水力喷射压裂

摘要： 低渗储层在渤海油田占比较大,水力喷射压裂技术集水力射孔、分段隔离、喷射压裂于一体,受到海上压裂的青睐。为提高分段压裂储层改造体积,提高油气层采收率,本文基于二维裂缝诱导应力场模型建立了三维裂缝诱导应力场模型,从裂缝周围应力场的角度提出了裂缝间距优化方法。以渤海油田A井为例,由于受第一条裂缝产生的诱导应力场的影响,在距离第一条裂缝中心35 m以内的范围内,最大水平主应力方向较原始地应力发生反转,在距离第一条裂缝中心35~167 m的范围内,最大水平主应力方向较原始地应力发生转向。以最大水平主应力反转线35 m作为布置分段压裂间距的依据,既能保证裂缝间距较小,形成体积裂缝,又能使裂缝正常扩展,形成有效裂缝。本文模型对合理优化裂缝间距提供了一定的指导意义。

摘要： 连续油管水力喷射环空加砂压裂技术存在施工效率低、安全性差、成本高,无法形成完备的致密储层水平井压裂体系。从射孔控制技术、压裂控制技术、喷枪结构优化、工具生产和现场施工方式优化等方面进行研究,建立射孔排量、时间、压力三参数施工图版,射孔效率提高1倍;形成施工排量与加砂浓度最佳匹配图版,压裂效率提高20%;研制耐反溅磨蚀喷枪,防返溅性能提升1倍。产业化应用后,现场应用161口井,压裂1863段,施工成功率100%,节约综合成本52%,施工效率提高2.3倍,为大庆油田外围低渗和致密储层的低成本高效率开发提供技术保障。

摘要： BZ 19-6油气田的有效开发对满足京津冀发展的能源需求有着重要作用,但由于潜山地层情况复杂、耐磨性高,探井的单井工期成本过高,考虑使用水力喷射压裂技术增加探井产能以满足探井转开发井的产量要求.通过对水力喷射压裂过程的流体力学分析,建立了一套水力喷射压裂参数设计方法,利用该方法并结合BZ 19-6油气田的储层埋深和海上作业规模,分析了水力喷射压裂技术在BZ 19-6油气田探井上应用的可行性.随着作业深度的增加,井口泵压和环空套压都随之增加,88.9 mm和114.3 mm油管的极限水力喷射压裂深度分别为5700 m和6800 m,满足BZ 19-6油气田对作业深度的要求.海上平台的设备能够满足水力喷射压裂在BZ 19-6油气田作业时排量、泵压、液量等方面的要求.预计作业工期比常规压裂缩短50％,在降本增效方面优势明显.综合考虑作业深度、作业规模、设备要求、工期成本等多个方面因素,水力喷射压裂具备在BZ 19-6油气田探井上进行的条件,有望成为该油田探井转开发井的重要技术储备.

摘要： 苏里格气田直定向井压裂改造需要多次起下管柱,耗时耗力并工序繁琐,存在较大的井控风险.为了削减风险、降低施工成本及劳动强度,使用直定向井不动管柱水力喷射分层压裂技术,该工艺在油井中应用较频繁,气井暂未应用.主要论述了苏里格气田靖99-3井试验应用不动管柱水力喷射分层压裂技术,该技术只需起下一趟管柱就可以完成射孔压裂两套工艺,缩短施工周期,极大的消除射孔及下钻过程中的井控风险.靖99-3井的顺利施工证明了不动管柱水力喷射分层压裂技术在气直定向井中可操作性,并且安全高效.

摘要： 水力喷砂射孔原理是用专用喷砂射孔工具在井底形成高压磨料射流,射开套管和地层,从而形成一定孔眼直径和深度的技术[1].本文以C7-01X井为例,推导出了适合于滑溜水喷砂射孔工艺的水力喷射地面压力预测公式,并结合预测公式对C7-01X井施工中遇到的压力异常进行分析,找出了C7-01X井喷射过程中压力过高及钻柱,钻具过早失效的原因,对水力喷射压裂施工有较好的指导作用.

