1、 井下工具是采油工艺的重要组成部分，它井下工具是采油工艺的重要组成部分，它是保障采油工艺实施的重要手段。压裂井下工是保障采油工艺实施的重要手段。压裂井下工具是保障压裂工艺实施的重要手段。目前压裂具是保障压裂工艺实施的重要手段。目前压裂井下工具的发展，不仅与压裂采油工艺相结合，井下工具的发展，不仅与压裂采油工艺相结合，同时，随着油田开采难度的加大，压裂井下工同时，随着油田开采难度的加大，压裂井下工具同地质相结合，使压裂工艺与地质的结合更具同地质相结合，使压裂工艺与地质的结合更加紧密，为更好地提高油田采收率服务。加紧密，为更好地提高油田采收率服务。压裂工具与管柱压裂工具与管柱 随着压裂工艺的发展，
2、压裂井下随着压裂工艺的发展，压裂井下工具同时取得了很大的进步与发展，工具同时取得了很大的进步与发展，目前，大庆油田压裂井下工具已形成目前，大庆油田压裂井下工具已形成系列化与配套化，满足油田压裂不同系列化与配套化，满足油田压裂不同地质特点的油层需要。下面把常用的地质特点的油层需要。下面把常用的井下压裂工具做一介绍。井下压裂工具做一介绍。压裂封隔器主要起着分隔油层的目压裂封隔器主要起着分隔油层的目的，保障压裂更加有针对性，实施细分的，保障压裂更加有针对性，实施细分分层压裂需求。目前，大庆油田压裂封分层压裂需求。目前，大庆油田压裂封隔器，根据胶筒工作形式的不同，主要隔器，根据胶筒工作形式的不同，主要
3、分为两大类，既扩张式与压缩式等十几分为两大类，既扩张式与压缩式等十几种压裂封隔器。种压裂封隔器。（一）压裂封隔器（一）压裂封隔器二、压裂工具与管柱二、压裂工具与管柱用途：用途：主要用于油水井分层压裂，主要用于油水井分层压裂，也可用于注水、酸化等其它工艺。也可用于注水、酸化等其它工艺。1、K344114封隔器封隔器 （原（原DDQ4579）结构：结构：主要由上接头、中心管、主要由上接头、中心管、下接头及封隔件胶筒等组成。下接头及封隔件胶筒等组成。工作原理：工作原理：中心管加压时，液压经中心管加压时，液压经滤网罩，下接头的孔眼和中心管的滤网罩，下接头的孔眼和中心管的水槽作用于胶筒内腔，使胶筒胀大水
4、槽作用于胶筒内腔，使胶筒胀大封隔油套环形空间。放掉油管内压封隔油套环形空间。放掉油管内压力，胶筒收回封隔器解封。力，胶筒收回封隔器解封。技术参数：技术参数：工作压差工作压差50 MPa温度温度50最大外径最大外径114mm最小内径最小内径55mm最大长度最大长度 0.87m 1、K344114封隔器封隔器结构：结构：该封隔器不同于该封隔器不同于K344114封隔器，它是把封封隔器，它是把封隔器与喷砂器融为一体的封隔隔器与喷砂器融为一体的封隔器，具有双重功能。它主要由器，具有双重功能。它主要由上接头、喷砂体总成及中心管、上接头、喷砂体总成及中心管、胶筒件等组成。胶筒件等组成。2K344114导压
5、喷砂封隔器导压喷砂封隔器用途：用途：主要用于大砂量，砂比主要用于大砂量，砂比较高的压裂中。较高的压裂中。该封隔器具有座封机构，压裂时，该封隔器具有座封机构，压裂时，通过压裂液从油管内加液压，当排量通过压裂液从油管内加液压，当排量到一定时，液压经导压通道作用于胶到一定时，液压经导压通道作用于胶筒内腔，依靠节流装置产行的压差使筒内腔，依靠节流装置产行的压差使封隔器座封，密封油套管环形空间。封隔器座封，密封油套管环形空间。同时压裂液通过导压喷口进入地层。同时压裂液通过导压喷口进入地层。泄压时胶筒自行解封。泄压时胶筒自行解封。工作原理：工作原理：技术参数：技术参数：工作压差工作压差50MPa温度温度9
6、0最大外径最大外径114mm最小内径最小内径30mm最大长度最大长度 1.47m 2、K344114导压封隔器导压封隔器 该封隔器目前仅有适于该封隔器目前仅有适于139.7mm套管与套管与168mm套管井中。套管井中。结构：该封隔器主要由上接头、洗结构：该封隔器主要由上接头、洗井阀、双层中心管、下接头及胶筒井阀、双层中心管、下接头及胶筒等组成。等组成。3K344114可洗井封隔器可洗井封隔器用途：主要用于斜直井分层压裂。用途：主要用于斜直井分层压裂。技术参数：技术参数：工作压差工作压差50 MPa温度温度70最大外径最大外径114mm最小内径最小内径55mm最大长度最大长度 1m 3、K344
