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第六章 油层水力压裂

一、油气井产量低的主要原因

1.近井地带受伤害，导致渗透率严重下降 2.油气层渗透性差

3.地层压力低，油气层剩余能量不足 4.地层原油粘度高

二、油气井增产、水井增注途径 1.提高或恢复地层渗透率 2.保持压力增加地层能量 3.降低井底回压 4.降低原油粘度

三、油气井增产和水井增注方法 1.水力压裂 Hydraulic Fracturing 2.酸化 Acidizing 3.爆炸 Explosion 4.其它

四、各类储层中增产方法的使用

砂岩储层 Sandstone Formation 水力压裂、基质酸化 碳酸盐岩储层

水力压裂、基质酸化、酸压 特低渗坚硬储层 高能气体压裂

五、水力压裂、酸化的作用 在勘探阶段--增加工业可采储量 在开发阶段--油气井增产 --水井增注

--调整层间矛盾 改善吸水剖面 --二次和三次采油中应用 控制井喷

其它-- 煤层气开采

水力压裂概述

发布：本站 来源：济南多吉利

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水力压裂概述

一、单井水力压裂的增产作用及其效果预测方法

从油藏工程观点看，水力裂缝是油层中带有方向性的具有一定长、宽、高的几何形状的高渗带。单井压裂后，水力裂缝与井筒所组成的系统，与油层连通的面积远大于无水力裂缝时井筒的面积，显著地降低了单井生产时地层的渗流阻力，这是压裂改造后单井的基本增产机制。当钻开油层后，井底附近地带因受钻井液等伤害而使产量下降，通过压裂使水力裂缝穿过伤害地带（一般伤害带小于2m）进入未受伤害的油层，使未伤害油层中的油流通过水力裂缝进入井筒，恢复并提高了井的自然产能。在单井压裂时，往往两种机制都起作用。

一般来说，在相对较高的渗透率油藏，由于生产井压后投产很快就进入拟稳态流状况，所以产量预测求解可以用径向流动方程，通常，这可用Prats 与McGuire 和Sikora 方法来求解。相反地，在渗透率相对较低的油藏，生产井压后投产，油层中液体将长时间保持非稳态流状况，所以对裂缝的影响应在非稳态条件下求解，可应用非稳态流的单相油藏数值模拟或Agarwal 等人或Holditch 等人的典型曲线图版。若油藏处于注水开发期并进行了整体压裂，其产量预测需使用三维三相油藏

石油勘探与开发年叮八

卫

第

期

水力压裂裂缝的起裂和扩展黄荣禅华东石油学院

提要

本文综合国外关于水力压裂裂缝的起裂和扩展的研究。

,

提出了垂直裂缝和水

平裂缝的起裂判据并分析了影响裂缝延伸方向的各种因素文章认为裂缝的形成主要决定于井壁上的应力状态,

而确定及影响此应力状态的因

素有

地壳应力地层的孔隙压力井内液体压力,

、

、

、

压裂液向地层中的渗滤流动以及被压。

裂地层的机械物理性质题,

并对此进行了较详尽的分析,

作者注意到目前国外正引用线弹性断裂力学来分析裂缝延伸的方向及延伸的阻挡问提出裂缝的延伸方向主要取决于地应力认为不论井壁上初始形成的裂缝方位如何,,

在远离井眼后力外,

裂缝便趋于垂直最小主地应力的方向、、

。

扩缝压力除了取决于最小主地应、

还与裂缝的类型、

尺寸及岩石材料的性质有关文章中还分析了地层岩性的变化,。

。

交界面的性质裂隙面的存在压裂液的比重及其滤失应力强度因子的影响,

地应力分布的变化等对裂缝端部

认为这是判断裂缝继续延伸或产生阻挡作用的重要依据,

水力压裂新工艺自从在石油工业中采用以来然而迄今对压裂的详细机理仍研究得很不够中还有不少问题尚未得到很好解决。,

对油气田的勘探和开发起了重要的作用,

。

加上地下情况的复杂。

以致在压裂设计和施工

本文拟从岩石力学及线弹性断裂力

关于岳101-48X井的压裂实习总结

实习时间：2013.8.11—2013.8.20

实习内容：资阳市安岳县岳101-48X井压裂施工 参与压裂流程及内容： 1.上井检罐

检查液灌，残留液体和杂质不能太多，不能影响滑溜水和瓜胶基液的性能，最理想做到干净无残留液体和杂质。如有不合格的液罐，应及时与负责人协调清洗，保证后续工作顺利进行。

