低渗透油藏压裂技术

压裂技术的进展与应用

国内外压裂技术发展现状汇报提纲我厂压裂技术取得的主要成果对2010年采油厂压裂工作的几点建议

1947年美国第一次水力压裂，60多年发展，压裂技术从理论研究到现场实践都取得了惊人的进步，压裂井数逐年上升。

压裂液：从原先的原油和清水发展到目前低、中、高温系列齐全的优质低伤害,且有延迟交联作用的胍胶有机硼“双变”压裂液体系和清洁压裂液体系；

支撑剂：从原先的天然石英砂发展到目前的中、高强度的人造陶粒，并且加砂方式从原先的人工加砂发展到混砂车连续加砂。

一、国内外压裂技术发展现状

压裂设备：从原先的小功率水泥车发展到现在的1000型和2000型压裂车；

单井压裂施工：从原先的小规模、低砂液比压裂作业发展到现在的超大型、高砂液比压裂作业；

压裂应用的领域：从原先的特定的低渗透油气藏发展到现在的特低渗和中高渗油气藏并举；针对的对象从原先的开发井（包括生产井和注水井）压裂拓宽到现在探井压裂。

压裂技术：从单项技术到技术系列集成、整体优化设计。（增产增注手段、认识评价方法）

一、国内外压裂技术发展现状序号单位2006年2007年2008年合计1滨南162120572纯梁5638591533东辛111112344海洋225河口243128836临盘3247511307鲁明2850791578鲁胜3145229胜采

11445510石油开发42382610611现河77306417112桩西720174413东胜556840163

小计35138144311772006～2008年胜利油田压裂情况统计

2006年以来，胜利油田实施1177井次，主要集中在现河、鲁明公司、东胜、临盘、石油开发中心、纯梁等几个单位，施工成功率96%。压裂施工井数由06年的351口井上升到08年的443井次，上升近26.2%。目前，胜利油田年平均压裂400多口，我厂年平均压裂50口。（一）压裂液

目前主要有碱性压裂液、酸性压裂液和清洁压裂液等。碱性压裂液最常用，酸性压裂液-西南、采油院都已研制和应用，清洁压裂液有采油院的VES压裂液低伤害压裂技术(1)水压裂技术；(2)清洁压裂液压裂技术；(3)清洁泡沫压裂技术；(4)CO2泡沫压裂技术（低压、水敏油藏）；(5)低稠化剂浓度压裂技术；(6)线性胶与低稠化剂浓度组合技术；(7)活性水、线性胶与低稠化剂浓度复合压裂技术。

一、国内外压裂技术发展现状一、国内外压裂技术发展现状（二）支撑剂序号名称粒径,mm陶粒类型颗粒密度g/cm3体积密度g/cm3破碎率45MPa60MPa1成都陶粒0.4～0.8高密3.552.12.076.142宜兴陶粒0.4～0.8低密2.871.7110.418.63胜利陶粒0.4～0.8中密3.011.808.354卡博陶粒0.4～0.8低密2.71.504.325圣戈班0.4～0.8低密2.751.604.62序号名称粒径,mm导流能力μm2·cm10Mpa20MPa30MPa40MPa50MPa60MPa1成都陶粒0.4～0.81421201018468552宜兴陶粒0.4～0.8155122875737233胜利陶粒0.4～0.8174122774828174卡博陶粒0.4～0.8362300263183135905圣戈班0.4～0.835229025317312580压裂支撑剂的物理参数根据国内各品牌检测报告，选定0.4-0.8mm卡博陶粒压裂用支撑剂。一、国内外压裂技术发展现状（三）施工规模施工排量：6.0-7.95m3/min，压裂液总量：834-863m3，支撑剂量：244-351t，支撑半长：187-347m。

