第1頁一、國外儲層改造技術新進展二、未來技術發展建議第1頁一、國外儲層改造技術新進展1第2頁凍膠壓裂北（ft）東（ft）射孔位置觀測井2觀測井11.2×107m3滑溜水壓裂北（ft）東（ft）4.1×107m3412m914mBarnett頁巖分別采用凍膠壓裂與滑溜水重復壓裂時的微地震監測結果提高SRV：水平井+分段改造+滑溜水低傷害：滑溜水低成本：滑溜水+高效多段改造工藝+同步壓裂+工廠化作業第2頁凍膠壓裂北（ft）東（ft）射孔位置觀測井2觀測井112第3頁頁巖儲層遠東盆地Barnett阿巴拉契亞盆地Devonian密歇根盆地Antrim圣胡安盆地Lewis阿肯色州Fayetteville儲層主要特征脆性斷裂、天然裂縫發育低壓、水敏儲層束縛水充填天然裂縫系統，需要先排水頁巖+細砂巖、低壓、水敏，天然裂縫發育度相對低粘土含量相對低，天然裂縫發育度相對低增產措施常規壓裂液壓裂氮氣泡沫攜砂壓裂70-80%氮氣泡沫壓裂液CO2加砂壓裂70%氮氣泡沫大規模水力壓裂氮氣泡沫不攜砂壓裂酸壓和高能氣體壓裂氮氣泡沫壓裂活性水壓裂大型活性水壓裂液氮連續油管壓裂直井一次改造兩層的加砂壓裂，尾追高強度石英砂氮氣泡沫+線性膠交聯凍膠壓裂水平井分段壓裂清潔壓裂液

水平井同步壓裂

壓裂井層和壓裂液體系與工藝優選需求－－直井分層、水平井分段不同特征儲層有與其適應的工藝技術第3頁頁巖遠東盆地阿巴拉契亞盆地密歇根盆地圣胡安盆地阿肯色州3第4頁一.直井分層改造技術主體技術技術特點適用條件連續油管噴砂射孔環空加砂分層壓裂（CobraMax）水力噴砂射孔，環空加砂壓裂，砂塞封堵或底封隔器封堵。壓裂層數無限，最高單井連續施工19層。套管完井實際垂深≤3100m井底溫度≤140℃TAP套管滑套分層壓裂(treatandproduction)套管滑套和完井管柱一起下入，通過滑套和飛鏢實現分層壓裂，開關滑套可實現分層測試、分層生產。壓裂層數無限。套管完井目前尺寸單一，僅限4?”套管應用溫度160oC，耐壓差70MPa

國外直井分層壓裂技術以“連續油管噴砂射孔環空加砂分層壓裂”和“TAP套管滑套分層壓裂技術”為主，技術成熟，國內通過引進，在長慶蘇里格、四川須家河已應用。第4頁一.直井分層改造技術主體技術技術特點適用條件連續油管噴4第5頁射孔方式：電纜傳輸，逐層上返射孔，投球憋壓點火激發壓裂方式：投球封堵，逐層壓裂，一般5層以后橋塞封堵工藝參數：一般進行5層連續施工，最多可以連續施工12層JITP(just-in-timeperforating)實時射孔投球分層壓裂技術實現單井分壓40層應用區域：美國西部的皮申斯盆地Rulison氣田儲層特征：深度3657.6-4572m，厚度1524m滲透率0.001mD；地層溫度：130-160℃施工參數：單井施工層數≥40層，單日施工層數≥20層液體類型：交聯壓裂液、滑溜水壓裂平均排量4.7m3/min；最高施工壓力65.5MPa支撐劑濃度：交聯凍膠600-720kg/m3，滑溜水240-360kg/m3壓后氣井累積產量通常是傳統壓裂的3倍SPE119757一.直井分層改造技術第5頁射孔方式：電纜傳輸，逐層上返射孔，投球憋壓點火激發JI5第6頁二.水平井分段改造技術主體技術技術特點適用條件水力噴砂分段壓裂水力噴砂射孔，通過拖動連續油管實現逐段改造。壓裂段數無限。4〞、5-1/2〞、7〞套管、裸眼、篩管完井，井深4000m以內裸眼封隔器分段壓裂通過投直徑不同的球逐段打開滑套，依據井眼尺寸大小一般可分壓6-17段，最多分壓30段。裸眼完井，耐溫218oC，耐壓150MPa快速可鉆式橋塞分段壓裂水力泵送橋塞，橋塞座封，多級點火射孔，套管壓裂，連續油管鉆除橋塞。壓裂段數無限。套管完井，適用多種套管尺寸，耐溫232oC，耐壓86MPa第6頁二.水平井分段改造技術主體技術技術特點適用條件水力噴砂6第7頁美國Bakken油層地層深度2745-3230m滲透率0.0001-1mD（0.005-0.1mD占優）孔隙度2-12%（4-8%占優）水平段長度365.7-3962m采用裸眼封隔器分段壓裂平均排量6.2m3/min，平均壓力49.5Mpa最多分壓18段，壓后平均日產油130m3加拿大Bakken油層完井方式：4.5〞襯管完井水平段長825-1305m采用水力噴射分段壓裂技術最多分壓30段（66小時）施工排量：0.85-3.5m3/min每段加砂：5.0-11.3噸20/40目砂北美致密油開發借助水平井分段壓裂實現有效動用二.水平井分段改造技術第7頁美國Bakken油層加拿大Bakken油層北美致密油開7第8頁北德克薩斯Barnett頁巖井深：垂深2150—2450m,最深3050m

