碎软低渗煤层水平井水力喷砂射孔工艺优化 被引量：3

1

作者 张永成 赵祉友 +6 位作者 汪奇 文贤利 刘亮亮 李德慧 张为 王旭超 李大冬 《煤炭工程》 北大核心 2024年第2期17-23,共7页

针对碎软低渗煤层水平井煤粉产出危害,提出采用水力喷砂射孔压裂来实现“射孔-增透-控粉”为一体的压裂改造理念,具体工艺包含水力喷砂射孔、高压射流、环空压裂以及水力补射孔清洗。通过成本及工艺对比,选择油管拖动水力喷砂射孔方式... 针对碎软低渗煤层水平井煤粉产出危害,提出采用水力喷砂射孔压裂来实现“射孔-增透-控粉”为一体的压裂改造理念,具体工艺包含水力喷砂射孔、高压射流、环空压裂以及水力补射孔清洗。通过成本及工艺对比,选择油管拖动水力喷砂射孔方式进行压裂,并对工艺和关键工具进行优化。首先,优化防反冲蚀破坏一体化硬质合金圆锥收敛型喷嘴,能实现排量2.0~2.5 m3/min时,射流压力为16.5~25.8 MPa。其次,优化喷射器本体,能有效射穿套管、水泥塞,并射入岩石一定深度。配套一体化管柱顺利完成了煤层气U型水平井压裂和补射孔施工各8段,每段射孔时间15 min以上,并充分顶替返排煤粉,投产3年后产气量仍达到3500 m3/d以上,表明优化工艺达到了碎软低渗煤层改造效果。与连续油管分段压裂技术相比,油管拖动水力喷射压裂单段压裂作业成本降低了28.5%。 展开更多

关键词 碎软低渗煤层 水平井 水力喷砂射孔 压裂

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水力喷砂射孔在油气田开发中的应用 被引量：31

2

作者 于永 杨彪 +2 位作者 杜宝坛 马收 孟庆民 《特种油气藏》 CAS CSCD 2002年第4期56-58,共3页

喷砂射孔技术集射孔、解堵于一体 ,适合于处理复杂井况条件。通过现场试验和理论研究 ,形成了一套喷砂射孔现场方案的设计方法 ,可以根据不同的油气井井身结构、喷射层位、喷射工具 ,设计喷射过程的施工排量、喷射时间 ,预测施工过程的... 喷砂射孔技术集射孔、解堵于一体 ,适合于处理复杂井况条件。通过现场试验和理论研究 ,形成了一套喷砂射孔现场方案的设计方法 ,可以根据不同的油气井井身结构、喷射层位、喷射工具 ,设计喷射过程的施工排量、喷射时间 ,预测施工过程的压力及喷射深度 ,优化施工时间。 展开更多

关键词 水力喷砂射孔 油气田开发 应用 压裂 校核 设计

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水力喷砂射孔与起裂大型物理模拟试验 被引量：14

3

作者 胡强法 朱峰 +3 位作者 李宪文 付钢旦 赵文 吕维平 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期81-87,共7页

采用油田现场使用的施工参数、喷射工具和施工设备,用与长庆油田长6地层对应的露头岩样制作靶件,模拟水力喷砂射孔与起裂的过程,进行大型物理模拟试验,并用专用工具解剖试验靶件。结果表明:喷砂射孔的完整孔形呈泪滴形,分为套管穿孔段... 采用油田现场使用的施工参数、喷射工具和施工设备,用与长庆油田长6地层对应的露头岩样制作靶件,模拟水力喷砂射孔与起裂的过程,进行大型物理模拟试验,并用专用工具解剖试验靶件。结果表明:喷砂射孔的完整孔形呈泪滴形,分为套管穿孔段、入口反溅段、水泥环缩径段和主体段4部分;起裂后的孔道末端还有一狭长的剑形通道;试验条件下,射流速度超过一定限度后会导致靶件起裂,表明射流速度提高可使孔内局部增压显著;起裂后射流顺裂缝方向冲刷形成剑形通道,使喷砂射孔通道成倍增长,有利于改善穿透效果;多个喷嘴射出的孔道保持各自独立的孔形,起裂后的裂缝可连通各个孔道,在试验条件下多个射流通道共同作用可引导近井地带裂缝的形成与扩展。 展开更多