7、114可洗井封隔器可洗井封隔器结构：结构：如图，该封隔器主要由上接头、中心管、如图，该封隔器主要由上接头、中心管、胶筒、座封缸、下接头等组成。胶筒、座封缸、下接头等组成。4、Y344114封隔器封隔器工作原理：工作原理：压裂时通过中心管进液，上、中、下压裂时通过中心管进液，上、中、下三个外套缸在液压作用下上行压缩胶筒，密封油三个外套缸在液压作用下上行压缩胶筒，密封油套环形空间。三缸总面积套环形空间。三缸总面积110cm2在在1MPa压差下压差下可得到可得到10KN的上推力，保证封隔器低压初封。的上推力，保证封隔器低压初封。该工具泄压后，压差消失，封隔器自行解封。该工具泄压后，压差消失，封隔器自
8、行解封。用途：用途：主要用于中深井压裂。主要用于中深井压裂。技术参数：技术参数：工作压差工作压差80 MPa温度温度150最大外径最大外径114mm最小内径最小内径53mm最大长度最大长度 1175mm 4、Y344114封隔器封隔器结构：结构：该封隔器主要由上接头、中心管、胶筒、该封隔器主要由上接头、中心管、胶筒、下接头及配件等组成。下接头及配件等组成。5Y111114封隔器封隔器工作原理：工作原理：该封隔器属于支撑式封隔器，并以该封隔器属于支撑式封隔器，并以井底式卡瓦封隔器为支撑点。坐封时，按所需坐井底式卡瓦封隔器为支撑点。坐封时，按所需坐封高度（油管挂距顶丝法兰的高度）下放管柱，封高度（
9、油管挂距顶丝法兰的高度）下放管柱，因承压接头与下接头作相对运动，通过管柱自身因承压接头与下接头作相对运动，通过管柱自身重量剪断销钉，使上接头、调节环、中心管及防重量剪断销钉，使上接头、调节环、中心管及防转销钉随管柱一起下压缩胶筒，使封隔器坐封，转销钉随管柱一起下压缩胶筒，使封隔器坐封，封隔油层。该工具上提管柱解封。封隔油层。该工具上提管柱解封。用途：用途：该封隔器主要与其它压裂工具配合使用进该封隔器主要与其它压裂工具配合使用进行分层压裂。行分层压裂。技术参数：技术参数：工作压差工作压差80 MPa温度温度150最大外径最大外径114mm最小内径最小内径60mm最大长度最大长度 800mm 5、
10、Y111114封隔器封隔器存在的问题：不能多级使用。存在的问题：不能多级使用。6Y344114可洗井封隔器可洗井封隔器结构：结构：由上接头、中心管、压缩由上接头、中心管、压缩胶筒、下接头、洗井机构等组成。胶筒、下接头、洗井机构等组成。用途：用途：用于高砂比压裂。用于高砂比压裂。工作原理：工作原理：压裂时，液压通过中压裂时，液压通过中心管进液孔作用于上中下三个坐心管进液孔作用于上中下三个坐封钢套上，坐封钢套在液压作用封钢套上，坐封钢套在液压作用下压缩胶筒，密封油套环形空间。下压缩胶筒，密封油套环形空间。压裂后需要洗井时，可反循环洗压裂后需要洗井时，可反循环洗井，打开反循环洗井通道，把卡井，打开反
11、循环洗井通道，把卡距内的压裂砂冲洗干净，使封隔距内的压裂砂冲洗干净，使封隔器顺利起出。器顺利起出。技术参数：技术参数：工作压差工作压差50 MPa温度温度120最大外径最大外径114mm最小内径最小内径42mm最大长度最大长度 1255mm 6、Y344114可洗井封隔器可洗井封隔器结构结构：该喷砂器主要：该喷砂器主要由上接头、中心管、弹由上接头、中心管、弹簧、调节环、下接头等簧、调节环、下接头等组成。组成。7、DQKPS114喷砂器喷砂器用途：用途：用于分层压裂。用于分层压裂。喷砂器的作用是，保证坐封封隔器，起喷砂器的作用是，保证坐封封隔器，起到出液出砂的作用。这样喷砂器通过弹簧对到出液出砂
12、的作用。这样喷砂器通过弹簧对起开凡尔有一个预压力，使管柱内外有一个起开凡尔有一个预压力，使管柱内外有一个定压差，弹簧喷砂器预压力的大小由调节环定压差，弹簧喷砂器预压力的大小由调节环调节。压裂时，当油管内的高压液体通过中调节。压裂时，当油管内的高压液体通过中心管内孔眼进入凡尔座的内腔，在压力的作心管内孔眼进入凡尔座的内腔，在压力的作用下起开凡尔上行，离开凡尔座，此时油管用下起开凡尔上行，离开凡尔座，此时油管内的高压液体进入地层。弹簧喷砂器也可以内的高压液体进入地层。弹簧喷砂器也可以带滑套，逐级打开，进行分层压裂。带滑套，逐级打开，进行分层压裂。工作原理：工作原理：技术参数：技术参数：工作压差工作
13、压差50 MPa温度温度90最大外径最大外径114mm最小内径最小内径40mm最大长度最大长度 600mm 7、DQKPS114喷砂器喷砂器结构：结构：主要由上下接头、滑套及销主要由上下接头、滑套及销钉等组成。钉等组成。8、DQKAN114安全接头安全接头用途：用途：用于压裂管柱的丢手，有用于压裂管柱的丢手，有利于事故的处理。利于事故的处理。工作原理：工作原理：该工具上下接头分别该工具上下接头分别有一组销钉，组成反力矩防止工有一组销钉，组成反力矩防止工具下井过程中反扣松脱，而且下具下井过程中反扣松脱，而且下接头的剪断销钉在接头的剪断销钉在22MPa压差下压差下剪断，压后如果管柱遇卡可右旋剪断，