摘要： To solve the problemthat sand deposits in the wellbore and the sand concentration in the upstream and downstream injectors is uneven during the multistage cluster sandblasting perforation volume fracturing of horizontal wells,an Archimedes double helix hydraulic jet fracturing pipe string was designed,and its sand carrying capacity was evaluated by laboratory visualization experiment.The kinetic equation of proppant sand particles in a double helix pipe string and a straight pipe string within a horizontal wellbore were established based on Newton's second law,the motion velocity calculation models of the sand particles in the double helix pipe string and the straight pipe string were obtained,and the effects of fracturing construction parameters and pipe string structure parameters on the motion law of the sand particles in two types of fracturing pipe strings are compared and analyzed.Laboratory experiment and application results show that,double helix pipe string can significantly improve the suspend capacity of sand carrying fluid in horizontal wellbore and therefore effectively enhance the sand carrying capacity of sand carrying fluid;the motion law of sand particles in the double helix tube string conforms to the variable acceleration motion equation,and the motion law of sand particles in the straight pipe string satisfies the constant acceleration motion equation;the horizontal acceleration of the sand particles in two types of pipe strings decreases by quadratic polynomial with the increase of the density of the sand carrying fluid,and it linearly increases with the increase of the flow velocity of sand carrying fluid ,the polar angle of helix and the internal diameter of pipe string.The results provide a theoretical basis for improving the sand carrying capacity of the fluid in the pipe string,revealing the movement law of the sand particles in the sand carrying fluid and improving the effect of the multistage cluster sandblasting perforation volume fracturing.%为解决目前水平井多级分簇喷砂射孔体积压裂井筒内携砂流体砂粒沉积、上下游喷射器砂浓度不均匀等问题,设计了双螺旋水力喷射压裂管柱,采用可视化实验方法进行了室内携砂流动评价实验.根据牛顿第二定律建立了水平井井筒双螺旋管柱和等直管内携砂流体中支撑剂砂粒运动的动力学方程,得出了双螺旋管柱和等直管内砂粒的运动速度计算模型,对比分析了施工参数及管柱结构对两种管柱内携砂流体中砂粒运动规律的影响.室内实验与应用结果表明:双螺旋管柱在水平井筒内可以显著改善携砂流体中砂粒的悬浮性,有效提高水平井筒内携砂流体的携砂能力;双螺旋管柱内携砂流体中砂粒的运动规律符合变加速度运动方程,等直管内携砂流体中砂粒的运动规律满足恒定加速度运动方程;两种管柱内砂粒的水平加速度随携砂流体密度呈二次多项式下降,随携砂流体流速呈线性增加,随螺旋极角呈线性增加,随管柱内径呈线性增加.研究结果为提高管柱内流体携砂能力、揭示携砂流体中砂粒运动规律、均衡多级分簇水力喷射压裂效果提供了理论依据.

