二、水平井分段压裂关键技术
(二)水平井改造关键技术
地应力场与裂 缝形态 油藏工程 水力裂缝匹配 分段压裂工艺 与配套工具 水力裂缝监测
机械、化学或其它 横向缝、纵向缝、斜交缝？
裂缝取向
裂缝间距、几何尺寸优化 水平井段多裂缝渗流
分段隔离方法、工具
达到目标？
优化目标
二、水平井分段压裂关键技术
√（1）地应力场与应力干扰综合预测与评价技术 √（2）水平井水力裂缝参数优化设计技术 √（3）水平井分段压裂工艺与工具技术 √（4）水平井分段压裂材料技术
三、国内外水平井分段压裂技术现状
(1)当储层物性达到一定值时，纵向裂缝效果好于横向裂缝。
3000
6000
横向裂缝4条
2500 2000 1500 1000 500 0 0
12000 10000
累计产量（t）
纵向裂缝
5000
横向裂缝=4条 纵向裂缝
累计产量(t)
4000
累计产量(t)
3000
2000
（2）水力裂缝优化复杂（裂缝几何尺寸 →裂缝条数、裂缝间距、裂缝几何尺寸）
直井优化目标:
水平井水平段优化目标: ①裂缝条数；②裂缝长度；
①裂缝长度；②裂缝导流能力。
③裂缝导流能力；④裂缝间距离。
裂缝长度 裂缝导流能力
裂缝长度
导流能力
距离
裂缝条数
二、水平井分段压裂关键技术
（一）水平井压裂改造与直井的差异 （3）改造井段长，分段改造工艺要求高（选段选位、一段一策） （4）完井方式多样，分段压裂工具要求高（起下顺畅、施工快捷 、安全可靠） （5）施工时间长，对压裂施工设备、压裂液性能要求高（低摩阻 、长效防膨、低伤害）
3.经济优化
评 价 模 型 评 价 参 数 评 价 指 标 施工风险
软 件
油 水 两 相 模 型
裂 缝 网 格 处 理
水平井压裂不同裂缝长度油藏模拟
2.水平井压裂裂缝模拟
ECLIPES
经济评价
裂缝几何尺寸 对生产的影响 裂缝几何尺寸 与压裂规模的关系
①裂缝形态； ②裂缝条数； ③裂缝支撑长度与导 流能力； ④裂缝间距。
√第二阶段: 70年代末80年代初，原油价格的上涨，驱使世界上许多石油
公司非常关注水平井技术,水平井技术迅猛发展。 √第三阶段:90年代初开始规模应用，2003年以后，美国70%以上的页岩气 井为水平井。
一、水平井应用简况
全世界的水平井井数超过 60000 口，占总井数的10%，主要分
布在美国、 加拿大、俄罗斯等 69 个国家。目前页岩气大量使用水 平井,每年钻数千口水平井。
一、水平井应用简况
●向深层与超深水平井方向发展
☆美国Bakken页岩： Medowark7-6H井深9571m，垂深6553.0m，水平 段长度3018.0m ☆塔里木：塔里木塔北隆起轮南油田哈122H， 井深7053.0m，水平 段长487.43m。
☆塔河：塔河油田TP111井，井深7426.0m，垂深6735.52m，水平段
K=5.0×10-3μm2
0 0 100 200 生产时间（d） 300 400
K=10.0×10-3μm2
0 100 200 生产时间(d) 300 400
三、国内外水平井分段压裂技术现状
(2)外裂缝对产量贡献率高(35-40%),优先改造好外裂缝
外裂缝 1
2
3
4
5
5条裂缝时不同位置裂缝贡献率随时间变化曲线 40.00% 35.00% 30.00% 25.00% 20.00% 15.00% 10.00% 5.00% 0.00% 0 50 100 150 200 时间(d) 250 300 350 400 Nf=5-最外裂缝 Nf=5-次外裂缝 Nf=5-内裂缝
长610.0m ☆元坝：元坝103H井深7861.0m，垂深6750.0m。 元坝121H设计井深8158.0m，垂深7280.0m。
一、水平井应用简况
水平井的完井方式：（1）裸眼完井； （2）套管完井；（3）筛管完井（打孔、 割缝）； （4）套管封隔器完井；（5）组合完井;（6）多分支井等。
底水油藏、低渗透油藏 疏松易出砂油藏
水平井分段压裂技术现状与展望
主讲：陈
作
汇报内容
一
水平井应用概况 水平井压裂关键技术 国内外水平井分段压裂技术现状 发展趋势
二
三
四
一、水平井应用简况
√第一阶段: 1891年申请水平井专利，水平井钻井最早为1929年（美国
Texas ）直井侧钻成8米长水平段，20世纪50年代以前水平井，基本上
都是通过坑道钻成的，只有少部分井是在垂直井的基础上钻成的。
√ (5) 水平井水力裂缝测试与评估技术
三、国内外水平井分段压裂技术现状
（一）水平井水力裂缝参数优化设计技术
最大油藏接触(MRC)
油藏改造面积(SRA)---双翼裂缝 油藏改造体积(SRV)---复杂裂缝
三、国内外水平井分段压裂技术现状
1.水平井压裂多裂缝油藏模拟
水 力 裂 缝 处 理
裂缝条数及布放 方式对产量的影响
一、水平井应用简况
中国为第三个钻水平井的国家,1965年第一口水平井：磨-3。
中石油：从2004年加大力度发展水平井，2008 年突破水平井 1000口 ，截止到2011年12月，水平井总数达到5100口。
1200 1005 1000 872 806 800 1000
数量(口)
600
522
505
400 200
200 26 0 2000 2001 2002 2003 28 50 68
168
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
一、水平井应用简况
中石化：水平井开发技术日趋成熟，在胜利油田、西北、华北、西
南、中原、江汉、江苏、东北、河南等地区广泛推广应用，从 2006年
加大水平井发展力度，截止到2011年12月底，水平井总数3739口。
Ke=0.3×10-3μm2
1000
Ke=1.00×10-3μm2
100
200 300 生产时间(d)
400
0 0 100 200 生产时间(d) 300 400
横向裂缝=4条 纵向裂缝
12000 10000
横向裂缝=4条 纵向裂缝
6000 4000 2000
累计产量(t)
8000
8000 6000 4000 2000 0
碳酸盐岩等裂缝性油藏
（1）裸眼完井
（2）套管完井
（3）筛管（割缝）完井
（3）筛管（打孔）完井
一、水平井应用简况
（4）管外封隔器完井
（5）组合完井
（5）组合完井
（6）多分支完井
二、水平井分段压裂关键技术
（一）水平井压裂改造与直井的差异
（1）水力裂缝形态复杂(纵向裂缝→横向裂缝→复杂裂缝）
水平缝
二、水平井分段压裂关键技术