14、压后如果管柱遇卡可右旋转油管，安全接头倒扣丢手，起转油管，安全接头倒扣丢手，起出安全接头以上的管柱。出安全接头以上的管柱。工作压差工作压差 60 MPa 温度温度120最大外径最大外径114mm最小内径最小内径50mm最大长度最大长度 400mm 技术参数：技术参数：8、DQKAN114安全接头安全接头结构：结构：主要由锚体、锚爪、弹簧等主要由锚体、锚爪、弹簧等组成。组成。9、DQKSL114水力锚水力锚用途：用途：用于锚定压裂管柱，防止管用于锚定压裂管柱，防止管柱上顶或管柱蠕动。柱上顶或管柱蠕动。工作原理：工作原理：当油管内起压时，锚爪当油管内起压时，锚爪在压差作用下，径向外移卡紧套管。在压
15、差作用下，径向外移卡紧套管。泄压时，锚爪在弹簧力的作用下向泄压时，锚爪在弹簧力的作用下向内移动，锚爪收回。内移动，锚爪收回。工作压力工作压力80 MPa 温度温度150最大外径最大外径114mm最小内径最小内径50mm最大长度最大长度 580mm9、DQKSL114水力锚水力锚技术参数：技术参数：10、DQKTQ 投球器投球器用途：压裂过程中用于投送炮眼球。用途：压裂过程中用于投送炮眼球。该管柱主要由该管柱主要由k344-114封隔器与封隔器与DQKPS-114喷砂器组成。适于井深喷砂器组成。适于井深1500m以内，温度以内，温度70，工作压力工作压力50MPa条件的油条件的油水井分层压裂施工
16、。可进水井分层压裂施工。可进行多层分层压裂，一般可行多层分层压裂，一般可压裂压裂4个层段。个层段。（二）（二）压裂管柱压裂管柱1 1、滑套式分层压裂管柱、滑套式分层压裂管柱喷砂器（带套）喷砂器（带套）K344-114封隔器K344-114封隔器K344-114封隔器喷砂器（不带套）丝 堵油 层油 层油 层K344-114封隔器 DQKPS-114喷砂器可带滑套，一般滑喷砂器可带滑套，一般滑套有套有 42mm，37mm，32mm三种规三种规格，压裂时可分别投格，压裂时可分别投36mm，40mm，47.5mm钢球，分别打开相应滑套，压裂钢球，分别打开相应滑套，压裂时，从油管内加液压，利用弹簧喷砂器
17、的时，从油管内加液压，利用弹簧喷砂器的预节流压差，使封隔器座封，密封油套环预节流压差，使封隔器座封，密封油套环形空间，压裂液经喷砂器凡尔进入地层形空间，压裂液经喷砂器凡尔进入地层,压压开地层。当需要压裂其它层时，则逐级投开地层。当需要压裂其它层时，则逐级投相应的钢球，打开滑套分别进行分层压裂。相应的钢球，打开滑套分别进行分层压裂。一般可压裂一般可压裂4个层段。个层段。该管柱属于常规压裂管柱，结该管柱属于常规压裂管柱，结合其它工艺，可进行相应工艺施工，合其它工艺，可进行相应工艺施工，如常规分层压裂工艺，限流法压裂如常规分层压裂工艺，限流法压裂工艺，投球法多裂缝压裂工艺等。工艺，投球法多裂缝压裂工
18、艺等。该管柱主要由该管柱主要由 定位压裂封隔器组定位压裂封隔器组成。适于井深成。适于井深1500m以内，温度以内，温度70，工，工作压差作压差45MPa条件下条件下的油水井定位压裂施的油水井定位压裂施工。一次施工可压工。一次施工可压 3-5个油层。个油层。2、定位压裂管柱、定位压裂管柱喷砂体工作筒平衡体尾管及丝堵喷砂体定位压裂封隔器定位压裂封隔器平衡层油 层油 层油 层油 层导压密封段 定位压裂封隔器是由一组长胶筒与短喷砂体定位压裂封隔器是由一组长胶筒与短喷砂体组成的多级封隔器。即起封隔作用，又起喷砂器组成的多级封隔器。即起封隔作用，又起喷砂器作用。适于跨度一般不超过作用。适于跨度一般不超过2
19、0m的油层压裂施工。的油层压裂施工。目前主要以目前主要以139.7mm套管应用为主。套管应用为主。压裂时，利用封隔器中的节流装置产生的压压裂时，利用封隔器中的节流装置产生的压差，使封隔器长胶筒扩张，使压裂裂缝定位。同差，使封隔器长胶筒扩张，使压裂裂缝定位。同时压裂液经喷砂体进入地层，压开油层。同时还时压裂液经喷砂体进入地层，压开油层。同时还可通过平衡装置控制保护可通过平衡装置控制保护0.8m的隔层。泄压后封的隔层。泄压后封隔器自行解封。隔器自行解封。该管柱主要应用于定位平衡压裂工艺技术。该管柱主要应用于定位平衡压裂工艺技术。该管柱主要由该管柱主要由Y344-114可反洗井封隔器与可反洗井封隔器