摘要： 针对水平井多级压裂双簇水力喷射效果不佳、上下游喷射器冲蚀不均匀和水平井筒内携砂流体中砂粒易沉降等问题,研究了基于阿基米德双螺旋线原理的水力喷射压裂技术.根据阿基米德双螺旋线原理,设计了双螺旋水力喷射压裂管柱及喷射器,并采用可视化试验方法对双螺旋特性进行了室内携砂评价试验;根据牛顿第二定律建立了水力喷射压裂工况下等径直管和双螺旋管柱内携砂流体中砂粒运移的动力学方程,得出了等径直管和双螺旋管柱内砂粒的运动速度计算模型.研究得出,双螺旋水力喷射压裂管柱及喷射器能起到螺旋旋流作用,均衡双簇水力喷射压裂效果和降低上、下游水力喷射器冲蚀的非均匀性;等径直管内砂粒的运动规律符合恒定加速度运动方程,双螺旋管内砂粒的运动规律符合变加速度运动方程.研究结果表明,采用双螺旋结构水力喷射压裂管柱及喷射器是可行的,在均衡多级水力喷射压裂效果和提高水平井筒内携砂流体携砂能力方面具有显著作用.%The multi-stage double-cluster hydraulic jet often encounters problems such as that of rela-tive ineffectiveness,uneven erosion between the upstream and downstream by the injector,and sanding problems caused by the easy settlement of sands.To overcome these challenges,the theory of Archimedes double helix was utilized and integrated to a mathematical model of hydro jet fracturing,which provides the basis in the design of the double-helix hydraulic fracturing tubing string and injector.Then visualizations of the sand-carrying evaluation experiments were performed to evaluate the double-helix characteristics.In ad-dition,kinetic equations of sand migration in sand-carrying fluid through straight pipes and double-helix pipes with the same diameter under hydraulic fracturing conditions were obtained based on New ton's sec-ond law,then transformed into the calculation models of the kinetic velocity of sands.As indicated in the research,the double-helix hydraulic fracturing pipe strings and injector can generate rotational flow,w hich help to balance double-helix hydraulic fracturing effects,and reduce erosion unevenness between the up-stream and the dow nstream.T he movement of sands can be described in a model by the accelerated move-ment equation with a constant accelerated velocity and varied accelerated velocity inside straight pipes and double-helix pipes,respectively.T he research demonstrated that the double-helix hydraulic fracturing pipe strings and injector can function well,which are feasible evidently in balancing the multi-stage hydraulic fracturing effects and improving sand-carrying capacity of fluid along horizontal wellbores.

摘要： 针对水平井连续管拖动底封环空压裂施工中封隔器无法顺利解封的问题,设计了双射孔孔道水平井喷射压裂模拟装置,并利用该装置对近封隔器环空支撑剂沉降运移规律进行了试验研究.研究结果表明:随着施工排量的增加,支撑剂床高度和长度不断增加;随着压裂液黏度的增加,支撑剂床高度降低,但是支撑剂床能够被携带至环空更深处;由于压裂液黏滞力的作用,随着压裂液黏度的增加,支撑剂体积浓度不断降低;在该试验条件下,大粒径支撑剂形成的支撑剂体积浓度要低于小粒径支撑剂.研究结果对于水平井连续管水力喷射压裂施工具有参考意义.

摘要： 页岩储层具有超低孔低渗特性,钻完井后需要压裂改造后才得到经济产量,从应用工艺和压裂工具两方面分析页岩气的主要压裂技术.应用工艺角度:分段压裂工艺方面主要包括:水平井裸眼封隔器投球滑套分段压裂技术,泵送桥塞分段压裂技术,水力喷射分段压裂技术.从压裂工具方面分析,目前页岩气压裂技术有可膨胀封隔器/裸眼封隔器+滑套多级压裂,泵送桥塞射孔压裂联作多级压裂,水力喷射压裂等.在美国的页岩气开发技术中,可膨胀封隔器/裸眼封隔器+滑套多级压裂,泵送桥塞射孔压裂联作多级压裂技术比较成熟,使用比较广泛,可适用于较长的水平段;水力喷射压裂可实现准确定位喷射,无需机械封隔,节省作业时间,非常适合用于裸眼井、筛管井以及套管中井.

摘要： 本文对目前国内外水力压裂技术近期进展作了调研,分析了高能气体压裂技术、水力喷射压裂技术、剪切压裂技术等压裂技术在近井眼区域控制裂缝起裂延伸的机理、应用范围及效果,对这些技术存在的问题进行了研究,并结合在油气田生产中的应用,指出了进一步发展的方向及需要解决的主要问题。

摘要： 本发明提供的双簇水力喷射管柱及双簇水力喷射环空压裂方法，由于CTY-211封隔器自带单流阀装置，可以通过增加排量增加油管内的压力使滑套喷枪和单级喷枪里的液体形成高速射流进行射孔。待射孔结束，上提管柱1.5米，然后下放，直至压力表显示压力变化为8～10吨，证明封隔器坐封，然后坐住井口上提管柱之后滑套喷枪处于堵塞状态，从油套环空和油管同时注入砂液进行压裂。油管的砂液只能通过下面的单级喷枪进行压裂并且可以防止砂堵，降低摩阻，大大提高喷嘴的寿命。油套环空可以进行大排量的压裂，提高了压裂的效率，可以一次下钻多层压裂，降低危险的发生。压裂结束后通过从油管注入液体然后从油套环空出液来清洗油管和油套环空。