胜利油田加砂规模最大的一口井是石油开发中心的义104-1侧，设计120m3，实际116m3；我厂加砂规模最大的是高891-10井，设计：121m3，实际：73m3。一、国内外压裂技术发展现状（四）压裂技术1、卡封压裂技术2、机械分层压裂技术3、限流压裂技术1、水平井套管限流压裂2、暂堵砂塞（液体胶塞）分段压裂3、封隔器分段压裂4、连续油管喷射加砂分段压裂5、定点水力喷射分段压裂直井压裂技术水平井压裂技术压裂技术直井压裂技术1、卡封压裂技术单压下层管柱1）卡封保护套管笼统压裂技术（最常用）2）暂堵上层，卡封压裂下层技术（纯化油田4-5组）封隔器：Y531B-115和k344-115Y531B-115采用投球、打压座封，施工中套管打平衡压力（10-15MPa）进行压裂施工。成功率95%以上。2、机械分层压裂技术QHK111封隔器QHK221封隔器分层压裂管柱工作原理：下入分层压裂管柱，座封封隔器，先压裂下层；压裂后，进行投球封隔下层，后压裂上层施工，完成分层压裂。管柱组合：光油管+Y221封隔器+滑套喷砂器+Y111封隔器+安全阀+压裂油管。现场应用：08年我厂在樊151-5井应用并取得成功。直井压裂技术3、限流压裂技术多层薄层限流压裂工艺主要手段：通过控制射孔数目、孔径和位置，实现多层段不采取机械分隔同时改造。优点：提高了多层压开程度、节约压裂成本，能够一次压开100m井段内的10个以上小层。适用类型：纯梁、滨南、河口等油区薄互层油藏。13孔/米16孔/米直井压裂技术1、水平井套管限流压裂水平井限流法压裂是利用射孔位置、孔数数目的优化以及施工参数的变化实施分段压裂.分段:依靠各段射孔数不同产生的节流压差进行限流分段。工艺原理施工工艺简单水平井分段压裂技术裂缝是否压开，裂缝数无法确定；施工受限，易砂堵。缺点优点内径76mmN80外加厚油管×2000m厚壁短节+水力锚+Y211封隔器：2000m（±0.5m）变径接头+内径76mmN80油管×20mA点：斜深：3217.17m垂深：3105.00mB点：斜深：3653.55m垂深：3138.50m限流射孔：

3488.5m-3489.0m

6孔

3578.0m-3578.5m

9孔

3646.0m-3646.5m

7孔水平井段长：158m1、水平井套管限流压裂—现场应用实施了3口井：史127－平1、商75－平1和高89－平1。水平井分段压裂技术常规射孔及压裂，射开一段压裂一段，建立砂塞后，再射开一段压裂一段。前两段采用套管压裂，最后一段采用油管压裂。施工结束后冲砂塞合层排液求产。砂塞是施工的关键，目前常用的有暂堵砂塞和液体胶塞砂塞两种。2、暂堵砂塞（液体胶塞）分段压裂—原理、特点优点无井下工具、施工设备简单，作业风险低；可简便的实施洗井冲砂作业；费用较低缺点(1)对高压、返吐能力强的地层，砂塞隔离效果差；(2)套管压裂对套管损伤大；(3)放喷时间长，施工周期长。2、水平井分段压裂技术工艺原理暂堵剂砂塞油层油层油层暂堵剂砂塞暂堵砂塞分段压裂示意图2、水平井分段压裂技术液体胶塞分段压裂示意图2、水平井分段压裂技术

国内外在20世纪90年代初采用该技术，主要用于套管完井的水平井，我厂09年在纯75平1井使用该技术取得成功。砂塞：液体胶塞长庆用的较多，我厂采用的是暂堵砂塞。2、暂堵砂塞（液体胶塞）分段压裂—现场应用纯75平1井井身轨迹图水平井分段压裂技术3、封隔器分段压裂（1）封隔器双卡上提分段压裂水平井分段压裂技术

