层交错分布，渗透率级差大，由表可以看出，大庆油田砂岩油层渗透率级差高达60 倍以上，比国外一般砂岩油田高10 倍以上。,（2）油层层数多。如大庆油田单井可钻遇40-140 个单层；单层厚度薄，河道砂体厚度一般在3-5m 以上，厚油层可大于10m，但单层平均厚度一般在1-3m，薄层厚度仅有0.2-0.4m。,（二）层内非均质性严重由于沉积环境变化大，造成砂岩单层层内纵向上渗透率不同组合，按其特点可以分

20、为五种类型：（$）正韵律油层。下部沉积碎屑颗粒粗，渗透率高，孔隙度大；上部沉积细粒岩屑，渗透率低，孔隙度小。（#）反韵律油层。与正韵律油层相反，上部沉积粗粒岩屑，渗透率高；下部沉积细粒岩屑，渗透率低。,（/）复合韵律油层。纵向上为一个正韵律和一个反韵律的复合体（)）多段多韵律油层。厚度大，纵向上可分为厚度不等的多个韵律段，韵律段多为正韵律特征。（-）薄油层。有效厚度小于$(+米，砂体类型和非均质类型均较复杂。,（三）砂体分布形态复杂平面上砂体类型变化大，单砂体稳定性差，分布形态复杂。注水开发河道砂体时，其平面非均质性主要表现渗透率有明显的方向性。上述砂岩油层的基本地质特征决定着水力压裂技术的发

21、展和应用效果。,我国现有这套以分层压裂为主体的工艺技术，正是在对各类砂岩油层特征的认识不断深化的基础上，针对不同开发阶段调整挖潜需要而发展完善起来$#/,的。因此，只有不断加强砂岩油层的地质基础工作，才能有效地提高水力压裂水平和效果。,二、应用沉积相理论指导油田开发调整挖潜“沉积相”可理解为在一定的沉积环境中所形成的沉积岩（物）的组合，它是沉积环境综合的物质反映，通常以地貌单元来命名。通过沉积岩（物）所具有的各种沉积特征，可以清楚地反映出它形成时的自然地理、气候、构造及沉积介质的物理、化学和生物条件。在未经强烈构造变动和成岩后生作用改造的地区，原始的沉积条件和沉积作用控制了砂体的分布状况和内部

22、结构特征，进而深刻地影响着流体的运动规律。,从沉积相研究入手，掌握各类砂体的地质特点及潜力分布状况，不仅对油田开发，而且对合理确定挖潜对象，正确选择压裂改造措施，提高增产、增注效果，都具有十分重要的意义。例如大庆油田，按油砂体成因和特点归纳划分为曲流点坝砂、弯曲分流砂、顾直分流砂、河口砂坝、内前缘席状砂、外前缘席状砂、三角洲间席状砂和洪积砂等八种类型。,以一条河床的主体带为中心自成的一个沉积单元，就是注入水在平面上运动的单元，也是开采中平面上调整挖潜的主要单元。对于几个沉积单元迭加的厚油层，其水淹特征属于多段水淹型，但每一段仍为底部水淹。基于这一认识，采用蜡球选择性压裂工艺对厚油层层内改造挖潜

23、，才获得了成功。由于席状砂体常与泥质沉积成互层，砂粒细，泥质含量较高，厚度薄，渗透率低，但平面分布稳定，若这类油层和高渗透层一起开发，动用很困难，基于这一认识，研究应用了限流法、投球法多裂缝压裂工艺并取得了较好效果。大庆油田的实践证明，运用沉积相理论分析研究砂岩油层沉积特征，对搞好油田或开发区块压裂挖潜具有重要的指导意义。$#!,2023年2月13日星期一,水平井分段压裂改造技术,长庆石油勘探局2007年3月,汇报提纲,长庆石油勘探局,国内外水平井分段压裂技术现状,长庆油田水平井分段压裂技术,液体胶塞分段压裂技术,水力喷射分段压裂技术,机械工具分段压裂技术,水平井分段作业工具研发现状,认识与建

24、议,前 言,开发水平井可以极大增加井筒在油层中的穿透长度，增大泄油面积，提高单井产量。因此，水平井广泛应用于薄层油藏、边底水油藏及低渗油藏。对于低渗油藏，由于储层裂缝不发育，必须通过压裂改造，沟通天然微裂缝，才能达到理想的产能。,整体压裂对储存的改造效果是有限的，而分段压裂可以产生多条人工裂缝，极大地改善了近井地带渗流条件，能大幅度提高单井产量。所以，分段压裂技术是低渗油田水平井高效开发的保障。,中石油水平井开发呈逐年上升趋势，2006年已完钻水平井522口，2007年计划部署600口水平井。因此，水平井分段压裂技术具有良好的应用前景。,一、国内外水平井分段压裂技术现状,国外的水平井开发起步较