关键词 射流 水力喷砂射孔 起裂 模拟试验 孔道形状

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水力喷砂射孔参数优化室内实验研究 被引量：12

4

作者 付钢旦 李宪文 +2 位作者 任勇 王在强 桂捷 《特种油气藏》 CAS CSCD 2011年第3期97-99,140,共3页

为了更有效地将水力喷砂射孔压裂技术应用于油藏开采中,对水力喷砂射孔参数进行室内实验研究。研究主要包括对不同岩样强度下喷射速度、射孔时间、喷嘴尺寸以及流体介质的优选。实验表明:喷射速度越高,射孔深度越深,同时喷嘴磨损程度增... 为了更有效地将水力喷砂射孔压裂技术应用于油藏开采中,对水力喷砂射孔参数进行室内实验研究。研究主要包括对不同岩样强度下喷射速度、射孔时间、喷嘴尺寸以及流体介质的优选。实验表明:喷射速度越高,射孔深度越深,同时喷嘴磨损程度增加;喷嘴尺寸越大,射孔效果越好;喷射速度越高,所需最佳喷射时间越短;喷射液体类型对射孔深度影响不大。该实验研究为水力喷砂射孔压裂工艺中关键参数的选取提供了重要依据。 展开更多

关键词 水力喷砂射孔 喷射速度 喷嘴尺寸 喷射时间 喷射液体 参数优化

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水力喷砂射孔技术在煤层气开发中的应用 被引量：14

5

作者 袁玉 赵金 +2 位作者 曹立虎 胡亚斐 任勇 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第5期68-73,共6页

针对煤层气井水力喷砂射孔过程中出现的喷嘴堵塞、喷嘴反溅严重、寿命低、无法形成有效射孔孔眼的问题,研究了不同孔径喷射器水力参数的影响因素。通过对喷嘴水力参数和结构的优化,设计了新型的喷射器,并改进了现有水力喷砂射孔工具组... 针对煤层气井水力喷砂射孔过程中出现的喷嘴堵塞、喷嘴反溅严重、寿命低、无法形成有效射孔孔眼的问题,研究了不同孔径喷射器水力参数的影响因素。通过对喷嘴水力参数和结构的优化,设计了新型的喷射器,并改进了现有水力喷砂射孔工具组合。结果表明:在规格4(个)×6 mm喷射器、排量1.4 m^3/min、砂比8%、泵压50 MPa的条件下,15 min内可以将井下5.5英寸(140 mm)厚的套管射穿;所优化的喷嘴和工具组合解决了以往施工过程存在的喷射器喷嘴堵塞、抗反溅能力差以及以往水力喷砂射孔孔眼验证问题,实现了喷砂射孔环空压裂的一体化,缩短了煤层改造的时间。 展开更多

关键词 煤层气 水力喷砂射孔 射孔参数 压裂 喷射器

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水力喷砂射孔孔道-裂缝起裂机理研究 被引量：4

6

作者 曲海 刘营 许颖 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期111-116,共6页

与传统射孔工艺相比,水力喷砂射孔方法产生的地层孔具有孔径大、孔道长和孔数少特点。针对射孔孔道影响压裂裂缝形态问题,开展孔道周围应力分布及起裂机理的研究工作。研究中采用三维有限元数值模拟结合室内实验验证的方法,分别从布孔... 与传统射孔工艺相比,水力喷砂射孔方法产生的地层孔具有孔径大、孔道长和孔数少特点。针对射孔孔道影响压裂裂缝形态问题,开展孔道周围应力分布及起裂机理的研究工作。研究中采用三维有限元数值模拟结合室内实验验证的方法,分别从布孔方式、射孔方位和水平井筒方位方面,揭示了水平井近井筒区域喷砂射孔孔道产生的3种裂缝形态。研究表明,压裂裂缝倾向于从射孔孔道根部位置起裂;水平井筒与最小水平主应力夹角小于30°,两层布孔可在近井筒区域产生一条横向裂缝,螺旋布孔和对称布孔产生多条横向裂缝;纵向裂缝比横向裂缝更易于产生,形成纵向裂缝与横向裂缝相结合的扭曲裂缝;水平井筒与最小水平主应力夹角大于80°,产生一条纵向裂缝,与喷砂射孔参数无关。该研究可为水平井水力喷砂射孔及压裂合理施工提供理论指导。 展开更多

