11 水力喷砂射孔孔道形态研究
12 分层压裂滑套与密封球受力分析研究
石油钻采工艺
石油机械
2012年第34卷第2期
已录用
三、取得的主要成果、知识产权
2、知识产权
被认定为2009年度集团公司自主创新重要产品，获第十九屇全国
发明展览会铜奖。
三、取得的主要成果、知识产权
2、知识产权
2012年水力喷射压裂管柱作为关键成果在第十四届深圳高新技 术交易会上进行了展示，同时被列为集团公司32项技术利器。
管柱示意图 无
第三阶段 （技术形成） 第四阶段 （技术创新）
2007-2008
油田形成水力喷砂+小直径封隔器联作工艺管柱（2段 -3段）；气田使用油田压裂管柱开展首次探索试验。
油田完善改进水力喷砂+小直径封隔器联作工艺管柱 （4段-5段）；气田研发形成不动管柱水力喷射压裂 管柱（3段-7段-10段）。 油田继续完善改进工艺管柱，攻关形成多级压裂管柱 及大排量体积压裂管柱（6段-12段）；气田不动管柱 水力喷射压裂管柱技术指标取得新的重大突破（15段 -23级）。
材质：35CrMo； 承压：≥70MPa； 抗拉：不低于65t； 投球启动压力：15—20MPa； 脱手拉力：4-8t。
二、水力喷射压裂管柱系列及应用情况
1、水力喷射压裂管柱系列 （2）气田水平井： 不动管柱水力喷射分段压裂工艺管柱
41/2″套管水力喷射分段压裂工艺管柱
6″裸眼水力喷射分段压裂工艺管柱
二、水力喷射压裂管柱系列及应用情况
关键工具
采用1/8″小级差钢球设计，研发了滑套式喷射器等关键工具。
滑套式喷射器工作原理： 喷射器油套不连通，当下 段完成压裂后，投入一定直径 的钢球加压剪切滑套芯子，打 开喷射器喷嘴通道使油套连通， 同时封隔下部通道，实现本段 的压裂改造。
滑套式喷射器 滑套工作筒

关键工具：喷射器、封隔器、安全丢手等
喷射器 工作温度： 120℃； 工作压力：70MPa； 本体及喷嘴压帽材质：42CrMo； 喷嘴材质：硬质合金YJF03X或者ROCTEC500； 喷嘴硬度：HRA93。
最大直径：108mm； 承压：≥70Pa； 耐温：≥120℃； 抗拉：不低于65t； 重复坐封能力：10次以上 。
二、水力喷射压裂管柱系列及应用情况
1、水力喷射压裂管柱系列 不动管柱水力喷射分段压裂工艺管柱
工作原理
利用油管一次下入水力喷射压裂工具串，将各喷射器分别对准改造段，
首先完成第一段水力喷砂射孔、压裂，通过投球打开第二级喷射器滑套，同 时封堵下部通道，实施第二段水力喷砂射孔、压裂，依次类推，在不动管柱 情况下完成剩余层段的改造，最后合层排液求产。
三、取得的主要成果、知识产权
汇
报
提
纲
一、水力喷射压裂管柱发展历程
二、水力喷射压裂管柱系列及应用情况
三、取得的主要成果、知识产权
一、水力喷射压裂管柱发展历程
长庆油田自上世纪九十年代开始就在安塞、靖安油田开 展了水平井改造先期试验，未获得突破。从2005年起，瞄准 国际先进的水力喷砂压裂技术，深化基础理论认识，加强工
二、水力喷射压裂管柱系列及应用情况
2、技术指标
（1）油田水平井水力喷射分段压裂管柱：耐温120度，承压50MPa，一趟管柱可以完成3-5段 压裂施工，可实现拖动管柱无限级分段压裂； （2）油田水平井水力喷射分段多簇压裂管柱: 耐温120度，承压50MPa，一趟管柱可施工2段 以上，最大加砂量可达150方，最大施工排量10m3/min； （3）油田水平井多级水力喷射压裂管柱：耐温120度，承压50MPa，一趟管柱可施工6~12段， 最大加砂量可达240方，最大施工排量6m3/min； （4）油田水平井大排量水力喷射体积压裂工艺管柱: 耐温120度，承压50MPa，一趟管柱最高
二、水力喷射压裂管柱系列及应用情况
3、应用情况
2006-2013年历年油气田水力喷射工作量统计
年度 2006 水平井（口） 13 段数 39 定向井（口） 0 层数 0 年度 2006 水平井（口） / 段数 / 直井（口） / 层数 /
2007
油田 2008 2009 2010 2011 2012 2013 小计
/
16 / / / /
/
17 / / / /
48
141
小计
16
17
2006-2013年，油气田共完成水力喷射工作量1436口、11094层（段），其中
油田1093口、8888层（段），气田343口、2206层（段）。
二、水力喷射压裂管柱系列及应用情况
4、技术优势及应用前景
水力喷射压裂管柱系列实现了水平井的少井高产，有效减少了钻井数量，
被权威专家誉为“国内首创、国际领先”的“水力喷射压 裂管柱”就是其中的一朵“奇葩”。目前该工具实现了工业化
应用，助推了长庆低渗油气藏开发方式的重大转变，已成为长
庆油气田水平井改造的主要技术手段。
袁士义院士
沈忠厚院士、苏义脑院士
原股份公司副总裁胡文瑞
汇
报
提
纲
一、水力喷射压裂管柱发展历程
二、水力喷射压裂管柱系列及应用情况
1 水力喷射孔内射流增压规律试验研究
2 水力喷砂射孔压裂喷嘴的损伤试验与分析 3 水力喷砂射孔与起裂大型物理模拟试验 4 水力喷射分段压裂密封机理 5 水力喷射工具地面模拟试验 论 文 6 射孔水平井分段压裂起裂压力理论研究
流体机械
石油矿场机械 中国石油大学学报 石油学报 石油矿场机械 石油钻探技术
中国石油
水力喷射压裂管柱
长庆油田公司油气工艺研究院 二○一四年二月
多年来，在中国石油天然气集团公司的正确领导下，长庆油
田科技人员依托低渗透油气田勘探开发国家工程实验室和集团公 司重大专项，解放思想，锐意进取，在工具研发方面成果斐然， 一批批先进实用的科技利器应运而生，为油田上产提供了强大的 科技引擎。
开发方式的转变，为油田增储上产提供了强有力的技术支撑。
三、取得的主要成果、知识产权
2、知识产权
水力喷射压裂管柱拥有集团公司企业标准1项、油田分公司企业
标准2项。
Q/SY 1460-2012 水平井分段压裂工艺技术规范 Q/SY CQ3449—2012 油田水力喷砂压裂工艺操作规范 Q/SY CQ3447—2012 气田水平井不动管柱水力喷砂分段改造工艺操作规范
可施工6段，最大加砂量580方，最大施工液量5561方，最大施工排量9m3/min；
（5）气田水平井不动管柱水力喷射分段压裂工艺管柱:耐温120度，承压70MPa，41/2″套管条 件下一趟管柱可连续分压10段；6″裸眼条件下一趟管柱可连续分压23段，最大加砂量可达
1000方以上，最大施工排量11m3/min以上。
2009-2010
第五阶段 （持续创新）
2010-2013
汇
报
提
纲
一、水力喷射压裂管柱发展历程
二、水力喷射压裂管柱系列及应用情况
三、取得的主要成果、知识产权
二、水力喷射压裂管柱系列及应用情况
1、水力喷射压裂管柱系列 （1）油田水平井： 水力喷射分段压裂工艺管柱