斜深2745m-4575m水平段:610-1830m地層溫度：71－93℃地層壓力系數：1.06-1.18滲透率：0.0001–0.0006mD

孔隙度：2%–6%施工方式水力泵送橋塞分段多簇射孔套管壓裂壓后效果壓裂前：無產量壓裂后：28300-56600m3/d橋塞鉆塞時間平均8-12min快速可鉆式橋塞分段壓裂技術在北美頁巖氣儲層改造中廣泛應用二.水平井分段改造技術第8頁北德克薩斯Barnett頁巖橋塞鉆塞時間平均8-12m第9頁多分支井導向工具的完善，初步形成多分支井立體改造技術儲層巖性：碳酸鹽巖、砂巖應用概況路易斯安那灰巖，深1828m、雙分支，各分支壓開7條縫，加入40/70目的渥太華砂102.5t、28%交聯酸166.5m3沙特阿拉伯2A區的Arab-D地層分支長度4160、4168m，分27段改造北美致密油也有所應用多支井定向工具系統包括：可控制工具旋轉的定向裝置和可調節的彎曲接頭，實現工具定位并進入分支進入分支控制方式：液體排量超過一個門限速度時，促使工具下部彎曲Bakken雙分支井HESS.2010.01二.水平井分段改造技術第9頁多分支井導向工具的完善，初步形成多分支井立體改造技術儲第10頁三.HiWAY通道壓裂技術HiWAY通道壓裂技術特點：建立以支撐劑墩柱支撐的非連續鋪置的大通道（深層油氣高速公路）支撐裂縫的大通道大大提升了油氣導流能力，消除了對充填層滲透率的依賴降低了壓裂液殘渣對導流能力的傷害，可進一步降低壓裂液成本美國懷俄明州Jonah氣田和阿根廷LomaLaLata氣田進行了現場應用，平均單井產量增加10-15%，穩產2年以上傳統壓裂Hiway通道壓裂初期產量：通道壓裂井比傳統壓裂井平均高53%第10頁三.HiWAY通道壓裂技術HiWAY通道壓裂技術特點10第11頁關鍵技術：射孔方案-射孔段非均勻分簇射孔泵注程序-支撐劑以短脈沖形式加入采用纖維壓裂液-纖維的加入改變了支撐劑段塞流變性，延緩支撐劑的分散和沉降非均勻分簇射孔（左圖）、傳統籠統射孔（右圖）支撐劑段塞脈沖式泵注HiWAY混合間斷性注入方法三.HiWAY通道壓裂技術第11頁關鍵技術：非均勻分簇射孔（左圖）、傳統籠統射孔（右圖11第12頁測試方法裂縫形態裂縫方位裂縫長度裂縫高度不對稱性地面地下測斜儀√√√√√井下微地震√√√√√示蹤劑測井√××√×井溫測井√××√×大地電位法×√×××零污染示蹤劑和井溫測井可大致判斷裂縫形態與高度大地電位法僅能大致識別裂縫方位地面地下測斜儀和井下微地震測試可以認識裂縫形態、方位、長度和高度以及不對稱性，測試結果相對更可靠。四.裂縫檢測技術第12頁測試方法裂縫形態裂縫方位裂縫長度裂縫高度不對稱性地面12第13頁注容比R：分量體積差異率D:裂縫復雜指數β:序號施工用液量，m3等效裂縫容積，m3水平縫比例，%垂直縫比例，%RDβ11968.04044.078.022.02.10.60.421958.09653.048.052.04.90.01.031941.08399.053.047.04.30.10.941983.02922.093.07.01.50.90.151978.04552.058.042.02.30.20.861991.04954.050.050.02.50.01.071962.05088.054.046.02.60.10.982034.06034.076.024.03.00.50.5頁巖平均（水平井，8段數據）2.90.30.7砂巖平均（水平井，15段數據）1.40.70.3煤層平均（水平井，9段數據）2.20.60.4Ve：模型擬合的裂縫容積，m3Vi：施工注入體積，m3Vv：模型解釋垂直分量體積，m3Vh:模型解釋水平分量體積，m3與砂巖和煤巖相比，頁巖有注容比大、分量體積差異率小，復雜指數β高的特征頁巖：2.9煤巖：2.2砂巖：1.3壓裂酸化中心自主建立了新的表征參數，發展了測斜儀微形變技術對壓裂復雜裂縫的解釋方法第13頁注容比R：序號施工用等效裂縫水平縫垂直縫RDβ11913第14頁