25、早，各种配套技术相对比较成熟。改造措施大都以酸化、酸压为主，加砂压裂相对较少。主要改造工艺有：水平段整体酸化、分段酸化或酸压、分段压裂等。国外水平井压裂技术主要有：机械工具分段压裂技术、限流压裂技术、水力喷射压裂技术及旋转水力喷射压裂技术等。,国内的水平井分段改造技术目前还处于探索阶段，虽然各油田均有研究与试验，但理论研究及现场应用与国外还相差甚远。大庆、吉林油田现场试验过水平井限流压裂技术，取得了一定的成果，同时还进行了暂堵分段酸化技术试验。长庆油田水平井分段压裂技术主要有：液体胶塞封隔压裂，机械桥塞封隔压裂，水力喷射压裂。,二、长庆水平井分段压裂技术,长庆油田水平井数量由93年的1口井增至

26、06年的46口井，其中油井采油井33口，注水井7口，天然气井6口。长庆自90年代开始，陆续对7口井17层段实施了液体胶塞分段压裂。2004年引进了机械隔离工具，对2口井6层段进行了机械工具分段压裂试验。2005年引进了哈利伯顿水力喷射压裂技术，先后对三口井进行了10层段的压裂施工。,三、液体胶塞分段压裂技术,1、液体胶塞分段压裂技术原理,水平井胶塞隔离分段压裂工艺是自井筒末端开始，逐段封堵逐段压裂，在前一级压裂完成之后，对求产结束的井段进行填砂，替入超粘完井液，这种完井液一旦就位就会胶凝成一种橡胶式的胶塞。胶塞在试油压裂过程中只起临时封堵作用，胶塞可定时软化易于清除。,2、液体胶塞分段压裂的应

27、用效果,长庆油田自90年代开始，在水平井井筒支撑剂沉降规律及填砂、冲砂试验研究和液体隔离胶塞等室内试验研究的基础上，依据井网、地质特点，优化裂缝分布、射孔参数、压裂施工参数，完成了7口井17层段的水平井液体胶塞分段压裂改造试验，均取得了较好的改造效果。,水力喷射分段压裂技术原理是根据伯努利方程，把压能转变为动能。首先进行水力喷砂射孔，接着提高排量，在已射开孔上下部的井眼中产生负压值形成隔离，高速流体在地层岩石中形成孔洞，直接作用于孔洞底部，产生高于地层破裂压力的压势，在地层中造出一条裂缝。,四、水力喷射分段压裂,1、水力喷射工艺原理,在水力喷砂射孔初期，水射流夹带石英砂颗粒垂直冲击套管表面。根

28、据冲蚀磨损理论,在砂粒入射能量大到足以使套管表面产生塑性变形的情况下，在压坑附近的亚表层中形成应变层,一部分材料被挤压到坑四周形成凸起唇缘。,在靖平1、庄平3和庄平7进行了试验。靖平1井在水力喷射分段压裂之前进行过两次压裂，96年压裂第一段，2001年采用填砂胶塞压裂第二段，水力喷射压裂之前该井日产液4.62m3,日产油3.86t，含水1.8%；压后对先后改造的三段和求，日产液5.89-6.12m3,日产油4.95-5.11t，含水1.2%。,2、水力喷射应用效果,庄平3井为新投产井，水平段长504m，采用套管未固井方式完井，井眼方向平行于最大主应力方向。2005年对该井2365m、2238

29、m、2080m和1965 m等四段采用水力喷射压裂技术进行分段改造，压后两个月日产液5.63m3，日产油3.18t，含水32.8%；目前日产液2.0m3，日产油0.94t，含水44.0%。,水力喷射压裂施工曲线,水平井机械工具分段压裂的施工工序为：通洗井下桥塞至预定位置坐封释放桥塞井筒试压射孔压裂试油求产打捞桥塞。压裂第二段时重复以上工序，依次完成全井压裂。,五、机械工具分段压裂技术,1、机械桥塞工作原理,坐封：从油管内泵入的液体，经桥塞中心管上的进液孔推动单向阀下行，进入到内胶筒使之外张，使外胶筒密封套管，同时骨架芯子叠片锚定套管；坐封后油管卸压，单向阀在弹簧的推动下复位，将内胶筒中的注入液

