1aa油田开发的核心技术--压裂

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油田增产核心技术—压裂

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一、压裂基本原理水力压裂主要涉及的学科 (Hydraulic Fracturing)— 水力压裂力学 — 水力压裂材料性能与评价 — 水力压裂裂缝延伸模拟 — 支撑剂在裂缝中运移分布 — 水力压裂效果分析 — 水力压裂工艺技术 — 水力压裂诊断评估技术 —压裂地质学(对储层的认识、储层保护、测井、录井、岩心物性分析、岩石力学等….)

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一、压裂基本原理 水力压裂概念压裂：若液体被泵入井中的速度快于液体在地层中 的扩散速度，将不可避免地使地层压力升高 并在某些点发生破裂。

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一、压裂基本原理所谓压裂就是利用水力作用，使油层形成裂 缝的一种方法，又称油层水力压裂。油层压裂工 艺过程是用压裂车，把高压大排量具有一定粘度 的液体挤入油层，当把油层压出许多裂缝后，加 入支撑剂(如石英砂等)充填进裂缝，提高油层的 渗透能力，以增加注水量(注水井)或产量(油气井)。 常用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状 压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液多种基本类型。

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一、压裂基本原理 压裂井场地面布置流程1.作业机； 2.油井； 3.排污池 4.平衡车 5.消防车 6.压裂车 7.拉砂车 8.混砂车

9.大罐10.仪表车

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一、压裂基本原理水力压裂作用三种原因：1、穿透近井地带的伤害，使井恢复其自然产能； 2、在地层中延伸有高导流的通道，使产量超过自然水平； 3、改变在地层中的液体流动。 勘探阶段 增加工业可采储量，扩大勘探成果； 开发阶段 – 油气井增产 – 水井增注 – 调整层间矛盾 改善吸水剖面 – 提高采收率 其它方面：井网结构调整

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一、压裂基本原理 裂缝的形成过程1 –开始泵入压裂液，地层破裂

2 – 裂缝延伸3 –支撑剂随压裂液开始进入裂缝 4 – 随着泵注的继续，支撑剂进入裂缝深处

5 – 支撑剂继续进入裂缝到达裂缝端部 ，压裂液滤失

6 – 携砂液泵注完成，压裂液继续滤失7 – 裂缝闭合，形成一定导流能力的支撑 裂缝

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一、压裂基本原理 压裂液滤失的三个过程滤饼区的流动 滤饼控制过程 侵入区的流动 压裂液粘度控制过程地层流体的压缩 地层流体粘度及压缩控 制过程

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二、压裂设计方法压裂施工设计计算步骤(正设计) 正设计:根据压裂施工规模预测增产倍数a.确定前置液量、混砂液量以及砂量；

b.选择适当的施工排量、计算施工时间；c.计算动态裂缝几何尺寸； d.支撑剂在裂缝中的运移分布，确定支撑裂缝几何尺寸； e.预测增产倍比。

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二、压裂设计方法压裂施工设计计算步骤(逆设计)a. 根据增产要求确定裂缝长度和导流能力；

b. 预选施工排量、前置液量和携砂液

量；c. 计算动态裂缝几何尺寸； d. 支撑剂在裂缝中的运移与分布，确定支撑裂缝几何尺寸； e. 计算支撑裂缝长度和导流能力以及增产倍比； f. 如果满足增产要求则结束，否则重选液量、砂量，返回

(c)重新计算。

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二、压裂设计方法常用的压裂设计软件Shell公司的ENER FRAC, Meyer & Assocs公司MFRAC, Reservoir engineering system(RES)公 司的FRACPRO, Schlumberger公司的FRAC HIT等。 全三维压裂软件有： Trra Tek inc公司的TERRAFRAC, Marathon oil公司的GOHFER, Lekig University的HYFRAC 3D等。 FracproPT三维压裂设计软件； FracCADE三维压裂设计软件；

Stimplan(F3D与P3D裂缝模拟)西南石油学院压裂设计软件； 中石油研究院开发的拟三维压裂软件等

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二、压裂设计方法压裂施工参数的多级优化技术 理论基础：裂缝扩展的精细模拟和裂缝温度场优化结果； 优化形式：每一个优化参数，不应是恒定值，如排量， 随裂缝的扩展，滤失越来越大，只有不断地增加排量后 才能保持裂缝的稳定和恒速扩展。换言之，其实质是将

整个裂缝扩展过程分段，每一段单独进行优化，由于每 一段的温度和裂缝扩展规律不完全一致，因此，每一段 都对应一优化的施工参数； 十变优化参数：排量、压裂液类型(黏度)、支撑剂类

型、支撑剂粒径、稠化剂浓度、交联比、破胶剂浓度、 砂液比、压后放喷油嘴尺寸、抽汲及生产期的井底流压 (考虑应力敏感后，不同时期要求不同的值)。

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二、压裂设计方法压裂多级优化技术示意图 ——―十变”分阶段优化参数线性胶 深井低浓度稠化剂 压裂液类型 降低稠化剂浓度 压裂液类型 放喷油嘴尺寸

增 大 方 向

停泵后算起

稠化剂浓度 支撑剂粒径 破胶剂

砂液比 排量

交联比

时间

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三、压裂体系压裂液体体系压裂液体系-不同地层温度系列压裂液(20°C—150°C) 瓜尔胶压裂液系列 泡沫压裂液 清洁压裂液 香豆胶压裂液系列 次生热及次生泡沫压裂液 低分子环保型压裂液

醇基压裂液 低浓度瓜胶压裂液 稠化水压裂液

延迟胶联压裂液速溶瓜胶压裂液 酸基压裂液....

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三、压裂体系常规压裂液体系 低温压裂液体系(临界交联)该压裂液体系是以羟丙基瓜胶为稠化剂、以硼酸盐为交联剂， 加以低温破胶激活剂等添加剂的压裂液配方体系。具有流变性能 好、低温快速彻底破胶、残渣少、伤害小等特点。 主要技术性能指标： 延迟交联时间：30 60s 稳定性： 170S-1连续剪切1h,粘度70 100mPa.s 低摩阻：小于清水的50% 破胶性能：破胶时间24h,水化液粘度≤5.0mPa.s 低伤害率：岩芯伤害率小于25% 应用范围：适应于25℃ 50℃的储层。中国

. 西安

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三、压裂体系 中温压裂液体系该压裂液体系是以低浓度的羟丙基瓜胶为稠化剂、具有 一定延迟交联有机硼为交联剂，加其它添加剂组成的压裂液 配方体系。具有交联时间可调、流变性能好、彻底破胶、残 渣少、伤害小等特点。 主要技术性能指标： 延迟交联时间：30 90s可调 稳定性： 170S-1连续剪切1.5h,粘度≥100mPa.s 低摩阻：小于清水的50% 破胶性能：破胶时间2 3h,水化液粘度≤5.0mPa.s 低伤害率：岩芯伤害率小于20% 应用范围：适应于50℃ 80℃的储层。中国 . 西安