國外近年又研發了新型分布式光纖溫度測試技術（DTS），利用光纖感應器對全井段溫度變化進行監測，實現對分段改造有效性和縫高延伸的認識。并可進行流體流動監測、流體分布評價。

分布式光纖溫度測試技術（DTS）與微地震的結合可回收式光纖永久式油管光纖永久式套管光纖四.裂縫檢測技術第14頁國外近年又研發了新型分布式光纖溫度測試技術（14第15頁五、壓裂酸化材料1.新型支撐劑材料超低密度支撐劑——沉降速度低，對壓裂液粘度要求低樹脂包裹砂——控制回流，提高裂縫導流能力選擇性潤濕支撐劑——親水不親油，裂縫導流的選擇性熱塑性納米化合物制成的超輕質支撐劑

用樹脂浸泡和覆膜的核桃殼制成的超輕質支撐劑

LWC支撐劑

ISP支撐劑

比重（γprop）分別為2.02、1.50和1.054

位于威斯康星州西北部的渥太華砂生產現場

低密度、高強度、表面改性是支撐劑發展新動向第15頁五、壓裂酸化材料1.新型支撐劑材料熱塑性納米化合物制15第16頁組成：油、水、表面活性劑在特定條件下形成多面微小液珠基本特征及參數：粒徑：10～300nm，或者更小超低表面張力，＜20mN/m接觸角：60～89°儲層改造中的作用：降低毛管阻力，比常規表活劑低50%提高滲透率恢復率≥74%（常規40%）降低濾失,比傳統表活劑降低50%提高返排和驅替效率：53～95%2.新型微乳液：應用于致密氣、低滲透油、頁巖氣、煤層氣五、壓裂酸化材料第16頁組成：2.新型微乳液：應用于致密氣、低滲透油、頁巖16第17頁3.新型化學材料組合轉向劑應用實例（北科威特U井）層系：侏羅系埋深：4267-4572m溫度：135℃壓力：76MPa孔隙度：0-22%,平均1.8-3%滲透率：0-119mD,平均1-2mD斷層發育，縱、橫向非均質性強VES+纖維組合液體進入地層的壓力響應濾失控制好轉向明顯技術特點化學轉向與機械轉向組合（VES轉向酸+纖維組合），VES轉向酸實現均勻布酸，加入纖維后實現天然裂縫暫堵或降濾，且纖維在停泵后隨時間和溫度能完全降解，無殘渣傷害。技術關鍵：濾失控制+轉向相結合五、壓裂酸化材料第17頁3.新型化學材料組合轉向劑應用實例（北科威特U井）V17第18頁

應用HPH破膠劑體系，低溫下快速破膠和返排，聚合物有效破膠而降低壓裂傷害應用微乳助排劑，提高氣相滲透率完全交聯的體系更易于泵注和進行質量控制適合環境法案的要求稠化劑、粘土穩定劑和破膠劑4.SliverStim壓裂液體系應用新的硼交聯壓裂液體系優化，應用于低溫煤層氣和非常規氣層。有穩定的流體性能、嵌入型的粘土控制和破膠機理五、壓裂酸化材料第18頁應用HPH破膠劑體系，低溫下快速破膠182008年為ZnBr.密度1.38，實驗數據耐溫82℃（180℉）TahitiField基礎數據：水深1219-2103m，最大深度7620-8534m，垂深7010-8534m，地層溫度109-113℃,地層壓力131-136MPa,施工排量15to45bbl/min,砂量50,000to490,000lb。最高施工壓力74MPa(不加重95MPa）2009年為NaBr.密度1.37-1.49g/cm3,實驗流變曲線耐溫93℃(200℉)Deimosfield：深度6706-7925m，水深914m，溫度96-105℃，最大鉆井深度8534m，破裂壓力梯度0.0176-0.0192，施工壓力96.25MPa，壓裂液為HGP體系第19頁5.高密度壓裂液五、壓裂酸化材料2008年為ZnBr.密度1.38，實驗數據耐溫82℃（1192008年，加重壓裂液第一次用于深層致密氣藏。沙特，F_2井，儲層深度5547.1-5895.4m，3小層，射孔段長30.48m，滲透率0.0247～0.1md，孔隙度5-15%，地層壓力75-90MPa，地層溫度157-191℃，應力梯度0.0248，天然裂縫發育該地層富含石英，有大量的伊利石和石英膠結新NaBr加重體系，密度1.47g/cm3，耐溫177℃，瓜膠體系為CMHPG，用量0.6%。這個體系可以應用于150℃，但要用于177℃以上地層且具有良好的交聯性能和長的耐溫時間，稠化劑用量將超過0.6%第20頁五、壓裂酸化材料2008年，加重壓裂液第一次用于深層致密氣藏。沙特，F_2井206.其它液體新技術

