针对连续油管压裂的特点:内径小、多次 喷砂射孔的特点：研制与之匹配的喷射枪.
1、喷嘴材料的改进。
2、喷嘴数量及直径的优化。
二、连续油管分段压裂技术
现场应用情况
HC001-27-X2井
完钻井深：2498.0m(斜 深)/ 2286.5m(垂深)，套 管为 φ139.7mm×2495.84m，未 射孔，抗内压63.38MPa。 改造层位：须二、须四储 层； 改造层段：2441-2449m, 2419-2423m, 2387-2402m, 2350-2356m, 2201-2208m
提 纲
一、水力喷射分段压裂技术 二、连续油管分段压裂技术 三、双封单卡分段压裂技术
四、管外封隔器+投球滑套分段压裂技术
二、连续油管分段压裂技术
连续油管压裂是目前
所有压裂工艺中,效率最 高、成本最低的压裂方式 .将定位、射孔、压裂、 层间隔离于一体,将是今
连续油管 安全接头 喷 射器 封 隔器 锚 定器 单流 阀

定位器结构设计（适用于5”和51/2”套管，与 连续油管压裂工艺、井下工具串相配套）；


上提速度设计要求：
上提载荷增加范围设计； 关键弹簧设计； 下行阻力最小化； 误差范围：2500米井深误差不超过0.15m,
二、连续油管分段压裂技术
液压定位器的研制（主要用于水平井）
基本原理：
油管打液流，喷射枪节流，节流阀开启，流量小时（小于600L/MIN）从旁通阀流出。 此状态封隔器、水力锚不工作，定位器工作，工具窜在套管要以拖动，定位器可以找出目 标套管接箍或预置在套管上的滑套。 当流量大时（大于600L/MIN）从旁通阀关闭。此时封隔器、水力锚和油管内腔处于同 一压力状态，封隔器、水力锚工作，封隔器封隔上下油层，水力锚对压裂管柱锚定。
影 响 因 素
实 验 参 数
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
压力 排量 磨料类型 磨料浓度 磨料粒度 岩性 围压 时间
一、水力喷射分段压裂技术
5、喷嘴压损与排量关系
100 90 80 70 Φ =5mm Φ =6mm Φ =6.35mm Φ =5.5mm
喷嘴压降(MPa)
60 50 40 30 20 10 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 喷嘴排量(m3 /min)
11.喷射压裂工具整体方案设计
一、水力喷射分段压裂技术
12.现场应用范例
东平2井是吐哈油田牛东区块的一口开发井, 2008年完钻后,先后经过两次笼统 压裂,生产一直不理想,经过地质分析,决定采用水力喷射进行水平井分段压裂改造.
牛东平2井水力喷射压裂施工井段
级数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 上 2358 2133 2102 2015 1989 1959 1921.5 1818 1784 1688 施工井段 下 2360 2135 2104 2017 1991 1961 1923.5 1820 1786 1690 厚度，m 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 喷射点，m 2359 2134 2103 2016 1990 1960 1924 1819 1785 1689 段间距，m 225 31 87 26 30 36 105 34 96 井斜，° 83.2 81.9 83.1 81.6 81.5 82.3 81.9 82.7 82.6 75.2 狗腿度， °/25m 0.76 1.66 2.6 2.65 1.29 0.77 0.9 3.27 3.77 1.38 套管接箍数据，m 2364.11 2139.08 2106.58 2019.32 1997.59 1965.25 1932.6 1824.54 1792.07 1693.54 2353.38 2128.17 2095.76 2008.5 1987.0 1954.44 1922.67 1813.52 1781.05 1682.53
提 纲
一、水力喷射分段压裂技术 二、连续油管分段压裂技术 三、双封单卡分段压裂技术
四、管外封隔器+投球滑套分段压裂技术
五、机械编码滑套分段压裂技术
三、双封单卡分段压裂技术
技术原理
图 4-1
双封单卡分段压裂管柱示意 图
利用导压喷砂器产生的节流压差使封隔器坐封，压裂液通过喷砂
器进入地层，完成目的层压裂，停泵，封隔器胶筒回收，反洗后，上
机械定位器
后油气藏改造最具竞争力
的技术。
筛 引
管 鞋
二、连续油管分段压裂技术 压裂工艺
二、连续油管分段压裂技术 压裂工艺
上提连续油管、下裂下一层
二、连续油管分段压裂技术 压裂工艺
上提连续油管、下裂下一层
二、连续油管分段压裂技术
两组工艺管柱
连续油管 安全接头 喷 射器 封 隔器 锚 定器 单流 阀
提至第二个目的层进行压裂，如此逐层上提，实现多段压裂
三、双封单卡分段压பைடு நூலகம்技术
⑴ 安全接头
作用：其位于整个工具串的最上方，如管柱遇卡，可通
过安全接头实现丢手，方便打捞、磨铣等后续工艺处理 丢手方式：投球打压丢手
三、双封单卡分段压裂技术
⑵ 扶正器
作用：其外径大于封隔器，可保护封隔器的起下，提高封隔
第一层
第二层
第四层
第五层
第六层
第八层
第九层
第十层
一、水力喷射分段压裂技术
不动管柱投球滑套式水力喷砂射孔压裂联作水平井分段压 裂技术适用于直井、水平井、定向井等不同井身结构及水泥 固井、筛管完井、裸井完井等不同完井方式的油气井分段压 裂；
水力喷射分层压裂集射孔、压裂、分段一体化，无须机械 封隔，一趟管柱多段压裂，为低渗油气藏压裂改造提供了一 种新型增产措施； 水力喷射分层压裂能满足排量4方/MIN以下规模的压裂。
射穿时间,min
120
140
160
180
200
220
240
260
喷射速度,m/s
不同流速下射穿定长试件所需的时间