20、与K344-114导压喷砂封隔器导压喷砂封隔器组成。适于井深组成。适于井深1500m以以内，温度内，温度90，工作压力，工作压力50MPa条件下的油层分层条件下的油层分层高砂比压裂。一般可进行高砂比压裂。一般可进行2-3个层段的压裂施工。个层段的压裂施工。3、高砂比压裂管柱、高砂比压裂管柱水力锚 丝 堵安全接头Y341-114可反洗井封隔器 导压喷砂封隔器油层油层 该管柱具有反冲砂洗井功能，可防止该管柱具有反冲砂洗井功能，可防止砂卡管柱。高砂比压裂施工中，加砂砂比砂卡管柱。高砂比压裂施工中，加砂砂比高，施工过程中容易造成砂卡，这时可从高，施工过程中容易造成砂卡，这时可从套管打压，这样环空液推动
21、上封隔器的洗套管打压，这样环空液推动上封隔器的洗井凡尔向上移动，启开洗井通道，液体由井凡尔向上移动，启开洗井通道，液体由反洗井通道进入胶筒下部的油套环形空间，反洗井通道进入胶筒下部的油套环形空间，将该空间的砂子冲洗干净，达到了反洗井将该空间的砂子冲洗干净，达到了反洗井冲砂的目的。保证管柱施工安全。冲砂的目的。保证管柱施工安全。压裂时，利用导压喷砂封隔器压裂时，利用导压喷砂封隔器中的节流装置产生的节流压差，使中的节流装置产生的节流压差，使上下封隔器座封，流体经导压喷砂上下封隔器座封，流体经导压喷砂封隔器出砂口进入地层，采用上提封隔器出砂口进入地层，采用上提方式一次施工可进行方式一次施工可进行2-
22、3段施工。段施工。工作原理工作原理 该管柱主要由安全接该管柱主要由安全接头、水力锚、头、水力锚、K344-114反反洗井封隔器与洗井封隔器与K344-114导导压喷砂封隔器组成，适于压喷砂封隔器组成，适于井深井深1500m以内，温度以内，温度90，工作压差，工作压差50MPa条条件下的油层斜直井分层压件下的油层斜直井分层压裂。一般一次施工可完成裂。一般一次施工可完成2-3段压裂。段压裂。4、斜直井分层压裂管柱、斜直井分层压裂管柱 导压喷砂封隔器油管安全接头水力锚K344-114封隔器丝 堵1#油层2#油层 该管柱具有反洗冲砂功能，比较安该管柱具有反洗冲砂功能，比较安全。斜直井由于井筒具有一定角
23、度，在全。斜直井由于井筒具有一定角度，在压裂过程中易于沉砂，造成砂卡，同时压裂过程中易于沉砂，造成砂卡，同时受力情况也不同于直井，不易活动管柱，受力情况也不同于直井，不易活动管柱，因此，在设计时设计了反冲砂功能，一因此，在设计时设计了反冲砂功能，一但砂卡，可反循环洗井，进行冲砂，达但砂卡，可反循环洗井，进行冲砂，达到解卡目的。到解卡目的。压裂时一定流速的高压压裂液体，压裂时一定流速的高压压裂液体，经过导压喷砂封隔器内的节流嘴形成压经过导压喷砂封隔器内的节流嘴形成压降，在管柱内外造成一定压差，使上下降，在管柱内外造成一定压差，使上下封隔器坐封，隔离目的层，对该层进行封隔器坐封，隔离目的层，对该层
24、进行压裂。泄压后管柱自行解封。压裂。泄压后管柱自行解封。工作原理：工作原理：该管柱主要由安全接头，该管柱主要由安全接头，水力锚，深井多级封隔器及导水力锚，深井多级封隔器及导压喷砂封隔器组成。适于井深压喷砂封隔器组成。适于井深2000m以内温度以内温度90，工作压，工作压差差50MPa条件下的中深井分层条件下的中深井分层压裂。不动管柱可完成压裂。不动管柱可完成2-3段压段压裂，结合其它工艺可完成更多裂，结合其它工艺可完成更多层压裂。层压裂。该管柱可适于大砂量，高该管柱可适于大砂量，高砂比，多层压裂施工。砂比，多层压裂施工。5、逐级释放多层压裂管柱、逐级释放多层压裂管柱7号油层8号油层10号油层9
25、号油层11号油层10号油层11号油层12345678 分卡型压裂管柱图分卡型压裂管柱图 1-油管；油管；2-安全接头；安全接头；3-水力锚；水力锚；4-多级封隔器；多级封隔器；5-导压喷砂封隔器；导压喷砂封隔器；6-K344封隔器；封隔器；7-导压喷砂导压喷砂封隔器；封隔器；8-丝堵丝堵 压裂时，首先压裂第一个目的层，该层是压裂时，首先压裂第一个目的层，该层是利用敞口喷砂封隔器中的节流装置使下两级封隔利用敞口喷砂封隔器中的节流装置使下两级封隔器座封，封隔油套环形空间。当压完第一个目的器座封，封隔油套环形空间。当压完第一个目的层后，投节流嘴总成，节流嘴总成到达预定位置层后，投节流嘴总成，节流嘴总