針對頁巖氣壓裂研發了在井筒中具有一定的懸砂粘度，進入地層10分鐘后，液體快速降解，呈類似滑溜水的粘度，更易形成復雜裂縫的特殊液體（Shalexcel1000）。第21頁

該壓裂液體系由于減少了聚合物的加量(聚合物加量減少了35%以上)從而減少了對地層和裂縫的傷害,油氣層使用溫度200～375,使用的黏土穩定劑為KCl,在較少的聚合物加量的情況下就能達到guar和CMG所能達到的流體黏度。

該體系適用于生態環境敏感地區,如英國北海、墨西哥灣等。它由快速水化(80%在2～3min以內水化)、高回收率的聚合物構成,其中,水化時間與聚合物加量沒有關系。PrimeFRACGreenSlurryShalexcel1000五、壓裂酸化材料6.其它液體新技術針對頁巖氣壓裂研發了在井筒中21第22頁Halliburton公司的GasPerm1000SM產品降低液相圈閉的傷害提高天然氣包括凝析油的產能幫助氣體滲透率恢復率提高液體的返排率替代甲醇解除水鎖改善環境和安全操作應用：致密氣、頁巖氣和煤層氣微乳表面活性劑改變接觸角達到900應用溫度達到165℃與酸和壓裂液互溶對儲層滲透率傷害小7.表面活性劑更新換代五、壓裂酸化材料主要研究是降低儲層的傷害，主要是降低裂縫壁面的傷害，減少裂縫壁面的傷害主要是通過潤濕性的改變，能有效的提高非常規儲層滲透率恢復率。第22頁Halliburton公司的GasPerm100022第23頁添加GasPerm1000添加劑的體系在更低的壓力下獲得了高出常規100個百分點的氣體滲透率使用GasPerm1000Service技術處理的井產提高1.7倍，井底壓力提高14倍。五、壓裂酸化材料第23頁添加GasPerm1000添加劑的體系在更低的壓力23北美頁巖氣壓裂發展大大促進了壓裂技術的變革，對我國常規和非常規油氣藏改造具有重要的借鑒作用。納達西的頁巖氣藏開發經歷了“實踐先行、監測驗證、工具與液體技術配套、體積改造理論完善、工廠化應用”的發展過程，突破了傳統理念。裂縫監測在技術的發展中發揮了重要的作用，國內目前微地震監測與解釋的自主技術還不完善，測斜儀微形變技術可進一步發揮作用。大液量、多井多段集中作業的“工廠化”模式在北美效果顯著，但這種作業模式對國內的水資源、地貌特征來講是極大的挑戰，應探索規模受限條件下的高效作業機制和提高改造體積的新方法。宏觀與微觀結合的壓裂力學與流變反應動力學是儲層改造的學科基礎，液體、工具與裝備是手段，工藝優化是實現“綠色”高效改造的核心。國外非常規壓裂的新認識北美頁巖氣壓裂發展大大促進了壓裂技術的變革，對我國常規和非常24第25頁一、國外儲層改造技術新進展二、未來技術發展建議第25頁一、國外儲層改造技術新進展25第26頁四、未來技術發展建議1、加強低成本低傷害壓裂液體系的研究，滿足不同儲層和壓裂工藝要求2012年中國石油因瓜爾膠價格上漲壓裂成本增加23.5億超低濃度瓜爾膠體系合成聚合物壓裂液體系降低傷害降低壓裂液成本環境友好型壓裂液體系第26頁四、未來技術發展建議1、加強低成本低傷害壓裂液體系的26第27頁三、未來技術發展建議2、加強裝備研制、配套及推廣應用，提高大型施工能力撬裝式大功率泵車研制，適應小井場施工需要完善連續混配車和連續加砂裝置段塞式加砂混砂車等連續混配裝置容積113方連續輸砂車第27頁三、未來技術發展建議2、加強裝備研制、配套及推廣應用27第28頁三、未來技術發展建議3.注重改造前的資料錄取和多學科結合，為儲層改造優化設計奠定基礎加強壓前儲層地質評估，最大限度取全資料，做好工藝與儲層的結合，為儲層改造優化設計奠定基礎，提高改造設計針對性。第28頁三、未來技術發展建議3.