可以一次性射开所有待改造层段，压裂时利用导压喷砂封隔器的节流压差压裂管柱,采用上提的方式，一趟管柱完成各层的压裂。

封隔器外径上大、下小（下小于105mm）控制射孔段长度，保证卡距小于10m卡距设置返循环通道喷砂口距胶筒距离小（仅200mm），预防沉砂3、封隔器分段压裂(2）不动管柱多级分段压裂水平井常规定点射孔后，依次下入封隔器、滑套等井下分层工具，建立压差座封封隔器，实施第一段的压裂，压裂后投球打开第二段的滑套，实现第二段的压裂，依次压裂三段、四段，压裂后放喷冲砂，起出压裂管柱。1、安全接头；2—水力锚；3、5、7--K344封隔器；4、6、8--喷砂器；9—筛管；10—水平井导向器水平井分段压裂技术封隔器分段压裂：（1）封隔器双卡上提分段压裂（2）不动管柱多级分段压裂优点：可保证多段压裂的针对性。缺点：工具能否顺利通过弯曲段、压裂后封隔器胶筒收回、管柱砂卡处理等问题仍旧是制约该项技术应用的关键。水平井分段压裂技术施工工艺：从连续油管进行喷砂射孔，从套管进行加砂压裂。分段原理:完成一段压裂后进行填砂分段4、连续油管喷射加砂分段压裂—工艺原理、特点施工连续，施工周期短；不需要封隔器，成功率高；不怕砂堵，可快速冲砂。优点缺点对套管损伤大；施工费用较高。水平井分段压裂技术连续油管射孔、环空压裂示意图连续油管射孔、环空压裂示意图连续油管射孔、环空压裂示意图连续油管射孔、环空压裂示意图连续油管射孔、环空压裂示意图连续油管射孔、环空压裂示意图连续油管射孔、环空压裂示意图连续油管射孔、环空压裂示意图

主要用于陆上多层油气藏和小井眼的改造，通过27/8in或17/8in连续油管注入，到2002年底在国外有超过5000口井采油该技术。08年以来在纯梁梁8-平1、樊147-平2、樊147-平1三口井应用。（BJ、高原公司）4、连续油管喷射加砂分段压裂—现场应用水平井分段压裂技术5、水力喷射分段压裂

水力喷射分段压裂(HJF)是集射孔、压裂、隔离一体化的增产措施，专用喷射工具产生高速流体穿透套管、岩石，形成孔眼，孔眼底部流体压力增高，超破裂压力起裂，造出单一裂缝。

在裸眼、筛管、套管完井的水平井上都可以进行。水力喷射原理水平井分段压裂技术5、水力喷射分段压裂用3.5寸油管或连续油管将专用水力喷射工具输送到压裂层段，压裂一段，回拉拖动工具再压第二段，依次压开三段、四段。（1）拖动式水力喷射压裂技术--哈里伯顿水平井分段压裂技术工艺缺点关键环节该不需要留砂塞分隔，减少对储层的伤害；不需要任何机械分隔装置，安全可靠；施工周期短.工艺优点井口需安装带压作业设备，若压完第一段后井口压力超过10MPa，则需放喷至10MPa以下方可进行第二段压裂油管加砂压裂施工中，套管需维持10-15MPa的环空压力，同时进行基液补充，压力的保证和基液量的确定非常关键；（1）拖动式水力喷射压裂技术--哈里伯顿水平井分段压裂技术（1）拖动式水力喷射压裂技术--哈里伯顿

2002年7月62口井统计，裸眼水平井应用多，成功率较高。平均增产30～60%以上，成本与单级压裂相当或稍高。2000年以后，国外应用水力喷射压裂技术比较多，仅2006-2007年两年时间HALLIBURTON公司在美国、加拿大、哈萨克斯坦、俄罗斯、巴西应用水力喷射压裂690层段，在德克萨斯创下了2天压裂10层段的记录。应用情况水平井分段压裂技术1、下入喷射压裂管柱，用基液替满井筒；2、对第1段喷砂射孔和压裂3、投低密度球，球到位后油管加压推动喷枪二的滑套芯下移，露出喷嘴，同时封堵喷枪一和下部油管，对第二层段喷砂射孔和压裂；4、重复上一步聚，直至压裂完所有层段；5、所有层段压裂完成后开井一起排液、排液时可以将球带出井筒，用捕球器接球。不动管柱滑套水力喷射分段压裂管柱结构喷枪喷枪工艺流程（2)不动管柱定点水力喷射压裂水平井分段压裂技术工艺缺点关键环节一次压裂施工完成，施工周期短。无封隔器，不动管柱分层改造，施工风险小。克服了常规水力喷射需带压装置、需动管柱、工期长、需取工具、压井伤害等众多缺点。工艺优点井下工具多，存在卡钻风险。若加砂规模大，工具磨蚀（尤其是第一段压裂）严重，须做好打捞的应急预案。压裂时保证球座封到位。工具下入位置准确。施工规模和参数要合理，避免砂堵。（2)不动管柱定点水力喷射压裂水平井分段压裂技术（五）压裂配套技术变粒径组合技术控缝高技术降滤失技术压裂配套技术在规模压裂中，由于天然裂缝的存在，同时使用0.09－0.224mm，0.224－0.45mm,0.45-0.9mm三种粒径，在保证一定导流能力的基础上，提高大规模施工成功率。