26、成到达预定位置后，使多级封隔器滑套销钉剪断，首先启开多级后，使多级封隔器滑套销钉剪断，首先启开多级封隔器进液通道，然后节流嘴总成继续下行使下封隔器进液通道，然后节流嘴总成继续下行使下级导压封隔器滑套打开。级导压封隔器滑套打开。压裂时，利用节流嘴嘴损形成油套压差，使压裂时，利用节流嘴嘴损形成油套压差，使封隔器座封且密封油套环空，压裂第二个目的层。封隔器座封且密封油套环空，压裂第二个目的层。该管柱的最大特点是下两级封隔器工作时，以上该管柱的最大特点是下两级封隔器工作时，以上其它封隔器不工作，这样有利于管柱长时间工作。其它封隔器不工作，这样有利于管柱长时间工作。工作原理工作原理 该管柱由安全接头、该
27、管柱由安全接头、水力锚、水力锚、Y344-114及及25mm喷嘴组成。主要应喷嘴组成。主要应用于井深大于用于井深大于1500m的中的中深井致密油层的压裂改造深井致密油层的压裂改造中。结合填砂法可进行多中。结合填砂法可进行多层的分层压裂改造。最大层的分层压裂改造。最大的优点是施工过程中，管的优点是施工过程中，管柱较安全不卡管柱，同时柱较安全不卡管柱，同时管柱结构简单。管柱结构简单。6、喷嘴式单压下层压裂管柱、喷嘴式单压下层压裂管柱 喷嘴型压裂管柱图喷嘴型压裂管柱图 1-安全接头；安全接头；2-水力锚；水力锚；3-封隔器；封隔器；4-导压喷砂封隔器；导压喷砂封隔器；5-水力锚；水力锚；6-K344
28、封隔器；封隔器；7-喷嘴喷嘴5号油层6号油层5号油层4号油层3号油层2号油层1号油层1234567 该管柱在使用时，水力锚的选择是该管柱在使用时，水力锚的选择是较重要的。在压裂过程中，管柱一直较重要的。在压裂过程中，管柱一直处于上顶状态，必须选择合适的水力处于上顶状态，必须选择合适的水力锚进行锚定，水力锚的锚定力必须大锚进行锚定，水力锚的锚定力必须大于管柱的上顶力，这样在压裂施工过于管柱的上顶力，这样在压裂施工过程中，施工才能比较安全进行。程中，施工才能比较安全进行。该管柱主要由安全接头、水力锚、该管柱主要由安全接头、水力锚、Y344-114封隔器、封隔器、DKDPS-114导压喷砂器导压喷砂
29、器及及Y344-114封隔器组成。该管柱适于井深封隔器组成。该管柱适于井深1500-3000m，井温度，井温度140，工作压力，工作压力70MPa条件下的油层压裂改造。条件下的油层压裂改造。7、中深井压裂管柱、中深井压裂管柱 该管柱的特点是：利用导压喷砂器的大该管柱的特点是：利用导压喷砂器的大侧孔泄流，减缓了压裂过程中砂子对套管侧孔泄流，减缓了压裂过程中砂子对套管的破坏程度，适于大砂量施工。的破坏程度，适于大砂量施工。压裂时，该管柱主要是利用导压喷压裂时，该管柱主要是利用导压喷砂器内部的节流嘴和导压通道传压，使砂器内部的节流嘴和导压通道传压，使上下级封隔器坐封，同时水力锚锚爪卡上下级封隔器坐封
30、，同时水力锚锚爪卡紧套管内壁。压裂液经导压喷砂器的侧紧套管内壁。压裂液经导压喷砂器的侧孔进入到地层中，压开地层。采用上提孔进入到地层中，压开地层。采用上提方式一趟管柱可压裂方式一趟管柱可压裂2-3个层段。个层段。工作原理：工作原理：该管柱适应于该管柱适应于139.7mm套管，套管，井温井温150，破裂压力，破裂压力80MPa条件条件下的外围勘探油气井的大型压裂施下的外围勘探油气井的大型压裂施工。管柱主要由工。管柱主要由Y443-114(深深)与与Y111-114封隔器及喷砂器等组成。封隔器及喷砂器等组成。8、深井压裂管柱深井压裂管柱 该管柱一次可完成两层段压裂，该管柱一次可完成两层段压裂，压完
31、下层后投球启开滑套喷砂器压压完下层后投球启开滑套喷砂器压裂上层。由于管柱上下有力锚和卡裂上层。由于管柱上下有力锚和卡瓦固定，密封段的下端为活动端，瓦固定，密封段的下端为活动端，卡距之间不承受拉力。因此，能够卡距之间不承受拉力。因此，能够满足压力高，大砂量的油水井压裂满足压力高，大砂量的油水井压裂施工。施工。压裂施工中，首先是利用专用管压裂施工中，首先是利用专用管柱下入柱下入Y443-114（深）封隔器于压裂（深）封隔器于压裂目的层下隔层，使之坐封丢手。然后目的层下隔层，使之坐封丢手。然后下入带水力锚、下入带水力锚、Y111-114封隔器、喷封隔器、喷砂器及插入密封段的管柱。管柱到位砂器及插入密