注重改造前的資料錄取和多學科28第29頁三、未來技術發展建議4.應高度重視壓裂酸化全程質量控制，強化設計方案的執行力上述措施是保證施工安全和效果的重要手段施工前工程準備的質量控制施工過程的質量控制施工后的質量控制壓裂設計壓裂設備儀器儀表井下管柱施工材料施工材料性能試壓及測試正式壓裂關井時間返排控制資料錄取分析總結質量效果室內數據為基礎現場實用為原則第29頁三、未來技術發展建議4.應高度重視壓裂酸化全程質量控29第30頁三、未來技術發展建議5、將裂縫實時監測及壓后評估有機結合，提高施工水平和改造效果發展與提高微地震、微形變裂縫監測技術分布式光纖監測技術（DTS、DAS等）遠程現場數據實時監測分析技術推廣第30頁三、未來技術發展建議5、將裂縫實時監測及壓后評估有機30第31頁三、未來技術發展建議6、研發儲層改造革新技術，減少用水和土地占用，實現綠色改造層內/縫內爆炸壓裂重復強脈沖壓裂技術超臨界可膨脹氣體壓裂大量水的回收處理再利用氣體壓裂現場施工圖第31頁三、未來技術發展建議6、研發儲層改造革新技術，減少用31人有了知識，就會具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自有黃金屋。”通過閱讀科技書籍，我們能豐富知識，培養邏輯思維能力；通過閱讀文學作品，我們能提高文學鑒賞水平，培養文學情趣；通過閱讀報刊，我們能增長見識，擴大自己的知識面。有許多書籍還能培養我們的道德情操，給我們巨大的精神力量，鼓舞我們前進。人有了知識，就會具備各種分析能力，32國外非常規儲層壓裂新技術及未來技術發展講義課件33第34頁一、國外儲層改造技術新進展二、未來技術發展建議第1頁一、國外儲層改造技術新進展34第35頁凍膠壓裂北（ft）東（ft）射孔位置觀測井2觀測井11.2×107m3滑溜水壓裂北（ft）東（ft）4.1×107m3412m914mBarnett頁巖分別采用凍膠壓裂與滑溜水重復壓裂時的微地震監測結果提高SRV：水平井+分段改造+滑溜水低傷害：滑溜水低成本：滑溜水+高效多段改造工藝+同步壓裂+工廠化作業第2頁凍膠壓裂北（ft）東（ft）射孔位置觀測井2觀測井1135第36頁頁巖儲層遠東盆地Barnett阿巴拉契亞盆地Devonian密歇根盆地Antrim圣胡安盆地Lewis阿肯色州Fayetteville儲層主要特征脆性斷裂、天然裂縫發育低壓、水敏儲層束縛水充填天然裂縫系統，需要先排水頁巖+細砂巖、低壓、水敏，天然裂縫發育度相對低粘土含量相對低，天然裂縫發育度相對低增產措施常規壓裂液壓裂氮氣泡沫攜砂壓裂70-80%氮氣泡沫壓裂液CO2加砂壓裂70%氮氣泡沫大規模水力壓裂氮氣泡沫不攜砂壓裂酸壓和高能氣體壓裂氮氣泡沫壓裂活性水壓裂大型活性水壓裂液氮連續油管壓裂直井一次改造兩層的加砂壓裂，尾追高強度石英砂氮氣泡沫+線性膠交聯凍膠壓裂水平井分段壓裂清潔壓裂液

水平井同步壓裂

壓裂井層和壓裂液體系與工藝優選需求－－直井分層、水平井分段不同特征儲層有與其適應的工藝技術第3頁頁巖遠東盆地阿巴拉契亞盆地密歇根盆地圣胡安盆地阿肯色州36第37頁一.直井分層改造技術主體技術技術特點適用條件連續油管噴砂射孔環空加砂分層壓裂（CobraMax）水力噴砂射孔，環空加砂壓裂，砂塞封堵或底封隔器封堵。壓裂層數無限，最高單井連續施工19層。套管完井實際垂深≤3100m井底溫度≤140℃TAP套管滑套分層壓裂(treatandproduction)套管滑套和完井管柱一起下入，通過滑套和飛鏢實現分層壓裂，開關滑套可實現分層測試、分層生產。壓裂層數無限。套管完井目前尺寸單一，僅限4?”套管應用溫度160oC，耐壓差70MPa