关键词 水力喷砂射孔 起裂机理 裂缝形态 水力压裂

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基于离散相模型的水力喷砂射孔器优化设计 被引量：2

7

作者 张德荣 吴思梦 黄泽贵 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第17期2073-2080,共8页

针对常用水力喷砂射孔器冲蚀磨损严重、使用寿命短的问题,运用数值模拟软件的离散相模型,分析了常用水力喷砂射孔器的冲蚀磨损规律,提出了工具结构和喷嘴结构的优化设计方案;并对新型水力喷砂射孔器的射流性能和耐冲蚀性能进行验证。研... 针对常用水力喷砂射孔器冲蚀磨损严重、使用寿命短的问题,运用数值模拟软件的离散相模型,分析了常用水力喷砂射孔器的冲蚀磨损规律,提出了工具结构和喷嘴结构的优化设计方案;并对新型水力喷砂射孔器的射流性能和耐冲蚀性能进行验证。研究结果表明:常用水力喷砂射孔器的冲蚀磨损主要集中在工具内腔喷嘴入口处、喷嘴内流道和工具外壁喷嘴出口处,且射孔器结构、射孔液运动特性、管柱振动和工作环境是造成冲蚀磨损的4个主要原因;相同条件下,相比于常用水力喷砂射孔器,所提出的新型水力喷砂射孔器的射流速度更大,上下层喷嘴间的速度差更小,耐冲蚀性能更佳。 展开更多

关键词 水力喷砂射孔器 冲蚀磨损 连体结构 喷嘴优化 数值模拟

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泾河油田连续油管水力喷砂射孔环空多簇压裂技术 被引量：10

8

作者 陈路原 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期108-112,共5页

针对泾河油田长8油藏水平井压后初期产量低且递减快的问题,根据连续油管水力喷砂射孔环空多簇压裂的技术原理,结合压裂裂缝诱导应力场分析,对簇间距、射孔参数和施工参数进行了优化,形成了泾河油田长8油藏连续油管水力喷砂射孔环空多簇... 针对泾河油田长8油藏水平井压后初期产量低且递减快的问题,根据连续油管水力喷砂射孔环空多簇压裂的技术原理,结合压裂裂缝诱导应力场分析,对簇间距、射孔参数和施工参数进行了优化,形成了泾河油田长8油藏连续油管水力喷砂射孔环空多簇压裂施工方案：压裂簇间距15-38m,射孔位置距离天然裂缝5-10m,射孔喷射速度大于190m/s,压裂施工排量4-5m^3/min,前置液比例28%-32%,段加砂量25-45m^3,平均砂比25.5%-27.0%。该技术在9口井进行了现场应用,与优化前相比,一次压开成功率提高39.3%;与单簇压裂相比,平均单井产量提高3.5t/d。应用结果表明,连续油管水力喷砂射孔环空多簇压裂技术能实现低孔、特低渗砂岩油藏的有效开发,具备推广应用价值。 展开更多

关键词 水平井 连续油管 水力喷砂射孔 多簇压裂 长8油藏 泾河油田

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水力喷砂射孔机理及力学特性分析 被引量：7

9

作者 张德荣 吴思梦 蒲阳凤 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1089-1095,共7页

通过分析水力喷砂射孔机理,建立了磨料射流形成过程的动力学模型,推导出了液相的加速表达式以及磨料颗粒在喷嘴内的运动方程;基于塑性材料破坏的第四强度理论和岩石破坏的库伦-摩尔准则,建立了球形磨料颗粒对套管、岩石打击过程的力学模... 通过分析水力喷砂射孔机理,建立了磨料射流形成过程的动力学模型,推导出了液相的加速表达式以及磨料颗粒在喷嘴内的运动方程;基于塑性材料破坏的第四强度理论和岩石破坏的库伦-摩尔准则,建立了球形磨料颗粒对套管、岩石打击过程的力学模型,推导出了磨料颗粒的极限速度表达式;借助MATLAB软件,使用迭代法对上述力学模型进行了计算验证。研究结果表明:在喷嘴结构参数和颗粒直径不变时,液相速度越大、加速度越大,则磨料颗粒的加速也会越快;而磨料颗粒对材料的冲击作用力不仅与靶件本身的性能参数有关,还与颗粒的冲击速度和密度呈正相关。 展开更多