32、封段的管柱。管柱到位后进行压裂施工。后进行压裂施工。工作原理：工作原理：该管柱主要适于该管柱主要适于114.3mm套管井，套管井，井温井温90 的油层压裂改造。管柱分两种，的油层压裂改造。管柱分两种，一是主要一是主要K344-95封隔器与封隔器与K344-95导压喷导压喷砂封隔器组成的分层压裂管柱，适应于井砂封隔器组成的分层压裂管柱，适应于井深深1500m以内的小井眼分层压裂改造。原以内的小井眼分层压裂改造。原理同时其它类似管柱相同。二是套管预制理同时其它类似管柱相同。二是套管预制式分层压裂管柱。式分层压裂管柱。9、小井眼压裂管柱、小井眼压裂管柱小井眼分层压裂管柱示意图（封隔器）小井眼分层压裂
33、管柱示意图（封隔器）导压喷砂封隔器导压喷砂封隔器油管油管安全接头安全接头水力锚水力锚K344-95封隔器封隔器丝丝 堵堵1#油层油层2#油层油层预制工作筒预制工作筒插入密封段插入密封段喷砂器喷砂器导向头导向头油油 层层油油 层层油油 层层喷砂器喷砂器插入密封段插入密封段预制工作筒预制工作筒插入密封段插入密封段预制工作筒预制工作筒小井眼分层压裂管柱示意图（预制式）小井眼分层压裂管柱示意图（预制式）套管预制式分层压裂是根据固井套管预制式分层压裂是根据固井胶塞过孔最小尺寸，确定出工作筒内胶塞过孔最小尺寸，确定出工作筒内径，先把预制的工作筒随套管下到设径，先把预制的工作筒随套管下到设计深度，它与插入式
34、密封段和带滑套计深度，它与插入式密封段和带滑套式喷砂器组成的压裂管柱相配合，通式喷砂器组成的压裂管柱相配合，通过逐级打滑套并结合其它压裂工艺实过逐级打滑套并结合其它压裂工艺实现压裂多层的目的，其工作筒内径现压裂多层的目的，其工作筒内径97.5mm。下井工具简单，施工安全程度高；下井工具简单，施工安全程度高；工作台阶内通径工作台阶内通径98mm，可与注，可与注水及堵水工具相配套，能满足泵抽水及堵水工具相配套，能满足泵抽管柱对通径的需要；管柱对通径的需要；可与外径可与外径95mm封隔器分层压裂封隔器分层压裂管柱配套进行分层压裂。管柱配套进行分层压裂。该管柱的特点：该管柱的特点：123 该压裂方式，
35、在套管内不下该压裂方式，在套管内不下入油管，主要是利用套管内的通入油管，主要是利用套管内的通道作为压裂液通道，主要适应于道作为压裂液通道，主要适应于井深井深1500m以内的油层压裂改造。以内的油层压裂改造。10、套管压裂套管压裂 油套合压主要是为了降低摩阻，提油套合压主要是为了降低摩阻，提高排量情况下的多层压裂。它是利用油高排量情况下的多层压裂。它是利用油管空间及油管与套管的环形空间做为压管空间及油管与套管的环形空间做为压裂时的压裂液通道，增大了压裂液过流裂时的压裂液通道，增大了压裂液过流面积。主要适应于井深面积。主要适应于井深1500m以下的油以下的油层压裂改造。层压裂改造。11、油套合压、
36、油套合压 所谓的普通压裂技术，就是指大庆油所谓的普通压裂技术，就是指大庆油田最先研究的，常规的或常用的单层分卡田最先研究的，常规的或常用的单层分卡压裂工艺技术。压裂工艺技术。该技术管柱主要投球器、井口球阀、该技术管柱主要投球器、井口球阀、工作筒和堵塞器，工作筒和堵塞器，K344-114封隔器，喷砂封隔器，喷砂器等组成。喷砂器可敞口或带滑套。祥见器等组成。喷砂器可敞口或带滑套。祥见滑套式分层压裂管柱介绍。滑套式分层压裂管柱介绍。三、压裂工艺技术三、压裂工艺技术（一）普通压裂技术（一）普通压裂技术 其原理是利用不压井，不放喷井口装置、井其原理是利用不压井，不放喷井口装置、井口工作筒和堵塞器，可使压
37、裂管柱实现不压井、口工作筒和堵塞器，可使压裂管柱实现不压井、不放喷起下作业。利用井下滑套喷砂器逐级启开，不放喷起下作业。利用井下滑套喷砂器逐级启开，自下而上实现多层的分层压裂。每压裂完一层时，自下而上实现多层的分层压裂。每压裂完一层时，从井口投入不同直径的钢球将滑套憋到已压开层从井口投入不同直径的钢球将滑套憋到已压开层的喷砂器上将其水眼堵死，目的打开上一层喷砂的喷砂器上将其水眼堵死，目的打开上一层喷砂器的出砂口，开始对上一层进行压裂，从而实现器的出砂口，开始对上一层进行压裂，从而实现不动管柱一次连续压不动管柱一次连续压3-4层。层。压裂层段具有压裂层段具有2m以上厚度的隔层，以保证以上厚度的隔
38、层，以保证封隔器分卡。压裂井的套管无变形损坏等。固井封隔器分卡。压裂井的套管无变形损坏等。固井质量好，管外无窜槽。质量好，管外无窜槽。采取低密度射孔，大排量施工，依靠压裂采取低密度射孔，大排量施工，依靠压裂液通过射孔炮眼时产生的摩阻，大幅度提高井液通过射孔炮眼时产生的摩阻，大幅度提高井底压力，从而使压裂液自动转向，以相继压开底压力，从而使压裂液自动转向，以相继压开破裂压力相近的各个目的层。这项技术的关键破裂压力相近的各个目的层。这项技术的关键是：根据目的地层的物性、砂岩厚度、纵向相是：根据目的地层的物性、砂岩厚度、纵向相邻油层情况及平面上的连通关系，确定合理的邻油层情况及平面上的连通关系，确定