水力喷射分段多簇压裂工艺管柱

2011/4/20
2011/4/27 2011/5/25 2012/1/11
实用新型
发明专利
2012/5/9
2009/12/23
……
三、取得的主要成果、知识产权
2、知识产权
发表学术论文12篇，其中核心期刊7篇。
序号 文章题目 期刊名称 出版年份， 卷号（期号） 2009年第37卷第2期 2009年第38卷第2期 2011年第35卷第6期 2011年第32卷第3期 2011年第40卷第8期 2011年第39卷第4期 2009年第38卷第8期
艺技术、关键工具的配套研究，通过不断的探索与试验，实
现了水平井分段压裂工艺管柱的重大创新和突破。
一、水力喷射压裂管柱发展历程
长庆油田水平井水力喷射压裂管柱发展历程
阶段 第一阶段 （先期试验） 第二阶段 （引进研发） 年份 1994-1996 2005-2006 研发历程及技术指标
填砂＋液体胶塞分段压裂，无主体施工管柱 引进国外水力喷射分段压裂工艺管柱，06年10月完成 自主工具的研发及试验（1段-2段）。
汇报结束
敬请领导、专家批评指正！
汇
报
提
纲
一、水力喷射压裂管柱发展历程
二、水力喷射压裂管柱系列及应用情况
三、取得的主要成果、知识产权
三、取得的主要成果、知识产权
1、取得的主要成果
研发了具有自主知识产权的油气田水力喷射压裂管柱并实现了
系列化，满足了长庆油气田水平井改造的技术需求，整体达到了国
际先进水平。
水力喷射压裂管柱的应用大幅度提高了单井产量，助推了油田
节约了土地资源，改变了油气田开发方式，推动了致密油气藏的经济有效开
发。能够满足油气田不同完井方式、施工参数、地层压力等条件下的水平井
分段改造，可以快速高效完成作业,具有施工风险小、效率高、成本低等特点。
2014年油气田水平井数量仍然保持较高水平，水力喷射压裂管柱作为改造的
主体科技利器，将进一步得到广泛的推广应用，具有广阔的应用前景。
27
29 24 30 97 245 580 1045
81
145 192 210 679 2205 5196 8747
1
2 5 8 15 17
1
6 15 24 45 50 气田
2007
2008 2009 2010 2011 2012 2013
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2 4 20 36 101 164 327
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3 11 118 237 641 1179 2189