关键词 水力喷砂射孔 破坏准则 加速过程 力学模型 迭代法

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页岩气套变井水力喷砂套管射孔实验研究

10

作者 刘辉 李文哲 +3 位作者 曾松 喻成刚 程梓涵 李鹤 《钻采工艺》 北大核心 2025年第4期100-108,共9页

页岩气井套管变形已经成为制约川南页岩气高效开发的关键问题。为验证套变通径小于54 mm的页岩气井采用水力喷砂进行首段套管射孔的可行性,开展了小直径喷枪水力喷砂套管射孔室内实验,建立了基于图像识别的射孔孔眼面积计算方法,分析了... 页岩气井套管变形已经成为制约川南页岩气高效开发的关键问题。为验证套变通径小于54 mm的页岩气井采用水力喷砂进行首段套管射孔的可行性,开展了小直径喷枪水力喷砂套管射孔室内实验,建立了基于图像识别的射孔孔眼面积计算方法,分析了不同喷嘴位置及不同连接管材、喷嘴尺寸等因素对射孔效果的影响规律。研究结果表明:水射流存在一个与射流压力相对应的最佳靶距区间使得射流打击力达到最大值,在该最佳靶距区间内增加射流压力可以显著增大射孔切削速度。多喷嘴喷枪水力喷砂射孔,枪身腔体底部磨料堆积效应将使喷嘴射孔能力由下往上依次减弱,使用小直径喷嘴可以降低磨料堆积的影响并更快射穿套管,且多个喷嘴间的射孔能力和射孔效果更加一致。采用连续油管连接时喷枪在套管内呈现倾斜状态且各喷嘴靶距不一致导致喷射出细尾状的不规则孔眼,建议采取措施尽量维持喷枪垂直和居中来保障射孔质量。 展开更多

关键词 页岩气 套变井 水力喷砂射孔 射孔实验

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水平井定向喷砂射孔工具设计与动力学分析 被引量：1

11

作者 周卫东 李罗鹏 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期109-114,共6页

基于水力喷砂射孔技术,结合重力定向原理,设计水平井定向喷砂射孔工具,动力学分析与地面验证试验表明喷枪轴线与井筒轴线存在偏心时能够可靠定向,建立定向偏角与喷枪偏转动力矩、过盈配合阻力矩、液柱压力导致的密封件阻力矩以及轴承旋... 基于水力喷砂射孔技术,结合重力定向原理,设计水平井定向喷砂射孔工具,动力学分析与地面验证试验表明喷枪轴线与井筒轴线存在偏心时能够可靠定向,建立定向偏角与喷枪偏转动力矩、过盈配合阻力矩、液柱压力导致的密封件阻力矩以及轴承旋转阻力矩之间的力学模型。结果表明:偏心距与喷枪自重是提升定向精度的关键因素,而密封件与转轴之间的过盈配合是阻碍定向的关键因素;设计条件下其最大阻力矩占比可达68.4%,地面射孔试验的孔眼与基准位置的偏离角度为2°~4°,喷枪定向效果良好;变更射孔位置时无论拖动还是转动,喷枪均都能够自如地回到初始位置,且打压后喷枪稳定性较好,不存在无序转动、摆动现象。 展开更多

