压裂工艺原理分析

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,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,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,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,3个步骤：破裂地层 加砂 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。,压裂基本概念,4、地应力与裂缝的形态和方位,zxy 垂直缝,zyx 垂直缝,x，yz 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。,压裂基本概念,5、地面泵压,P,pump,=P,f,-P,m,+P,F,P,pump,-,井口施工泵压,P,f,-地层破裂压力,P,m,-井筒液柱压力,P,F,-管柱及管线、孔眼的压裂液摩阻（主要是管柱摩阻）,其中P,f,=（0.140.18）H 垂直裂缝,（0.230.25）H 水平裂缝,P,m,=RL H （R,L,：压裂液的比重）,P,F,=50%P,水,（P,水,：管柱水摩阻，查采油技术手册）,（一般取区块值）,压裂基本概念,6、地面施工泵压曲线,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；,加砂会对施工泵压有一定的影响；,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,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。,油基压裂液：适用于低压、偏油润性、强水敏的储层。,乳化压裂液：适用于水敏、低压地层。,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,KW,f,:,裂缝闭合应力,:P,C,=,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,射孔直径应当是支撑剂直径的6倍,动态裂缝宽度应当是颗粒直径的3倍,闭合应力高时，采用小粒径的支撑剂,谢谢！,