國外直井分層壓裂技術以“連續油管噴砂射孔環空加砂分層壓裂”和“TAP套管滑套分層壓裂技術”為主，技術成熟，國內通過引進，在長慶蘇里格、四川須家河已應用。第4頁一.直井分層改造技術主體技術技術特點適用條件連續油管噴37第38頁射孔方式：電纜傳輸，逐層上返射孔，投球憋壓點火激發壓裂方式：投球封堵，逐層壓裂，一般5層以后橋塞封堵工藝參數：一般進行5層連續施工，最多可以連續施工12層JITP(just-in-timeperforating)實時射孔投球分層壓裂技術實現單井分壓40層應用區域：美國西部的皮申斯盆地Rulison氣田儲層特征：深度3657.6-4572m，厚度1524m滲透率0.001mD；地層溫度：130-160℃施工參數：單井施工層數≥40層，單日施工層數≥20層液體類型：交聯壓裂液、滑溜水壓裂平均排量4.7m3/min；最高施工壓力65.5MPa支撐劑濃度：交聯凍膠600-720kg/m3，滑溜水240-360kg/m3壓后氣井累積產量通常是傳統壓裂的3倍SPE119757一.直井分層改造技術第5頁射孔方式：電纜傳輸，逐層上返射孔，投球憋壓點火激發JI38第39頁二.水平井分段改造技術主體技術技術特點適用條件水力噴砂分段壓裂水力噴砂射孔，通過拖動連續油管實現逐段改造。壓裂段數無限。4〞、5-1/2〞、7〞套管、裸眼、篩管完井，井深4000m以內裸眼封隔器分段壓裂通過投直徑不同的球逐段打開滑套，依據井眼尺寸大小一般可分壓6-17段，最多分壓30段。裸眼完井，耐溫218oC，耐壓150MPa快速可鉆式橋塞分段壓裂水力泵送橋塞，橋塞座封，多級點火射孔，套管壓裂，連續油管鉆除橋塞。壓裂段數無限。套管完井，適用多種套管尺寸，耐溫232oC，耐壓86MPa第6頁二.水平井分段改造技術主體技術技術特點適用條件水力噴砂39第40頁美國Bakken油層地層深度2745-3230m滲透率0.0001-1mD（0.005-0.1mD占優）孔隙度2-12%（4-8%占優）水平段長度365.7-3962m采用裸眼封隔器分段壓裂平均排量6.2m3/min，平均壓力49.5Mpa最多分壓18段，壓后平均日產油130m3加拿大Bakken油層完井方式：4.5〞襯管完井水平段長825-1305m采用水力噴射分段壓裂技術最多分壓30段（66小時）施工排量：0.85-3.5m3/min每段加砂：5.0-11.3噸20/40目砂北美致密油開發借助水平井分段壓裂實現有效動用二.水平井分段改造技術第7頁美國Bakken油層加拿大Bakken油層北美致密油開40第41頁北德克薩斯Barnett頁巖井深：垂深2150—2450m,最深3050m