摘要： 本申请公开一种水力喷射无限级压裂装置及压裂方法，该压裂装置包括：沿轴向延伸且呈筒状的本体，其侧壁上设有能连通内腔和外部的喷嘴；套设于本体内的滑套，其具有使喷嘴关闭的第一位置，以及使喷嘴打开的第二位置，滑套能沿本体的内壁轴向滑动以从第一位置切换到第二位置；套设于本体内且与滑套固定连接的球座；设于球座内的变径球，其具有第一通道和第二通道，第一通道的半径小于第二通道的半径；变径球具有第一状态以及能被密封件封堵的第二状态；滑套切换位置时，使相邻压裂装置的变径球从第一状态切换到第二状态。该压裂装置及压裂方法能实现无限级压裂，压裂装置结构简单且操作方便，能实现一趟管柱作业、定点起裂，压裂作业效率高。

摘要： 本申请公开一种水力喷射无限级压裂装置及压裂方法，该压裂装置包括：沿轴向延伸且呈筒状的本体，其侧壁上设有能连通内腔和外部的喷嘴；套设于本体内的第一滑套，其具有使喷嘴关闭的第一位置，以及使喷嘴打开的第二位置，滑套能沿本体的内壁轴向滑动以切换位置；与第一滑套固定连接的对接器，其远离第一滑套的一端设有限位部，限位部具有第一状态和第二状态；限位部处于第二状态时能被密封件封堵；套设于本体内的第二滑套，第一滑套切换位置时，能带动相邻压裂装置的第二滑套滑动以使限位部从第一状态切换到第二状态。该压裂装置及压裂方法能实现无限级压裂，压裂装置结构简单且操作方便，能实现一趟管柱作业、定点起裂，压裂作业效率高。

摘要： 本发明为一种水力喷射无限级压裂装置及压裂方法；该装置包括两端能与油管连接的圆筒状的喷枪本体，喷枪本体内密封套设有能轴向固定、且能沿喷枪本体的内壁轴向滑动的无限级压裂滑套，喷枪本体的侧壁上设置有能连通无限级压裂滑套的内腔和喷枪本体的外部环空的喷射喷嘴，无限级压裂滑套能轴向滑动封闭喷射喷嘴的一端；无限级压裂滑套的一端设置有能由密封球抵靠密封的球座，喷枪本体内固定设置有能顶抵密封球离开球座、中空的滑套开关器，无限级压裂滑套位于球座一端的端面能顶抵于滑套开关器一端的端面上。该压裂装置集射孔、压裂和隔离于一体，实现了结构简单且操作方便、压裂作业效率高的目的。

摘要： 本发明提供的双簇水力喷射管柱及双簇水力喷射环空压裂方法，由于CTY-211封隔器自带单流阀装置，可以通过增加排量增加油管内的压力使滑套喷枪和单级喷枪里的液体形成高速射流进行射孔。待射孔结束，上提管柱1.5米，然后下放，直至压力表显示压力变化为8～10吨，证明封隔器坐封，然后坐住井口上提管柱之后滑套喷枪处于堵塞状态，从油套环空和油管同时注入砂液进行压裂。油管的砂液只能通过下面的单级喷枪进行压裂并且可以防止砂堵，降低摩阻，大大提高喷嘴的寿命。油套环空可以进行大排量的压裂，提高了压裂的效率，可以一次下钻多层压裂，降低危险的发生。压裂结束后通过从油管注入液体然后从油套环空出液来清洗油管和油套环空。