在相同射流速度下，砂岩较灰岩更容易形成喷孔； 随着射流速度的增加，所需射穿时间大幅下降，当超过 160m/s后，下降幅度变为平缓。

一、水力喷射分段压裂技术
8、围压对射孔深度的影响
11 10 9 8 7 6 5 4 0 5 10 15 围压(MPa)
二、连续油管分段压裂技术
HC001-27-X2井
二、连续油管分段压裂技术
连续油管压裂是一种新的安全、经济、高效的油田服务
技术，从上世纪九十年代开始在油气田应用 ； 连续油管压裂技术特别适合于具有多个薄油、气层的井
进行逐层压裂作业和水平井分段压裂作业。起下压裂管柱快，
大大缩短作业时间； 连续油管压裂技术可以实现大规模压裂。
环空流体压降损失计算
环空压耗 （MPa）
井深 （m）
不同排量环空压耗与井深关系曲线
一、水力喷射分段压裂技术
3 水力喷射射孔参数优化 根据水动力学动量-冲量原理，固体颗粒受水载体加速，高 速冲击套管和岩石，产生切割作用。
一、水力喷射分段压裂技术
4 水力喷射射孔参数优化
流体参数 射流压力 喷嘴直径 喷嘴型式 射流功率 流速 流量 流体性质 射流反冲力 磨料参数 磨料类型 磨料流量 磨料粒度 混合管直径 工况参数 进给速度 靶距（喷距） 流道数 入喷射角 切割体积 切深或切宽 比能 靶件参数 靶件强度 靶件硬度 靶件孔隙度 靶件渗透率
一、水力喷射分段压裂技术
2 管内和环空水力参数计算
喷射排量和射流冲击力计算 调整排量，精确控制Pv和Pa
0.6 500 L/min 0.5 1000 L/min 1500 Lmin 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 500 1000 1500 2000 2500 2000 L/min
管内流体压降损失计算
• 随排量的增大，喷嘴压损急剧增加；
• 喷嘴直径的增大，喷嘴压损降低。
一、水力喷射分段压裂技术
6、围压对喷射压力的影响
• 随着围压的增大，喷射产生的附加压差减小； • 喷射后在很短距离内压力趋于稳定。
一、水力喷射分段压裂技术
7、不同射流速度对不同岩样穿透时间的影响
35 30 25 20 15 10 5 0 100 1:1水泥石 1：2水泥石 1:3水泥石 砂岩 灰岩
泵压30MPa 泵压39.5MPa
深度(cm)
20
25
• 其它条件相同时，围压增加，射孔深度减小。
一、水力喷射分段压裂技术
9、磨料类型对喷射效果的影响
530 480
喷射深度,mm
430 380 330 280 230 180 130 80 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 石英砂 陶粒
时间,min
磨料类型对喷射效果的影响
• 磨料硬度增加，喷射深度增加，但是影响幅度相对较小。
一、水力喷射分段压裂技术
10、 水力喷射射孔参数优化
最优喷嘴压降：28~35MPa 磨料粒度选择：20~40目石英砂
最优磨料体积浓度：6~8%
最优喷砂射孔时间：10~15min
一、水力喷射分段压裂技术
47 49
44 46
41 43
38 40
35 37
32 34
29 31
26 28
22 25
喷枪结构及滑套材质——硬质合金
销钉剪切力提高
一、水力喷射分段压裂技术
现场施工情况：
油管排量2.6-3.4 m3/min，套管排量0.5-1.0 m3/min，油管压力40-50MPa， 套管压力12-20MPa 单枪最大过砂量45m3，8层共加砂340m3，使用原胶液2800m3 东平2井: 单段（6×Φ6.0mm喷嘴）过砂量55+2＝57 m3 最后压了8段，其中第3段和第7段地层亏空严重，没压成。