30、封闭，从而使桥塞始终处于密封、锚定状态。解封：上提管柱，带动桥塞中心管上移，剪断解封剪钉，密封活塞对准中心管上溢流槽，胶筒内液体卸压，使骨架芯子叠片、胶筒收缩。,2、机械工具分段压裂效果分析,机械桥塞隔离分段压裂技术在现场进行了2口井6层段的试验。塞平5井分压了2段，双平1井分压了4段。,塞平5井在投产时只进行了裸眼井段酸化解堵，其日产油1.56t，含水6.9%，分段压裂改造后，第一段日产油6.9m3,第二段日产油7.8m3;目前日产液5.8m3/d、日产油3.3t/d、含水31，日增油1.74t,是邻井日产油量的3倍左右，改造效果良好。,双平1井压后未试油，直接下泵排液，投产初期日产油11.

31、8t/d，日产油量是邻井投产初期产油量（3.4t/d）的3.5倍，是邻井目前产油量(2.5t/d)的4.72倍，取得了较好的产能效果。,六、水平井分段压裂技术对比,现场试验表明：对于低渗透油田的水平井，无论采用何种压裂方式，均有不同程度的增产效果，不同区块、不同储层增产幅度差异较大，同时也受井网、注水效果的影响。,液体胶塞分段压裂技术优点是封堵可靠，施工安全，但作业周期长，在冲胶塞、冲砂施工过程中，对胶塞上下井段均造成伤害。相对来说，水力喷射与机械工具分段压裂技术应用前景较好。但二者也各有利弊，水力喷射一趟管柱可进行射孔、压裂联作，而机械桥塞隔离分段压裂工序比较多。水力喷射压裂对现场技术人员、

32、施工人员的应变能力要求比较高，隔离效果不理想；机械工具分段压裂能准确封堵，操作简单，完全依照常规压裂程序施工。,室内实验已全部完成，下一步工作是急需进行现场试验，以全面验证工具的各项性能，真正满足水平井分段压裂施工的需要。还要研究开发系列产品，用于油水井压裂酸化、采油、注水等方面，扩大应用范围。,七、水平井分段作业工具研发现状,对于机械工具分段压裂技术，由于引进的工具成本过高，加上该产品只服务不外售的垄断局面，因此，我们在借鉴国外先进技术的基础上，自行研制了自锚定扩张式水平井分段作业工具。,（1）工具集密封和锚定于一体，结构简单，操作方便，对储存伤害较小，适应于水平井的分段压裂、酸化、封堵等作

33、业；（2）桥塞液压座封、上提解封，动作可靠，解封需两次上提管柱，不会因误操作而解封；（3）叠层钢片锚定相当于摩擦锚定，锚定可靠且对套管无损伤；（4）工具承压60MPa，耐温120，可以满足中深井高压施工作业的要求；（5）工具外径小，膨胀率大，可以在复杂水平段施工，受套管变形的影响较小；（6）管柱结构合理，桥塞上下均可建立循环，提高了管柱入井的安全性。,1、工具特点,（1）水平井分段作业工具的主体及配套工具通过室内模拟试验和测定，材质优选合理，动作可靠，达到了设计目标；（2）在封隔筒密封机理研究的基础上，优选、试验得出了封隔筒骨架钢片的最佳结构及加工工艺，并自行设计制造了一台专用成型设备；（3）

34、完成了耐油、耐高温、耐高压的特殊封隔筒内、外胶筒的配方及加工工艺研究，并已通过国家重点橡胶实验中心的测定，并设计配套了膜具、工装；（4）设计制造了可满足模拟现场各种工况的室内试验装置，并已通过了多次室内试验。（5）工具密封套管压差超过50MPa，耐温不低于120，满足了现场施工的要求。,2、目前的研究成果,(1)液体胶塞、水力喷射和机械工具三种不同的分段方法各有利弊，均能达到提高单井产量的目的，不同区块、不同储层增产幅度差异较大，同时也受井网、注水效果的影响。(2)水力喷射分段技术适合裸眼完井和套管完井；液体胶塞和机械工具隔离分段技术适应套管射孔完井。(3)液体胶塞技术风险小，成本低，周期长，伤害大；水利喷射技术工序简单，风险小，但分段不可靠，难以控制，长期效果有待进一步验证；机械工具成本大，有一定风险，但分段可靠，便于控制，对储存伤害很小。机械工具隔离只是对工具的性能要求较高，其它的工艺参数均属于常规分段压裂，技术成熟，改造效果深远。(4)自行研制的自锚定扩张式水平井分段工具，具有结构新颖、操作简单、对储存伤害小等特点。现在，主体工具和配套工具顺利通过室内试验，各项指标均已达到设计目标。迫切需要下一步的现场试验。,八、认识与建议,