水力喷砂分段压裂优化设计与施工_陈作VIP专享VIP免费

第32卷第3期2010年5月石油钻采工艺OILDRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGYVol.32No.3May2010文章编号：1000–7393（2010）03–0072–04水力喷砂分段压裂优化设计与施工陈作1王振铎1郑伟1邱晓惠1孟祥燕2（1.中国石油勘探开发研究院廊坊分院，河北廊坊065007；2.新疆油田公司工程技术处，新疆克拉玛依834000）摘要：依据水力喷砂分段压裂的技术特点结合常规加砂压裂设计方法，建立了水力喷砂分段压裂优化设计方法。通过数值计算，给出了喷嘴数量与施工排量的匹配关系曲线和环空压力与排量的关系曲线，借助实验手段，模拟现场油管与环空注入压裂液的比例研究了压裂液混合液的黏弹性恢复能力和耐剪切性能，为现场水力喷砂射孔喷嘴数量、排量和射流速度的设计，加砂压裂油管和环空排量的优化提供了参考。关键词：水平井；水力压裂；喷砂射孔；喷嘴；射流参数；设计；施工中图分类号：TE357.1文献标识码：AHydraulicsandblastingsegregatedfracturingoptimizationandoperationtechnologyCHENZuo1,WANGZhenduo1,ZHENGWei1,QIUXiaohui1,MENGXiangyan2(1.LangfangBranch,ResearchInstituteofPetroleumExplorationandDevelopment,Langfang065007,China;2.EngineeringTechnologyDepartmentofXinjiangOilfieldCompany,Karamay834000,China)Abstract:Basedonthecharacteristicsofhydraulicsandblastingsegregatedfracturingtechnology,combinedwiththeconven-tionalsandfracturingmethods,anewmethodofhydraulicsandblastingsegregatedfracturingoptimizationisdeveloped.Throughnumericalcalculation,thecurvesshowingthematchofnozzlenumberwithoperationdisplacementandthecorrelationbetweenannularpressureanddisplacementaregiveninthispaper.Theproportionoftheoiltubeandthefracturingfluidwithannularwaterinjectionissimulated;viscoelasticityrecoverycapabilityandshearingresistencepropertyoffracturingfluidmixturearestudied.Allthisprovidesguidanceandreferenceforthedesignofnozzlenumber,displacement,andjetflowvelocityofhydraulicsandblastingperforation,andtheoptimizationofsandfracturingoiltubeandannulardisplacement.Keywords:horizontalwell;hydraulicfracture;sandjetperforation;nozzle;jetflowparameter;design;operation作者简介：陈作，1968年生。1991年毕业于西南石油学院油藏工程专业，主要从事低渗透油气藏压裂酸化理论与现场应用研究工作，高级工程师。E-mail：cz69@petrochina.com.cn。水力喷砂分段压裂技术是集喷砂射孔与加砂压裂联作的储层改造技术，为确保其成功实施，既要优化设计水力射流参数以射开套管与水泥环建立井筒与地层的沟通，又要优化加砂压裂设计以延伸水力裂缝，使缝长、缝高等裂缝参数达到设计要求。1水力喷砂压裂优化设计Methodforhydraulicsandblastingfractur-ingoptimization水力喷砂压裂设计主要包括两部分：一是水力喷砂射孔设计，二是水力加砂压裂设计。水力喷砂射孔设计主要优化油管排量和喷嘴直径与数量，获得射开套管和水泥环的射流速度，沟通井筒与地层，同时在地层中形成裂纹，克服破裂压力，以延伸水力裂缝。水力加砂压裂设计主要优化环空排量以延伸水力裂缝，同时通过控制井底压力使已压开裂缝不再开启，达到分段压裂的目的，此外还要优化泵注程序获得合理支撑剖面。因此，水力喷砂压裂设计需综合考虑喷嘴数量与射流速度、油管排量、环空排量与泵注程序等，见图1。陈作等：水力喷砂分段压裂优化设计与施工73图1水力喷砂压裂优化设计示意图Fig.1Sketchshowingtheprincipleofcasingcuttingwithhydraulicperforation1.1水力喷砂射孔设计Hydraulicsandblastingfracturingperforationdesign水力喷砂压裂首先要射穿套管和水泥环，建立地层吸液通道，而多种因素影响射穿套管和水泥环。（1）水力喷砂射孔切割套管的主要影响因素。携带石英砂的水射流颗粒垂直冲击套管表面，在砂粒入射能量大到足以使套管表面产生塑性变形的情况下，套管表面冲蚀的典型形状是唇形压坑。在压坑附近的亚表层中形成应变层，一部分材料被挤压到坑四周形成...