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高压超低渗油气层压裂增产技术 ——水力喷砂射孔压裂 宝鸡市赛孚石油机械有限公司
概要
01
国内外现状及发展趋势
02
技术特点
03
配套工具介绍
04
现场使用情况
05
井口配套相关产品
06
汇报提纲
水力喷砂射孔压裂技术概要
一、概要
水力压裂技术经过了近半个世纪的发展，特别是自80年代末以来，在压裂设计、压
裂液和添加剂、支撑剂、压裂设备和监测仪器以及裂缝监测等方面都获得了迅速的展，
使水力压裂技术在缝高控制技术、高渗层防砂压裂、重复压裂、深穿透压裂以及大砂量
多级压裂等方面都出现了新的突破。
现在水力压裂是油田增产、增注，保持油田稳产的一项重要工艺技术。它利用液体
传导压力的性能，在地面利用高压泵组，以大于地层吸收能力的排量将高粘度液体泵入
井中，在井底憋起高压，此压力超过油层的地应力和岩石抗张强度，在地层产生裂缝，
继续将带有支撑剂的携砂液注入裂缝，裂缝边得到延伸，边得到支撑。停泵后就在油层
形成了具有一定宽度的高渗透填砂裂缝，由于这个裂缝扩大了油气流动通道，改变了流
动方式，降低了渗流阻力，可起到增产增注作用，这一施工过程就叫油层水力压裂。已
广泛应用于低渗透油气田的开发中。
水力喷射压裂技术概要
一、概要
宝鸡赛孚石油机械公司与长庆油田油气工艺研究院合作开发的水力喷砂射孔（割
缝）技术，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射
穿套管、岩石，形成孔眼，孔眼底部依靠环空流体补液压力增高，超地层破裂压力后
起裂并造缝。
水力喷砂射孔压裂工具主要用于长庆油田、吉林油田、吐哈油田、青海油田等
国内各大油田。其中以长庆油田为主，年供货量在1000套以上。
水力喷砂射孔压裂技术是依据伯努利原理，将油管柱内液体的压能转化为喷嘴出
口处的高速动能，根据水动力学动量-冲量原理，射穿套管、沟通地层。压裂时采用
油、套混注的方式，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，由于喷嘴出口处高速低压，具有喷射泵的吸液功
能，环空的流体在压差的作用下被吸入地层，维持裂缝的延伸，实现水力封隔。
水力喷射压裂技术国内外现状及发展趋势
二、国内外现状及发展趋势
在国外，该技术于1998年发明并投入现场应用，2002年起应用规模、范围扩大，初期以裸
眼水平井分段增产改造为主，后期在垂直井内的应用日益增多。 2002年7月对已作业的62口井
的统计表明，截至当时，裸眼水平井内的应用最多，达到40口，垂直井应用11口，不到20%；
连续管作业18口，占30%；成功率较高，经济成功的有34口，工艺成功的有21口，只有7口井
失败。平均增产30 – 60%，成本与单级压裂相当或稍高。
2003年，首次在巴西的Campus湾海上一口井试作业并取得成功。且在技术成熟的基础上
寻求应用拓展。
2004年中期Hulliburton公司首次采用水力喷射射孔环空压裂技术（HJP-AF）——已定型为
一种新型压裂技术，利用常规尺寸连续管（～2″）实现大型压裂，主要用于垂直井分段压裂。
水力喷射压裂技术国内外现状及发展趋势
二、国内外现状及发展趋势
2005年5月，水力喷射射孔环空压裂技术应用超过45口井，主要是垂直井作业，其中只有
两口水平井，″的连续管完成作业，平均增产40～60%。
2005年中期，水力喷射压裂技术在国外应用超过130多口井。包括酸化压裂、支撑剂压裂、
组合压裂和大排量清水压裂，涉及固水泥、不固水泥套管井、开槽衬管井、裸眼井。大部分为
陆上作业，有部分用于海上和深海作业。
国外已应用超过1000口井，美国路易斯安那州西部Jannes Lime地层（裸眼完井）水力喷
射酸压处理过80多口井，平均每口井造缝8条，共造缝600多条。
从以上总体看，水力喷射压裂增产技术非常成功。在全世界范围内迅速发展，逐渐扩展到
加拿大、巴西、哈萨克斯坦、俄罗斯等，技术主要由Hulliburto公司和BJ公司等掌握。
二、国内外现状及发展趋势
我国于2005年与哈里伯顿公司合作采用常规油管在靖安油田靖平1井和庄平3井顺利完成增
产作业，这是该工艺在国内首次试验。
随着国家经济发展对能源的巨大需求、加之日益枯竭的能源危机，迫使能源勘探技术不断
革新，必须加大和有针对性对低压、低渗透率、低孔隙度的“三低”油气藏开发及煤层气、页
岩气等非常规油气资源的开发。目前，以上非常规油气资源的开采工艺是通过水力压裂达到工
业性油气流开发生产。
水力喷射压裂设备其优良的工艺特性及其安全性，受到各石油公司的迫切需求。目前， 其
核心技术只掌握在少数石油机械技术发达的国外公司之中；我国近年来也投入了大量科研 费用
研发这一项目。通过这几年不断的油田作业试验及改进，其技术逐渐成熟，逐步获得油 田认可，
特别是中石油主力油田---长庆油田油气田得以大量推广形成了批量化。
水力喷射压裂技术国内外现状及发展趋势
技术特点：
水力喷射压裂技术特点
三、技术特点：
可根据每一口井的情况，定制喷射工具与参数；根据每一组裂缝的要求设计
工艺程序，确定裂缝大小、选择压裂液与环空介质。
通过喷射工具定位及喷嘴倾角与方向的调整，有效控制裂缝位置与裂缝产生
时的方向。
具有广泛的适应性。能用于水平井、大斜度井和垂直井，能在裸眼井、衬管
完井井眼和套管井内使用。根据需要，可使用钻杆、油管或连续管作业。
作业介质可使用酸液，在碳酸盐岩地层实施挤酸或酸化压裂；
环空介质可使用CO2/N2，在井下利用高压射流的强力剪切形成泡沫，实现
泡沫酸化或压裂，并避免在地面生成泡沫带来的摩阻大、到井下后泡沫性质改变
等问题。
采用双通道，环空和井底压力低，安全性好；还能通过改变环空流量快速调
整井底压裂液的浓度和泡沫性能。
水力喷射压裂技术特点
三、技术特点：
水力喷射压裂技术是一项能有效控制裂缝起裂的增产措施。只在指定的
位置处进行压裂造缝。
序号
特性
常规压裂
水力喷射压裂
1
产生裂缝
压力
由射流产生裂缝
环空压力+射流增压使裂缝延伸
2
裂缝位置
无法精确预测
精确
3
裂缝初始方向
无法预测
可确定
4
封隔方式
机械一段
水力封隔一次多段
水力喷射压裂技术特点
技术特点：
工作机理
水平井水力喷砂分段压裂技术—根据动力学动量—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。