摘要： 本发明公开一种防冲蚀水力压裂喷射装置及压裂方法，喷枪的一端设有喷射器接头，喷枪的枪体上沿周向均匀设有若干压裂喷头，压裂喷头上设有压裂喷嘴，喷枪的枪体上在每个压裂喷头的两侧设有防护喷嘴，喷枪上设有与每个防护喷嘴连通的流动通道，流动通道的一端延伸至喷枪的内腔，流动通道的另一端与防护喷嘴入口连通，流动通道的入口处设有筛网，防护喷嘴能够喷出液膜，液膜能够抵挡回溅的岩屑以及从压裂喷嘴喷射出而回射的压裂液。在施工时液体从压裂喷嘴高速射出进行射孔和压裂作业，防护喷嘴3会射出具有一定强度的扇形液膜抵挡回溅的各种岩屑和杂质，从而对喷枪和连续油管进行保护，大幅提升喷射器整体的寿命，延长其工作时间，降低压裂成本。

摘要： 本申请公开一种水力喷射无限级压裂装置及压裂方法，该压裂装置包括：沿轴向延伸且呈筒状的本体，其侧壁上设有能连通内腔和外部的喷嘴；套设于本体内的滑套，其具有使喷嘴关闭的第一位置，以及使喷嘴打开的第二位置，滑套能沿本体的内壁轴向滑动以从第一位置切换到第二位置；套设于本体内且与滑套固定连接的球座；设于球座内的变径球，其具有第一通道和第二通道，第一通道的半径小于第二通道的半径；变径球具有第一状态以及能被密封件封堵的第二状态；滑套切换位置时，使相邻压裂装置的变径球从第一状态切换到第二状态。该压裂装置及压裂方法能实现无限级压裂，压裂装置结构简单且操作方便，能实现一趟管柱作业、定点起裂，压裂作业效率高。

摘要： 本申请公开一种水力喷射无限级压裂装置及压裂方法，该压裂装置包括：沿轴向延伸且呈筒状的本体，其侧壁上设有能连通内腔和外部的喷嘴；套设于本体内的第一滑套，其具有使喷嘴关闭的第一位置，以及使喷嘴打开的第二位置，滑套能沿本体的内壁轴向滑动以切换位置；与第一滑套固定连接的对接器，其远离第一滑套的一端设有限位部，限位部具有第一状态和第二状态；限位部处于第二状态时能被密封件封堵；套设于本体内的第二滑套，第一滑套切换位置时，能带动相邻压裂装置的第二滑套滑动以使限位部从第一状态切换到第二状态。该压裂装置及压裂方法能实现无限级压裂，压裂装置结构简单且操作方便，能实现一趟管柱作业、定点起裂，压裂作业效率高。

摘要： 本发明为一种水力喷射无限级压裂装置及压裂方法；该装置包括两端能与油管连接的圆筒状的喷枪本体，喷枪本体内密封套设有能轴向固定、且能沿喷枪本体的内壁轴向滑动的无限级压裂滑套，喷枪本体的侧壁上设置有能连通无限级压裂滑套的内腔和喷枪本体的外部环空的喷射喷嘴，无限级压裂滑套能轴向滑动封闭喷射喷嘴的一端；无限级压裂滑套的一端设置有能由密封球抵靠密封的球座，喷枪本体内固定设置有能顶抵密封球离开球座、中空的滑套开关器，无限级压裂滑套位于球座一端的端面能顶抵于滑套开关器一端的端面上。该压裂装置集射孔、压裂和隔离于一体，实现了结构简单且操作方便、压裂作业效率高的目的。

摘要： 本发明公开了一种适用于多级水力喷射压裂的水力喷射封隔工具，涉及酸化压裂技术设备的设计制造技术领域。包括喷枪、封隔器和滑套坐落接头，封隔器的一端连接喷枪，封隔器的另一端连接滑套坐落接头，在喷枪内设置有滑套，所述滑套的内径是变径的，从喷枪往滑套坐落接头方向，所述滑套的内壁是由内径依次变小的三段结构构成，滑套内设置有球座。采用本发明，可以实现可选择性坐封，能完成多级水力喷射压裂施工，并实现了喷砂射孔、机械封隔一体化。