斜深2745m-4575m水平段:610-1830m地層溫度：71－93℃地層壓力系數：1.06-1.18滲透率：0.0001–0.0006mD

孔隙度：2%–6%施工方式水力泵送橋塞分段多簇射孔套管壓裂壓后效果壓裂前：無產量壓裂后：28300-56600m3/d橋塞鉆塞時間平均8-12min快速可鉆式橋塞分段壓裂技術在北美頁巖氣儲層改造中廣泛應用二.水平井分段改造技術第8頁北德克薩斯Barnett頁巖橋塞鉆塞時間平均8-12m第42頁多分支井導向工具的完善，初步形成多分支井立體改造技術儲層巖性：碳酸鹽巖、砂巖應用概況路易斯安那灰巖，深1828m、雙分支，各分支壓開7條縫，加入40/70目的渥太華砂102.5t、28%交聯酸166.5m3沙特阿拉伯2A區的Arab-D地層分支長度4160、4168m，分27段改造北美致密油也有所應用多支井定向工具系統包括：可控制工具旋轉的定向裝置和可調節的彎曲接頭，實現工具定位并進入分支進入分支控制方式：液體排量超過一個門限速度時，促使工具下部彎曲Bakken雙分支井HESS.2010.01二.水平井分段改造技術第9頁多分支井導向工具的完善，初步形成多分支井立體改造技術儲第43頁三.HiWAY通道壓裂技術HiWAY通道壓裂技術特點：建立以支撐劑墩柱支撐的非連續鋪置的大通道（深層油氣高速公路）支撐裂縫的大通道大大提升了油氣導流能力，消除了對充填層滲透率的依賴降低了壓裂液殘渣對導流能力的傷害，可進一步降低壓裂液成本美國懷俄明州Jonah氣田和阿根廷LomaLaLata氣田進行了現場應用，平均單井產量增加10-15%，穩產2年以上傳統壓裂Hiway通道壓裂初期產量：通道壓裂井比傳統壓裂井平均高53%第10頁三.HiWAY通道壓裂技術HiWAY通道壓裂技術特點43第44頁關鍵技術：射孔方案-射孔段非均勻分簇射孔泵注程序-支撐劑以短脈沖形式加入采用纖維壓裂液-纖維的加入改變了支撐劑段塞流變性，延緩支撐劑的分散和沉降非均勻分簇射孔（左圖）、傳統籠統射孔（右圖）支撐劑段塞脈沖式泵注HiWAY混合間斷性注入方法三.HiWAY通道壓裂技術第11頁關鍵技術：非均勻分簇射孔（左圖）、傳統籠統射孔（右圖44第45頁測試方法裂縫形態裂縫方位裂縫長度裂縫高度不對稱性地面地下測斜儀√√√√√井下微地震√√√√√示蹤劑測井√××√×井溫測井√××√×大地電位法×√×××零污染示蹤劑和井溫測井可大致判斷裂縫形態與高度大地電位法僅能大致識別裂縫方位地面地下測斜儀和井下微地震測試可以認識裂縫形態、方位、長度和高度以及不對稱性，測試結果相對更可靠。四.裂縫檢測技術第12頁測試方法裂縫形態裂縫方位裂縫長度裂縫高度不對稱性地面45第46頁注容比R：分量體積差異率D:裂縫復雜指數β:序號施工用液量，m3等效裂縫容積，m3水平縫比例，%垂直縫比例，%RDβ11968.04044.078.022.02.10.60.421958.09653.048.052.04.90.01.031941.08399.053.047.04.30.10.941983.02922.093.07.01.50.90.151978.04552.058.042.02.30.20.861991.04954.050.050.02.50.01.071962.05088.054.046.02.60.10.982034.06034.076.024.03.00.50.5頁巖平均（水平井，8段數據）2.90.30.7砂巖平均（水平井，15段數據）1.40.70.3煤層平均（水平井，9段數據）2.20.60.4Ve：模型擬合的裂縫容積，m3Vi：施工注入體積，m3Vv：模型解釋垂直分量體積，m3Vh:模型解釋水平分量體積，m3與砂巖和煤巖相比，頁巖有注容比大、分量體積差異率小，復雜指數β高的特征頁巖：2.9煤巖：2.2砂巖：1.3壓裂酸化中心自主建立了新的表征參數，發展了測斜儀微形變技術對壓裂復雜裂縫的解釋方法第13頁注容比R：序號施工用等效裂縫水平縫垂直縫RDβ11946第47頁

國外近年又研發了新型分布式光纖溫度測試技術（DTS），利用光纖感應器對全井段溫度變化進行監測，實現對分段改造有效性和縫高延伸的認識。并可進行流體流動監測、流體分布評價。

分布式光纖溫度測試技術（DTS）與微地震的結合可回收式光纖永久式油管光纖永久式套管光纖四.裂縫檢測技術第14頁國外近年又研發了新型分布式光纖溫度測試技術（47第48頁五、壓裂酸化材料1.新型支撐劑材料超低密度支撐劑——沉降速度低，對壓裂液粘度要求低樹脂包裹砂——控制回流，提高裂縫導流能力選擇性潤濕支撐劑——親水不親油，裂縫導流的選擇性熱塑性納米化合物制成的超輕質支撐劑

