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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单向流径向流流通阻力大，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

压裂基本概念3、造缝机理3个步骤：①破裂地层②加砂③顶替PF：地层破裂压力压裂施工过程中井底压力随时间的变化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。

压裂基本概念4、地应力与裂缝的形态和方位δx，y＞δz平缝水δz＞δx＞δy垂直缝δz＞δy＞δx垂直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。

压裂基本概念5、地面泵压Ppump=P-P+PfmFPpump-----井口施工泵压PfPm-----地井层筒破液裂柱压力PF-----管柱及管线、孔眼的压裂液摩阻（主要是管柱摩阻）其中P=（0.14~0.18）×H垂直裂缝（一般取区块值）f（0.23~0.25）×H水平裂缝P=RL×H（R：压裂液的比重）mLP=50%×P（P：管柱水摩阻，查采油技术手册）F水水

压裂基本概念6、地面施工泵压曲线①如果施工压力保持恒定，压裂液性能稳定，地面施工泵压与地下井底压力的变化是一致的；②加砂会对施工泵压有一定的影响；③油管压裂时，套压反映井底压力变化。

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6、压裂液特性

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KWf:裂缝闭合应力:P=ɑ×H-P流C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