序号 特性 常规压裂 水力喷射压裂
1 2 3 4
产生裂缝 裂缝位置
压力 无法精确 预测
由射流产生裂缝 环空压力+ 环空压力+射流 增压使裂缝延伸 精确 可确定 水力封隔 一次多段
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裂缝初始方向 无法预测 封隔方式 机械 一段
第四部分：应用情况及效果分析 第四部分：
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第二部分： 第二部分：关键技术及创新内容
㈡ 水力喷砂射孔参数设计优化
4、含砂浓度: 含砂浓度: 含砂量越高，切割效能越好。但是， 含砂量越高，切割效能越好。但是，过多的含砂量容易引 起砂堵，并会在途中互相碰撞，降低速度，影响喷射效果。 起砂堵，并会在途中互相碰撞，降低速度，影响喷射效果。确 定砂浓度120 定砂浓度120 kg/m3 。 5、砂粒直径 砂粒直径越大，质量越大， 砂粒直径越大，质量越大，冲击 力就越大。一般讲， 力就越大。一般讲，砂粒直径取喷嘴 直径的1/6为最佳，确定选用40 70目 1/6为最佳 40直径的1/6为最佳，确定选用40-70目 20-40目的石英砂或陶粒均适用 目的石英砂或陶粒均适用。 和20-40目的石英砂或陶粒均适用。
吐哈油田井下技创新内容
关键技术： 关键技术：应用了高耐磨喷嘴 喷嘴需承受高压和高速工作液的冲蚀，容易导致喷嘴变形、 喷嘴需承受高压和高速工作液的冲蚀，容易导致喷嘴变形、 破损。要求喷嘴具有高耐磨性，是保证工艺成功的关键。 破损。要求喷嘴具有高耐磨性，是保证工艺成功的关键。
压开地层： 压开地层： P增+P环>P破裂
环空压力： 环空压力：略低于裂缝的延伸压力
压裂排量：考虑压裂液摩阻、 压裂排量：考虑压裂液摩阻、 喷嘴的节流压差、裂缝延伸压力、 喷嘴的节流压差、裂缝延伸压力、 喷射工具强度、套管强度、 喷射工具强度、套管强度、压裂 限压等。 限压等。
压裂
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施工井号 DP1井 DP1井 牛东平2 牛东平2井 青2-56H井 56H井 庙平-11井 庙平-11井 F239H井 F239H井 喷射压裂 段数 3 2 2 2 2 压前产量 压后产量 增产倍数 15 9.0 2.2 2.6 4.0 完井方式 裸眼 筛管 射孔 套管 套管
m3/d
气3000 2 11 1.3 1.5
20-40目石英砂 20-40目石英砂
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第二部分： 第二部分：关键技术及创新内容
创新点二：利用水力喷砂射孔定点压裂工艺技术， 创新点二：利用水力喷砂射孔定点压裂工艺技术，不用机械 封隔一趟管柱实现多段改造。 封隔一趟管柱实现多段改造。
㈠ 水力喷砂压裂技术 原理：射流在喷射通道中形成增压。环空中泵入流体增加环空压力， 原理：射流在喷射通道中形成增压。环空中泵入流体增加环空压力， 喷射流体增压和环空压力的叠加超过破裂压力压开地层。 喷射流体增压和环空压力的叠加超过破裂压力压开地层。
第二部分： 第二部分：关键技术及创新内容
（二）水力封隔技术 原理：通过控制喷射工具，准确选择裂缝起裂的位置与方向； 原理：通过控制喷射工具，准确选择裂缝起裂的位置与方向； 裂缝形成后，高速流体喷射进入孔道和裂缝， 裂缝形成后，高速流体喷射进入孔道和裂缝，孔道相当于 “射流泵”；环空的流体在压差的作用下被吸入地层，维持 射流泵” 环空的流体在压差的作用下被吸入地层， 裂缝的延伸，实现水力封隔。 裂缝的延伸，实现水力封隔。
水力喷射定点压裂改造技术 研究与应用
汇报人： 汇报人：董玉玲 吐哈油田井下技术作业公司
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汇 报 提 纲
第一部分： 第一部分：研究背景及意义 第二部分： 第二部分：关键技术及创新点 第三部分： 第三部分：主要技术特点 第四部分： 第四部分：应用情况及效果分析 第五部分： 第五部分：经济及社会效益分析 第六部分： 第六部分：结论及认识
水力喷砂压裂施工参数
井号 油管排量（ /min） 油管排量（m3/min） 环控排量（ /min） 环控排量（m3/min） 平均砂比（ 平均砂比（%） 最高砂比（ 最高砂比（%） 合计砂量（ 合计砂量（m3） DP1井 DP1井 2 1.1 24 52 58 牛东平2 牛东平2 2.6 1 25 35 36 庙平1 庙平1 2.5 1 30 45 36 F239H 2.5 1 31 40 38
第四部分： 第四部分：应用情况及效果分析
现场应用5口井11层段，工艺成功率100％，有效率100％。 现场应用5口井11层段，工艺成功率100％，有效率100％。 11层段 100％，有效率100 水力喷射最大深度4253-4259m。 水力喷射最大深度4253-4259m。 4253 施工最高砂比60%，单井最大加砂量50方 /min。 施工最高砂比60%，单井最大加砂量50方，最大施工排量 3.5m3/min。 60% 50 压后油井平均日增油8.9m 单井最大日增油16m 平均增产4.5 4.5倍 压后油井平均日增油8.9m3，单井最大日增油16m3，平均增产4.5倍，最 大增产9倍，气井压后增产15倍。 大增产9 气井压后增产15倍 15
