压裂工艺原理解读.ppt

压裂工艺原理 大纲 压裂基本概念 压裂液 支撑剂 压裂基本概念 1、什么是压裂？ 用地面压裂车将压裂液以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底附近憋起高压，即在地层中形成裂缝，随着带有支撑剂的液体注入缝中，裂缝逐渐向前延伸，在地层中形成了具有足够长度，一定宽度和高度的填砂裂缝。 压裂基本概念 2、压裂为什么增产？ a、改变地层油流方向 压裂前 压裂后 压裂基本概念 3、造缝机理 压 裂施工过程中井底压力随时间的变化 压裂基本概念 4、地应力与裂缝的形态和方位 压裂基本概念 5、地面泵压 Ppump = Pf - Pm + PF Ppump ----- 井口施工泵压 Pf ----- 地层破裂压力 Pm ----- 井筒液柱压力 PF ----- 管柱及管线、孔眼的压裂液摩阻（主要是管柱摩阻） 其中Pf =（0.14~0.18）× H 垂直裂缝 （0.23~0.25）× H 水平裂缝 Pm = RL × H （RL：压裂液的比重） PF = 50% × P水 （P水：管柱水摩阻，查采油技术手册） 压裂基本概念 6、地面施工泵压曲线 压裂液 1、压裂液的定义 -压裂施工中用到的工作液。 -压裂液是由多种添加剂按一定配比形成的非均质不稳定化学体系。 -按泵注顺序和所起的作用不同，压裂液分为前置液、携砂液和顶替液。 压裂液 2、压裂液应用必备的条件 -与地层岩心和流体配伍性良好； -能造出一定宽度、有足够导流能力的裂缝； -造缝并向张开延伸的裂缝输送支撑剂； -耐温、耐剪切； -施工完成后能够破胶，迅速反排； -易于控制、安全； -经济可行。 压裂液 3、压裂液按化学性状分类（分散介质） -水基--交联冻胶、线性胶；比重为1 -油基--稠化柴油、稠化原油；比重为0.75 -乳化--水包油、油包水；比重为0.85 -泡沫--氮气 、二氧化碳、双元 ；比重为0.3 压裂液 4、压裂液体系 ①水基压裂液：交联冻胶压裂液和线性胶压裂液。 交联冻胶压裂液：是目前压裂液应用的主要类型，发展的方向是低成本、低伤害。 ②油基压裂液：适用于低压、偏油润性、强水敏的储层。 ③乳化压裂液：适用于水敏、低压地层。 ④泡沫压裂液：适用于低压、水敏性储层，特别是气藏。 压裂液 5、压裂添加剂 压裂液 支撑剂 1、压裂支撑剂体系 a、支撑剂需要支撑压开的裂缝，以增加流动能力 b、理想的特性： -高强度 -抗腐蚀 -低比重 -容易获得，费用低廉 c、支撑剂类型 -石英砂：强度中等，密度较低，价格便宜。 -陶粒；强度高，密度高，价格高。 -树脂涂层砂或陶粒：可固结，可控制返砂，价格高。 支撑剂 2、油藏中裂缝导流能力 裂缝导流能力KW f : 裂缝闭合应力: PC =ɑ× H - P流 裂缝导流能力会随支撑剂的腐蚀、破碎、嵌入,压裂液成胶剂残渣以及支撑剂沉降而降低. 支撑剂 3、不同支撑剂的裂缝导流能力 支撑剂 4、残余导流能力的百分比 支撑剂 5、支撑剂用量选择的因素 -设计的裂缝长度 -需要支撑剂浓度 -预期的裂缝高度 支撑剂 6、依据闭合应力选择支撑剂 支撑剂 7、选择支撑剂尺寸 ①射孔直径应当是支撑剂直径的6倍 ②动态裂缝宽度应当是颗粒直径的3倍 ③闭合应力高时，采用小粒径的支撑剂 * * 径向流 单向流 流通阻力大，造成产量低 地层渗透率：0.1-20毫达西 流通阻力小，产量高 支撑剂渗透率：180毫达西 b、沟通油气储集层 c、解除近井地带污染 3个步骤：①破裂地层 ②加砂 ③顶替 PF：地层破裂压力 PE：裂缝延伸压力 PS：地层压力 a：致密低渗地层时出现 b：地层微裂缝发育或高渗地层时出现 压裂形成的裂缝与地应力分布、岩石力学性质、压裂液的性质以及注入方式等有密切关系。 δz＞δx＞δy 垂直缝 δz＞δy＞δx 垂直缝 δx，y＞δz 水平缝 裂缝的形态取决于地层地应力的大小和方向。 压裂裂缝总是与地层最小主应力垂直，与地层最大主应力平行。 （一般取区块值） ①如果施工压力保持恒定，压裂液性能稳定，地面施