注意事项：

1）看罐时小心随身物品，切勿大意掉进液灌； 2）上下液罐注意安全，在液罐上注意脚下打滑。 2.备药及化学品运输

联系车辆将配液所需药品从仓库运往井上，并协调现场布置负责人，将药品放置合适位置，方便后续配液，同时不影响其他车辆进出和设备摆放。药品出库卸车都要认真清点数量，并对照设计要求用量，如有差错立即联系负责人协调。 3.配液及性能测试

配合配液车按照设计要用量顺利完成配液，然后取样测试粘度和pH值，还有做挑挂实验，不合格的应该再进行调整。

注意事项：

1）现场配液注意药品添加顺序及用量； 2）挑挂实验准确记录成胶时间。 4.开始施工

施工中仪表车是大脑，出现压力异常应该停止泵车压裂，分析原因。整个施工过程中应保持各环节协调进行，如果出现异常，应该紧急停止施工。

注意事项： 1）远离高压区

中国石油天然气集团公司企业标准

油水井压裂设计规范

Specification for fracturing program

or oil＆water well

l范围

本标准规定了压裂井选井选层的依据、地质设计的编写、工艺设计的选择与编写、施工准备、压裂施工、压裂后排液、求产、资料录取、施工总结、压裂施工质量控制和安全与环保的技术要求。

本标准适用于油水井压裂设计。探井、气井压裂设计亦可参照使用。 2引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示标准均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

SY/T 5107-1995水基压裂液性能评价方法 SY/T 5108-1997压裂支撑剂性能测试推荐方法 SY/T 5289-2000油井压裂效果评价方法 SY/T 5836-93 中深井压裂设计施工方法 SY/T 6088-94深井压裂工艺作法

SY/T 6362-1998石油天然气井下作业健康、安全与环境管理体系指南 3选井、选层

3.1选井、选层应具备的资料

3.1.1地质情况：区块构造，井所处构造的位置，井与周围油、水井的连通情况，井控面积，距断层的距离。

高能气体压裂相关知识

高能气体压裂技术

高能气体压裂（High Energy Gas Fracture ,简称HEGF）是利用火药或火箭推进剂在井筒中快速燃烧产生的大量的高温高压气体在产层上压出辐射状多裂缝体系，改善近井地带的渗透性能，从而增加油气井产量和注水井注入量的一项增产措施。前苏联把高能气体压裂称为热气化学处理，在美国也称作脉冲压裂、多裂缝压裂。

一． 高能气体压裂工艺技术

1．高能气体压裂概况

美国高能气体压裂是从一百多年前的井筒爆炸方法演变而来，本世纪70年代中期后，美国、前苏联等国家对爆炸压裂失败的机理作了深入的探讨而发展了高能气体压裂并在80年代中期使该项技术趋于成熟。80年带中期，西安石油学院开始从事高能气体压裂的研究，吸取和借鉴了国外的一些先进成果，已研制和开发出自己的产品系列，如压裂弹、测试仪、设计软件等。

高能气体压裂不同于爆炸压裂和水力压裂。爆炸压裂在井筒中产生的爆轰波作用于井壁，快速的压力脉冲把井筒周围很小范围的岩石破碎，不能形成多裂缝体系。水力压裂是通过压裂车组从地面注入压裂液在高于岩石破裂压力下将地层压开而形成一条宽而长的裂缝，这种裂缝长度从几十米到上千米不等，裂缝垂直于岩石最小主应力方向。高能气体压裂火药产生的压力脉冲比

连续油管压裂技术现状

概况

连续油管起源于二次世界大战期间，自六十年代开始用于石油工业。全世界的连续油油管作业设备，1962年第1台，七十年代中期有约200多台， 1993年有约561台；2001年2月有约850台；2004年1月有约1050台，主要分布在北美、南美和欧洲等地。目前，在国际市场上的连续管服务队伍拥有450多台连续油管设备，加拿大有239台，美国有253台。我国已经引进了大约16套连续油管作业设备，主要用于修井作业，还未用于钻井。

连续油管起初作为经济有效的井筒清理工具而在市场上赢得了立足之地。传统的修井和完井作业的经济收入占连续油管作业总收入的四分之三以上。连续油管设备在油气田上的应用范围持续扩大，连续管钻井技术和连续管压裂技术成为近年来发展最快的两项技术。