用樹脂浸泡和覆膜的核桃殼制成的超輕質支撐劑

LWC支撐劑

ISP支撐劑

比重（γprop）分別為2.02、1.50和1.054

位于威斯康星州西北部的渥太華砂生產現場

低密度、高強度、表面改性是支撐劑發展新動向第15頁五、壓裂酸化材料1.新型支撐劑材料熱塑性納米化合物制48第49頁組成：油、水、表面活性劑在特定條件下形成多面微小液珠基本特征及參數：粒徑：10～300nm，或者更小超低表面張力，＜20mN/m接觸角：60～89°儲層改造中的作用：降低毛管阻力，比常規表活劑低50%提高滲透率恢復率≥74%（常規40%）降低濾失,比傳統表活劑降低50%提高返排和驅替效率：53～95%2.新型微乳液：應用于致密氣、低滲透油、頁巖氣、煤層氣五、壓裂酸化材料第16頁組成：2.新型微乳液：應用于致密氣、低滲透油、頁巖49第50頁3.新型化學材料組合轉向劑應用實例（北科威特U井）層系：侏羅系埋深：4267-4572m溫度：135℃壓力：76MPa孔隙度：0-22%,平均1.8-3%滲透率：0-119mD,平均1-2mD斷層發育，縱、橫向非均質性強VES+纖維組合液體進入地層的壓力響應濾失控制好轉向明顯技術特點化學轉向與機械轉向組合（VES轉向酸+纖維組合），VES轉向酸實現均勻布酸，加入纖維后實現天然裂縫暫堵或降濾，且纖維在停泵后隨時間和溫度能完全降解，無殘渣傷害。技術關鍵：濾失控制+轉向相結合五、壓裂酸化材料第17頁3.新型化學材料組合轉向劑應用實例（北科威特U井）V50第51頁

應用HPH破膠劑體系，低溫下快速破膠和返排，聚合物有效破膠而降低壓裂傷害應用微乳助排劑，提高氣相滲透率完全交聯的體系更易于泵注和進行質量控制適合環境法案的要求稠化劑、粘土穩定劑和破膠劑4.SliverStim壓裂液體系應用新的硼交聯壓裂液體系優化，應用于低溫煤層氣和非常規氣層。有穩定的流體性能、嵌入型的粘土控制和破膠機理五、壓裂酸化材料第18頁應用HPH破膠劑體系，低溫下快速破膠512008年為ZnBr.密度1.38，實驗數據耐溫82℃（180℉）TahitiField基礎數據：水深1219-2103m，最大深度7620-8534m，垂深7010-8534m，地層溫度109-113℃,地層壓力131-136MPa,施工排量15to45bbl/min,砂量50,000to490,000lb。最高施工壓力74MPa(不加重95MPa）2009年為NaBr.密度1.37-1.49g/cm3,實驗流變曲線耐溫93℃(200℉)Deimosfield：深度6706-7925m，水深914m，溫度96-105℃，最大鉆井深度8534m，破裂壓力梯度0.0176-0.0192，施工壓力96.25MPa，壓裂液為HGP體系第52頁5.高密度壓裂液五、壓裂酸化材料2008年為ZnBr.密度1.38，實驗數據耐溫82℃（1522008年，加重壓裂液第一次用于深層致密氣藏。沙特，F_2井，儲層深度5547.1-5895.4m，3小層，射孔段長30.48m，滲透率0.0247～0.1md，孔隙度5-15%，地層壓力75-90MPa，地層溫度157-191℃，應力梯度0.0248，天然裂縫發育該地層富含石英，有大量的伊利石和石英膠結新NaBr加重體系，密度1.47g/cm3，耐溫177℃，瓜膠體系為CMHPG，用量0.6%。這個體系可以應用于150℃，但要用于177℃以上地層且具有良好的交聯性能和長的耐溫時間，稠化劑用量將超過0.6%第53頁五、壓裂酸化材料2008年，加重壓裂液第一次用于深層致密氣藏。沙特，F_2井536.其它液體新技術

針對頁巖氣壓裂研發了在井筒中具有一定的懸砂粘度，進入地層10分鐘后，液體快速降解，呈類似滑溜水的粘度，更易形成復雜裂縫的特殊液體（Shalexcel1000）。第54頁

該壓裂液體系由于減少了聚合物的加量(聚合物加量減少了35%以上)從而減少了對地層和裂縫的傷害,油氣層使用溫度200～375,使用的黏土穩定劑為KCl,在較少的聚合物加量的情況下就能達到guar和CMG所能達到的流體黏度。

該體系適用于生態環境敏感地區,如英國北海、墨西哥灣等。它由快速水化(80%在2～3min以內水化)、高回收率的聚合物構成,其中,水化時間與聚合物加量沒有關系。PrimeFRACGreenSlurryShalexcel1000五、壓裂酸化材料6.其它液體新技術針對頁巖氣壓裂研發了在井筒中54第55頁Halliburton公司的GasPerm1000SM產品降低液相圈閉的傷害提高天然氣包括凝析油的產能幫助氣體滲透率恢復率提高液體的返排率替代甲醇解除水鎖改善環境和安全操作應用：致密氣、頁巖氣和煤層氣微乳表面活性劑改變接觸角達到900應用溫度達到165℃與酸和壓裂液互溶對儲層滲透率傷害小7.表面活性劑更新換代五、壓裂酸化材料主要研究是降低儲層的傷害，主要是降低裂縫壁面的傷害，減少裂縫壁面的傷害主要是通過潤濕性的改變，能有