为了控制缝高，压裂初期，采用2-3m3/min小排量控制缝高、增加缝长；后提高排量至3.5～5.5m3/min以增大缝宽，提高裂缝内支撑剂的铺置浓度，提高裂缝导流能力。主要有柴油、互溶剂降滤技术，液氮降滤及助排技术，粉陶降滤技术等。

国内外压裂技术发展现状汇报提纲我厂压裂技术取得的主要成果对2010年采油厂压裂工作的几点建议二、我厂压裂技术取得的主要成果时间压裂工艺应用情况2000年以前压裂以单井优化为主，规模小小规模压裂，加砂10m3左右2000年-2003年整体压裂工艺研究与实施樊128块整体压裂前期研究，F128-5井，压后稳产期延长至少三个月，油井产能提高到13.4吨以上，单井稳产产能增加了8-9吨。2003年大型压裂试验2003年底，梁112-8井大规模压裂试验，加砂36m3,压后日产液45m3,日油35.1t,超过本块小规模井产量，由此转变了薄互层低渗透油藏的开发理念。2004年-目前滩坝砂压裂改进、推广与完善04年8月高89-1当时全局规模最大的，压裂液470m3，加砂66m3，压后自喷日油32吨，自喷15个月后转抽。2006年3月在油层跨度最大（79.3m），小层数最多（24个小层）的高891-10井上，设计加砂121m3,实际加砂73m3，当时是全局规模最大的一口井。至目前，相继在梁112、高89、樊147、樊144等滩坝砂低渗透油藏推广应用，形成具有纯梁特色的压裂配套技术1、我厂压裂技术发展历程2008年2009年2007年限流压裂技术高89平1井连续油管射孔、环空分段压裂梁8平1井樊147平2井樊147平1井分段射孔、分段压裂技术纯75平1井（中石化第一口压裂水平井）（该技术第一次在中国实施）（采油厂自主探索工艺）水平井压裂技术在应用方面走在总公司前列二、我厂压裂技术取得的主要成果1、我厂压裂技术发展历程2、取得的效果年份2001200220032004新井压裂井数（口）33454231老井压裂井数（口）13171113年压裂井数（口）46625344新井单井产油（吨）1500.0713.0565.3750.5新井累计增油（吨）49500320832374323265老井单井增油（吨）1200.0800.0933.3828.8老井累计增油（吨）15600136001026610774累计增油（吨）651004568334009340392001-2004年压裂井统计表2、取得的效果2005-2009年压裂井统计表

年份20052006200720082009新井压裂井数（口）2045343248老井压裂井数（口）91142711年压裂井数（口）2956385959新井单井产油（吨）1068.2709.51288.9784.21135.7新井累计增油（吨）2136431926438232509554515老井单井增油（吨）404.4700.51616.8545.1443老井累计增油（吨）364077056467147174872.6累计增油（吨）2500439631502903981259387

2001-2009年，采油厂新老区共实施压裂井合计448口，累计当年增产原油39.29×104t，平均年压裂50口。2009年老井措施、新井投产累计增产原油5.9×104t，压裂工艺成为纯梁提高难动用储量的有力手段和技术支撑，为采油厂的原油上产做出了重大贡献。

国内外压裂技术发展现状汇报提纲我厂压裂技术取得的主要成果对2010年采油厂压裂工作的几点建议

2010年，规划新老区5个，合计增加产能13.48×104t，其中高892、樊151-21、纯41压裂区块规划新钻油井31口，合计增加8.88×104t，占65.9%，都要进行压裂技术改造。高892块部署10口水平井，要分3-4段进行水平井大规模整体压裂、弹性开发，在全局都是首创。

区块名称含油面积（Km2）地质储量（104t）设计井数（口）新钻井（口）单井产能（t）区块年建产能(104t)油井总数油井水井其中水平井合计高8926.6356101010

1010133.9樊151-212.8154919973166.5/12.52.1纯412.31651526126

1882.88合计11.767534553113134414.5/25.58.882010年