连续油管压裂是一种新的安全、经济、高效的油田服务技术，从九十年代后期开始在油、气田上得到应用，截止2001年，连续油管压裂井数估计超过5000口。

连续油管压裂作业已经在加拿大应用多年。实际上，前面所述的连续油管压裂井的大多数属于加拿大的气井。现在，美国的几个地区，主要是科罗拉多（Colorado）、德克萨斯（Texas）、亚拉巴马（Alabama）和弗吉尼亚（Virgi

关于岳101-48X井的压裂实习总结

实习时间：2013.8.11—2013.8.20

实习内容：资阳市安岳县岳101-48X井压裂施工 参与压裂流程及内容： 1.上井检罐

检查液灌，残留液体和杂质不能太多，不能影响滑溜水和瓜胶基液的性能，最理想做到干净无残留液体和杂质。如有不合格的液罐，应及时与负责人协调清洗，保证后续工作顺利进行。

注意事项：

1）看罐时小心随身物品，切勿大意掉进液灌； 2）上下液罐注意安全，在液罐上注意脚下打滑。 2.备药及化学品运输

联系车辆将配液所需药品从仓库运往井上，并协调现场布置负责人，将药品放置合适位置，方便后续配液，同时不影响其他车辆进出和设备摆放。药品出库卸车都要认真清点数量，并对照设计要求用量，如有差错立即联系负责人协调。 3.配液及性能测试

配合配液车按照设计要用量顺利完成配液，然后取样测试粘度和pH值，还有做挑挂实验，不合格的应该再进行调整。

注意事项：

1）现场配液注意药品添加顺序及用量； 2）挑挂实验准确记录成胶时间。 4.开始施工

施工中仪表车是大脑，出现压力异常应该停止泵车压裂，分析原因。整个施工过程中应保持各环节协调进行，如果出现异常，应该紧急停止施工。

注意事项： 1）远离高压区

井下处常用压裂井下工具 压裂施工井下工具分类 ? 封隔器 ? 控制类工具 第一部分：封隔器 1、K344型封隔器

1）作用：该封隔器适用于中深井的合层、任意一层或分层的压裂与酸化作业，可以组成一次分压多层的压裂管柱和一次分酸多层的酸化施工管柱。 2）结构

主要有上接头、胶筒座、胶筒、中心管、“O”型胶圈、滤网、下接头等。（如图1所示）

3）工作原理

封隔器下入井下设计深度后，从油管内加液压，高压液体经过滤网、下接头的孔眼和中心管的水槽作用在胶筒的内腔。由于此压力大于油、套管环形空间的压力而形成压力差。在此压差的作用下，胶筒胀大将油套管环形空间封隔住。解封时只需泄掉油管内的高压，使油管与油套管环形空间的压力平衡，胶筒靠本身的弹力收回便可解封。 4）K344-115型封隔器主要技术参数（见表1）

2、Y344型封隔器

1）作用：该封隔器主要用于分层压裂、分层酸化、以及实现某种技术目的进行的地层封隔作业。 2）结构

主要有上接头、压帽、梯形盘根、中心管、衬套、胶筒、隔环、下胶筒座、上活塞、上缸套、中间接头A、短中心管、下活塞、下缸套、中间接头B、“O”型胶圈、和下接头等组成。（如图2所示）

3）工作原理

当将此

高速通道压裂新技术

水力压裂的目的是建立从地层到井筒的流动路径，提高油气 井产能。常规压裂技术通常采用支撑剂填充裂缝，保持裂缝开启， 从而建立有效生产通道。本文所述的新型压裂技术在整个支撑剂 填充区形成高速通道网络，将裂缝导流能力提高几个数量级。通 过在几个油气田的成功实施，表明该技术能明显改善油气井的经 济生产能力。

Emmanuel d’Huteau YPF公司

阿根廷Neuquén

Matt Gillard Matt Miller Alejandro Peña

美国得克萨斯州Sugar Land Jeff Johnson Mark Turner

Encana油气（美国）公司 美国科罗拉多州丹佛 Oleg Medvedev

加拿大艾伯塔省埃德蒙顿 Tom Rhein

Petrohawk能源公司 得克萨斯州Corpus Christi Dean Willberg

美国犹他州盐湖城

1947 年，Stanolind 石油天然气公 司在美国堪萨斯州西南部的 Hugoton 勘探与生产公司开始广泛采用这种油

水力压裂作业过程中，用专业化 设备向井中快速泵入压裂液，泵入速 从而迫使地层压力上升，使地层破裂，

油田进行了首次水力压裂实验。此后，