本压裂技术和设备与器具、压裂系统流程设计合理,满足基岩水井压裂要求。通过水力压裂增水技术,对于非地质条件差引起的出水量达不到预期目标的井,实施水力压裂,使出水量偏小或达不到预期目标的井,可以增大水井出水量、提高打井成功率。通过压裂增水技术的开展实施,对于一些基岩水井均有一定效果。
压裂设备、器具性能参数表

供水井01
河北唐县高昌镇山阳庄村,地层岩性为片麻岩;成井深度80m,井径220mm,静水位9.1m。压裂前水井日出水量仅有6.26m3。为此,确定对该井实施压裂增水试验,压裂前进行了电测井。根据测井结果,确定有效压裂井段为17m-31m。压裂过程中,压裂段岩层起裂泵压力5.01MPa,裂缝延伸泵压力由3.7 MPa逐渐降至3.1 MPa,压入水量6.87m3。压裂后经抽水试验,该井日出水量达到62.4m3,水量增加9倍。解决了该村400余人长年吃水难题。

压裂现场

压裂前后对比
供水井02
钻孔信息
钻孔位于顺平县导务村,设计取心孔深220m,岩心发现裂隙发育,偶有小断层浮现,取心长度201.75m,真岩心采取率达到91.56%。空气潜孔锤泡沫钻进深度达到242m,因达到设计孔深后水量没有达到理想值,因此商议进行水力压裂增水工作。
压裂准备
参考岩心编录、测井曲线,尤其是测井曲线解释数据显示浅部15m至深部224m之间发育30余处断层破碎带,又因前期开展的勘探孔距离主井5m距离,在上段试压时被压通,下段地层试压时出现了裂缝闭合,压入地层的水被挤出,并在井口溢出,压裂失去效果。因此利用将大、小两孔压通条件,两孔之间形成优势通道后,将勘探孔上部距地表50m段用高标号水泥固井,照片3-2,照片3-3。待水泥达到凝固值,在主井内下入压裂管柱,对两个孔同时进行压裂。


添置水泥(左)与封孔(右)
实施压裂
压裂设备与器具:
地表设备由高压泵车、高压管汇、高压胶管等组成;采用双封隔器压裂,井内压裂器具由K344-180型扩张式封隔器(上、下座封)、卸荷阀、定压开启阀、底堵组成。辅助设备包括:SPC-300型黄河钻机为压裂试验提吊动力设备,Ф89钻杆作为孔内压裂器具的连接钻具。压裂液由供水泵、抽水泵等进行输送至压裂液箱中。



压裂现场
压裂过程中,第一次压裂起始压力6.01MPa,最高压力8.7Mpa,压入水量150.8m3。

第一次压裂时间、泵量、压力关系曲线
压裂过程中,第二次压裂起始压力3.84MPa,最高压力8.5Mpa,压入水量489.7m3。

第二次压裂时间、泵量、压力关系曲线
压裂过程中,第三次压裂起始压力2.78MPa,最高压力8.75Mpa,压入水量452.5m3。压裂液注入总量为1093m3。

第三次压裂时间、泵量、压力关系曲线
该井第二次与第三次压裂为压裂与洗井并存方式进行,注入的清水井孔返排出大量裂隙充填物,即清扫地下水通道使得水井水量增加。

返排填充物

返排清水
压裂后下泵洗井,水清砂净后再次进行抽水试验,该井每小时出水量达到11.4m3,水量增加近5倍,可以解决当地村民长年吃水难题。