39、合理的布孔方案，确定每个目的层所射孔炮眼数量及布孔方案，确定每个目的层所射孔炮眼数量及直径，以此来控制不同油层的处理强度，获得直径，以此来控制不同油层的处理强度，获得所需要的产液剖面。所需要的产液剖面。（二）限流法压裂技术（二）限流法压裂技术1、工艺原理、工艺原理限流法压裂原理图限流法压裂原理图过程一夹层夹层180at190at200at过程二夹层夹层180at190at200at过程三夹层夹层180at190at200at过程四夹层夹层180at190at200at式中：式中：Ppf：炮眼摩阻，：炮眼摩阻，MPa;Q:注入排量，注入排量，m3/min；：压裂液密度，：压裂液密度，kg/m3
40、n：射孔炮眼数量；：射孔炮眼数量；d：炮眼平均直径，：炮眼平均直径，mm(大庆地区取大庆地区取8.3 mm)。上述公式，既可用来确定施工设计参数，也上述公式，既可用来确定施工设计参数，也可根据施工结果获得可根据施工结果获得Ppf和和Q，以及，以及 d和和等参数，等参数，求得携砂进入炮眼的有效孔数求得携砂进入炮眼的有效孔数n，以此来确定在一，以此来确定在一个层段内压开了多少层数。个层段内压开了多少层数。计算炮眼摩阻的公式为：计算炮眼摩阻的公式为：Ppf=102(1)3.57Q2 n2d4 主要适用于纵向和平面上油水分布情况比较主要适用于纵向和平面上油水分布情况比较复杂的低渗透率薄油层的多层完井改
41、造。复杂的低渗透率薄油层的多层完井改造。在在3 m3/min左右的注入排量下，一次压裂可左右的注入排量下，一次压裂可形成多条裂缝，与滑套式分层压裂管柱配套使用，形成多条裂缝，与滑套式分层压裂管柱配套使用，一次可使一次可使1530个目的层得到处理，完善系数个目的层得到处理，完善系数1.542.37，施工一次成功率达，施工一次成功率达98%。自自1985年以来，限流法压裂已在大庆油田年以来，限流法压裂已在大庆油田2000多口调整井中推广应用，高含水后期单井日多口调整井中推广应用，高含水后期单井日产油产油1114t，成为改善低渗透率薄弱油层开发效，成为改善低渗透率薄弱油层开发效果的重要技术。果的重要
42、技术。布孔方案的确定：限流法设计中制定合理布孔方案的确定：限流法设计中制定合理的布孔方案是决定工艺效果的核心内容，布孔原的布孔方案是决定工艺效果的核心内容，布孔原则如下：则如下：充分利用设备排量保证足够的炮眼摩阻压开尽可充分利用设备排量保证足够的炮眼摩阻压开尽可能多的目的层。能多的目的层。根据每一个层的具体情况按比例地分配炮眼数根据每一个层的具体情况按比例地分配炮眼数量，控制已见水或平面上容易水窜的目的层。量，控制已见水或平面上容易水窜的目的层。选择层内渗透率最好的部位射孔，当层内存在岩选择层内渗透率最好的部位射孔，当层内存在岩性或物性的薄夹层时，夹层上、下分别布孔。性或物性的薄夹层时，夹层上
43、、下分别布孔。2、压裂工艺设计方法、压裂工艺设计方法 当目的层附近有其它可能在压裂中与当目的层附近有其它可能在压裂中与之窜通的非目的层时，应注意拉开布孔与之窜通的非目的层时，应注意拉开布孔与隔层的距离，当隔层厚度不足隔层的距离，当隔层厚度不足3m时，更应时，更应注意这一点。注意这一点。考虑到裂缝破碎带的影响，当处理层考虑到裂缝破碎带的影响，当处理层内层数多，而炮眼总数受到限制少于待处内层数多，而炮眼总数受到限制少于待处理层数的情况下，可在紧密相邻的几个小理层数的情况下，可在紧密相邻的几个小层中间位置布孔。层中间位置布孔。由于受到目前实际射孔水平的限制，由于受到目前实际射孔水平的限制，个别炮眼的
44、堵塞难以避免，因而允许实际个别炮眼的堵塞难以避免，因而允许实际的布孔数量比理论计算的稍多一些，以利的布孔数量比理论计算的稍多一些，以利于顺利完成施工。于顺利完成施工。射孔方案要结合考虑压裂施工的需要，射孔方案要结合考虑压裂施工的需要，在确定射孔方案的同时，确定压裂施工的在确定射孔方案的同时，确定压裂施工的方式。方式。这一方法适用于多油层分散组合这一方法适用于多油层分散组合-即即一口井中的目的层纵向分布成几个小段，一口井中的目的层纵向分布成几个小段，每一段内都有几个相邻小层的情况，由于每一段内都有几个相邻小层的情况，由于充分利用了层段间存在的较厚隔层，化多充分利用了层段间存在的较厚隔层，化多为少