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第二部分： 第二部分：关键技术及创新点
㈡ 水力喷砂射孔参数设计优化
1、喷嘴选择：要具有良好的耐磨性和较高的流量系数。 喷嘴选择：要具有良好的耐磨性和较高的流量系数。
从水力学知识得知流束任意一点处的速度可由下式求得： 从水力学知识得知流束任意一点处的速度可由下式求得： VL =CV0D/L 式中: ——微粒喷嘴出口距离为 处的射流轴心速度； 微粒喷嘴出口距离为L 式中: V L——微粒喷嘴出口距离为L 处的射流轴心速度； ——为试验常数 为试验常数≈ C——为试验常数≈6； ——为射流初速度 为射流初速度； V0——为射流初速度； ——为喷嘴直径 为喷嘴直径； D——为喷嘴直径； ——为喷嘴出口至喷射物距离 为喷嘴出口至喷射物距离。 L——为喷嘴出口至喷射物距离。 上式表明， 其射流速度仍然保持起初速度的V 不变， 上式表明，当L=6D 时，其射流速度仍然保持起初速度的V0不变， 自该点之后，射流则按上述规律逐渐减小。 自该点之后，射流则按上述规律逐渐减小。
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第二部分： 第二部分：关键技术及创新内容
创新点三： 水力喷射压裂管柱结构设计，实现多段压裂， 创新点三： 水力喷射压裂管柱结构设计，实现多段压裂，又能解
决砂堵后的反洗问题。 决砂堵后的反洗问题。
管柱结构：引鞋+筛管+单流阀+短节+喷枪+ 管柱结构：引鞋+筛管+单流阀+短节+喷枪+油管
1、2 3
4、5
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第二部分： 第二部分：关键技术及创新内容
（三）水力喷砂压裂工艺步骤
1、洗井，下喷射工具到预定位置，进行水力喷砂射孔。 洗井，下喷射工具到预定位置，进行水力喷砂射孔。 2、泵入前置液，环空迅速增压产生裂缝，排量增加到设计压裂排 泵入前置液，环空迅速增压产生裂缝， 量，进入主压裂施工程序，施工结束。 进入主压裂施工程序，施工结束。 3、关井、放喷、压井上提油管到上一个压裂的位置。 关井、放喷、压井上提油管到上一个压裂的位置。 4、重复以上步骤，至整个井段压裂结束。 重复以上步骤，至整个井段压裂结束。
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第一部分： 第一部分：研究背景与意义
前期主要采用的改造方式： 前期主要采用的改造方式： 1、超高排量笼统压裂。 超高排量笼统压裂。 2、封隔器、桥塞或化学胶塞分段改造。 封隔器、桥塞或化学胶塞分段改造。 工艺上成功，未能达到预期效果。 工艺上成功，未能达到预期效果。 水力喷射定点压裂技术：是集射孔、压裂、封隔一体化的新技术， 水力喷射定点压裂技术：是集射孔、压裂、封隔一体化的新技术，是 一种全新压裂技术。为哈里伯顿公司专有。 一种全新压裂技术。为哈里伯顿公司专有。 我国于2005年在靖安油田靖平1井与哈里伯顿公司合作， 我国于2005年在靖安油田靖平1井与哈里伯顿公司合作，首次成 2005年在靖安油田靖平 功开展了水力喷射分层压裂。该技术在我国属于起步阶段。 功开展了水力喷射分层压裂。该技术在我国属于起步阶段。 为了提高水平井开发效果，开展了水力喷砂定点压裂技术研究。 为了提高水平井开发效果，开展了水力喷砂定点压裂技术研究。
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第二部分： 第二部分：关键技术及创新内容
㈡ 水力喷砂射孔参数设计优化
2、压力、流速 压力、 根据水力学的动量定律， 当喷嘴的截面一定时， 根据水力学的动量定律， 当喷嘴的截面一定时，射流速度 与压力成正比。试验证明，当通过喷嘴的流速保持在120米 与压力成正比。试验证明，当通过喷嘴的流速保持在120米/ 工作压力12MPa以上时，可以取得较好的切割效能。 12MPa以上时 秒、工作压力12MPa以上时，可以取得较好的切割效能。 3、喷射时间 在一定的工作压力下， 在一定的工作压力下，当射流达到 一定深度后， 一定深度后，继续延长喷射时间是 无意义的。喷射时间一般在15 15无意义的。喷射时间一般在15-20 分钟。 分钟。
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第一部分： 第一部分：研究背景与意义
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第一部分： 第一部分：研究背景与意义
吐哈油田现有水平井99口 吐哈油田现有水平井99口。 99 水平井压裂改造难点： 水平井压裂改造难点： 1.改造井段长，采用分段改造。 1.改造井段长，采用分段改造。 改造井段长 2.一般需分3-5段压裂，封隔工具要求高。 2.一般需分3 段压裂，封隔工具要求高。 一般需分 3.多为裸眼完井和筛管完井，封隔难度大。 3.多为裸眼完井和筛管完井，封隔难度大。 多为裸眼完井和筛管完井 提高水平井压裂改造效果主要对策： 提高水平井压裂改造效果主要对策： 1.均衡改造。 1.均衡改造。 均衡改造 2.有效封隔。 2.有效封隔。 有效封隔 3.起裂位置裂缝形态确定。 3.起裂位置裂缝形态确定。 起裂位置裂缝形态确定