关键词 水力喷砂射孔 定向射孔 重力定向 力学模型

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含泄漏层的井下水力增压器增压特性研究

12

作者 黄壮 夏成宇 +3 位作者 任向东 李伦 侯作富 何宇航 《机床与液压》 北大核心 2021年第18期8-14,21,共8页

为了进一步提高水力喷砂射孔技术的射流压力,摆脱传统的地面增压方式因压力传输困难、能耗高等原因对深层地层岩石压裂难的困境,基于实际射孔工艺要求,设计了井下水力增压器。根据井下水力增压器的结构和工作原理,考虑活塞与活塞筒之间... 为了进一步提高水力喷砂射孔技术的射流压力,摆脱传统的地面增压方式因压力传输困难、能耗高等原因对深层地层岩石压裂难的困境,基于实际射孔工艺要求,设计了井下水力增压器。根据井下水力增压器的结构和工作原理,考虑活塞与活塞筒之间的泄漏层对增压效果的影响,建立了增压缸流体域模型,利用动网格技术对增压缸的增压特性进行数值模拟研究。研究结果表明:增压过程中,增压腔压力和流体出射速度均随时间先增大后逐渐呈现出高频周期性波动的规律;增压腔压力和流体出射速度随输入压力和低压腔与增压腔流体的有效作用面积比的增大而增大,且增压腔压力近似等于输入压力和有效作用面积比的乘积;泄漏层厚度对增压腔压力和流体出射速度的波动性影响很大。该研究结果为后期增压器结构设计和参数优选提供了参考。 展开更多

关键词 水力喷砂射孔 井下增压器 动网格 泄漏层 增压特性

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致密砂岩油藏水平井多簇压裂技术提高采收率研究及应用 被引量：1

13

作者 何青 姚昌宇 李国锋 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2015年第5期115-118,共4页

泾河油田常规水平井分段压裂技术改造后初产低、递减速率快的问题。为此,从如何有效沟通天然裂缝出发,以最大限度地提高压裂改造效果为目标,提出了水平井多簇压裂技术,该技术具有储层改造体积大、裂缝区带宽、可有效提高沟通天然裂缝的... 泾河油田常规水平井分段压裂技术改造后初产低、递减速率快的问题。为此,从如何有效沟通天然裂缝出发,以最大限度地提高压裂改造效果为目标,提出了水平井多簇压裂技术,该技术具有储层改造体积大、裂缝区带宽、可有效提高沟通天然裂缝的几率等优点。最终确立了适合泾河油田长8油藏的水平井分段多簇压裂技术。现场试验12口井118段211簇,平均初产达8.2 t/d,相比单簇提高了3.4倍,投产3个月后平均产量6.1 t/d,相比单簇压裂提高了3.8倍,增产效果明显高。水平井多簇压裂技术最大限度地提高了泾河油田长8油藏改造体积,对致密低渗砂岩油藏的高效开发具有一定推广价值。 展开更多

关键词 致密砂岩油藏 水平井 水力喷砂射孔 多簇压裂

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浅煤层气不固井水平井连续油管拖动压裂工艺应用及评价 被引量：6

14

作者 邹长虹 李同桂 +3 位作者 何鹏 张慧杰 柯林华 李强 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2022年第4期170-174,共5页

相对于其它工艺,连续油管拖动压裂应用于浅煤层气不固井水平井有较明显的技术优势,但工具性能和压裂设计是决定工艺成功和应用效果的关键。作者基于理论研究,结合既往施工经验,有针对性地改进核心工具结构与材质,提升工具可靠性和重复... 相对于其它工艺,连续油管拖动压裂应用于浅煤层气不固井水平井有较明显的技术优势,但工具性能和压裂设计是决定工艺成功和应用效果的关键。作者基于理论研究,结合既往施工经验,有针对性地改进核心工具结构与材质,提升工具可靠性和重复使用性,同时借助压裂软件模拟不同煤层段的裂缝形态,优化压裂排量、加砂强度、铺砂浓度等参数。2020年在中海油中联煤层气公司所属沁水盆地、寿阳区域浅煤层气不固井水平用活性水加砂完成5井次32段连续油管拖动压裂,水力喷砂射孔一次成功率97%,压裂施工与设计符合率100%,工具一次入井完成全井段施工并顺利起出,获得同区块直井3~5倍稳定气产量的改造效果,改进后的核心工具性能较改进前有了本质的提高,进一步验证了活性水环空加砂压裂的可行性。 展开更多

关键词 连续油管拖动压裂 水力喷砂射孔 浅煤层气 环空加砂 不固井水平井

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