45、，降低了对排量的要求。为少，降低了对排量的要求。3、压裂方式选定、压裂方式选定 鉴于目前的工艺条件，供选择压裂方鉴于目前的工艺条件，供选择压裂方式有以下四种：式有以下四种：滑套式管柱分层压裂法滑套式管柱分层压裂法 当目的层多而密集，不能用封隔器分当目的层多而密集，不能用封隔器分卡，受设备或地面条件限制，又不能提供卡，受设备或地面条件限制，又不能提供足够施工排量的情况下，可以用投炮眼球足够施工排量的情况下，可以用投炮眼球的方法将限流法分成几级进行，每一级都的方法将限流法分成几级进行，每一级都同时处理几个层，处理级数如下：同时处理几个层，处理级数如下：炮眼球分级限流法炮眼球分级限流法处理级数处理级
46、数=单孔额定排量待处理炮眼总单孔额定排量待处理炮眼总数数/井口设备排量井口设备排量 这一方法同时从油管和套管注入液体，大这一方法同时从油管和套管注入液体，大幅度降低了摩阻，提高了排量，当关闭套管闸幅度降低了摩阻，提高了排量，当关闭套管闸门，单独从油管注入时，可直接从油套压力表门，单独从油管注入时，可直接从油套压力表读出管损的数值，是测量管损的方法。读出管损的数值，是测量管损的方法。油套合压法油套合压法套管压裂法套管压裂法 井内不下油管，直接由套管注入压裂液，井内不下油管，直接由套管注入压裂液，管损极小，适用于对排量要求很高的情况。管损极小，适用于对排量要求很高的情况。限流压裂采取井温测试，环空
47、测试和限流压裂采取井温测试，环空测试和“有效孔数法有效孔数法”等分析压裂效果，等分析压裂效果，“有效有效孔数法孔数法”计算公式见前述公式（计算公式见前述公式（1）。）。4、效果检测方法、效果检测方法 炮眼球分级压裂技术，适用于层间隔层小，炮眼球分级压裂技术，适用于层间隔层小，或油层跨距大，用封隔器分采难以控制的已射孔或油层跨距大，用封隔器分采难以控制的已射孔的多个油层进行分层压裂。的多个油层进行分层压裂。压裂层段内有多个已按一定方式孔密射开的压裂层段内有多个已按一定方式孔密射开的压裂目的层时，一般受施工注入排量的限制，在压裂目的层时，一般受施工注入排量的限制，在第一个目的层或层段（破裂压力最低
48、的目的层）第一个目的层或层段（破裂压力最低的目的层）被压开后，绝大部分压裂液都将被已压开层或层被压开后，绝大部分压裂液都将被已压开层或层段吸收，井底压力很难上升到第二个目的层或层段吸收，井底压力很难上升到第二个目的层或层段破裂的水平。通常一次施工只能压裂一个目的段破裂的水平。通常一次施工只能压裂一个目的层或几个小层，采用炮眼球封堵，则可使多个油层或几个小层，采用炮眼球封堵，则可使多个油层得到压裂改造。层得到压裂改造。（三）炮眼球分级压裂技术（三）炮眼球分级压裂技术 该技术原理是，利用已压开层吸液量该技术原理是，利用已压开层吸液量大的特点，在完成一个目的层段（几个小大的特点，在完成一个目的层段（
49、几个小层）压裂施工后，用压裂液将一定个数的层）压裂施工后，用压裂液将一定个数的炮眼球带入已压开层的射孔炮眼处封堵该炮眼球带入已压开层的射孔炮眼处封堵该层射孔炮眼，迫使压裂液进入其它未压开层射孔炮眼，迫使压裂液进入其它未压开层或层段，使井底压力提高，从而使另一层或层段，使井底压力提高，从而使另一个破裂压力更高的目的层被压开，如此反个破裂压力更高的目的层被压开，如此反复进行，直到压裂层段内所有目的层都被复进行，直到压裂层段内所有目的层都被压开为止，达到一次施工压开多个目的层压开为止，达到一次施工压开多个目的层的目的。的目的。该技术具有省钱省时，经济效益该技术具有省钱省时，经济效益好，适应范围广，提
50、高施工时效，可好，适应范围广，提高施工时效，可以和其它工艺方法配合使用。该技术以和其它工艺方法配合使用。该技术的缺点是在地面不能准确判断各目的的缺点是在地面不能准确判断各目的层被压开的顺序时，投球数量具有一层被压开的顺序时，投球数量具有一定的盲目性，相应地也就可能出现没定的盲目性，相应地也就可能出现没处理的遗漏目的层，影响压裂效果。处理的遗漏目的层，影响压裂效果。该技术的特点，一是压裂完一个该技术的特点，一是压裂完一个目的层后投入一定数量的直径大于射目的层后投入一定数量的直径大于射孔炮眼直径的炮眼球，迫使压裂液转孔炮眼直径的炮眼球，迫使压裂液转向，从而压开其它层；二是一个炮眼向，从而压开其它层
