水力压裂施工方案研究
煤层气井水力压裂技术
适用于低渗透煤层，能够提高煤 层的渗透性，增加天然气产量， 是煤层气开发中的关键技术之一 。
技术原理
01
02
03
高压水流注入
通过高压水泵将高压水流 注入煤层，利用水压将煤 层压裂。
支撑剂填充
在压裂过程中，向裂缝中 填充支撑剂，如砂石等， 以保持裂缝处于开启状态。
气体流动
压裂后，煤层中的天然气 通过裂缝和孔隙流动，被 开采出来。
智能化发展
利用人工智能、大数据和物联网技术，实现水力压裂过程 的实时监测、智能分析和自动控制，提高压裂效率和安全 性。
绿色环保
研发低污染或无污染的压裂液和支撑剂，降低压裂过程对 环境的影响，同时加强废弃物的处理和回收利用。
多层压裂和水平井压裂
发展多层压裂和水平井压裂技术，提高煤层气开采效率， 满足市场需求。
煤层孔隙度
孔隙度决定了煤层的储存空间和吸附能力，孔隙度高的煤层有利于 气体的吸附和扩散。
压裂液性能
பைடு நூலகம்
粘度
粘度是压裂液的重要参数，它决 定了压裂液在煤层中的流动阻力， 粘度越高，流动阻力越大。
稳定性
压裂液的稳定性决定了其在高压 和高剪切条件下保持稳定的能力， 稳定性好的压裂液能够保持较好 的流动性和携砂能力。
解决方案
为了降低水力压裂技术的成本，研究 人员和工程师们正在探索新型的压裂 液和支撑剂，以提高其性能并降低成 本。同时，优化压裂施工方案、提高 施工效率也是降低成本的有效途径。 此外，加强设备的维护和保养、提高 设备的利用率也是降低水力压裂成本 的重要措施之一。
06
水力压裂技术的前景展 望
技术发展方向
能力和导流能力。
裂缝网络设计
裂缝走向
义煤集团水力压裂实施方案
义煤集团公司矿井水力压裂技术实施方案义煤集团公司二00九年五月八日义煤集团公司水力压裂技术实施方案义煤集团公司现有5对突出矿井，主要煤层二1煤赋存极不稳定，全层未构造煤，透气性差，煤质松软，打钻成孔困难，预抽效果差，瓦斯治理难度大、治理任务艰巨。
中部义马煤田的5对矿井为集团公司骨干矿井，主采煤层为侏罗纪长焰煤，煤质硬脆，厚度大，其顶板为巨厚砾岩层，随着开采深度增加，矿井冲击地压危险性增大，且属于容易自燃发火煤层，煤层自然发火期15—30天，最短7天。
定向高压水力压裂技术在煤矿中的尝试应用，取得了初步的成效。
为进一步提高突出矿井瓦斯抽采效果，搞好煤与瓦斯突出防治工作；利用水力压裂技术为中部矿井的冲击地压防治增加新的技术手段和开辟新的预防途径；在防治煤层自燃发火和综合防尘方面，也会带来明显的效果。
为加快井下水力压裂技术的推广范围和扩大应用力度，使水力压裂技术在义煤集团全面推进，特制定本实施方案。
一、水力压裂技术机理简介井下压裂的基本原理与地面煤层气井压裂相同，即将压裂液高压注入煤（或岩）体中原有的和压裂后出现的裂缝内，克服最小主应力和煤岩体的破裂压力，扩宽并伸展和沟通这些裂缝，进而在煤中产生更多的次生裂隙，从而增加煤层的透气性以便于进行瓦斯气体的抽放；在高压水的作用下，利用人造裂缝与裂隙的通道进行煤体的湿润，从而达到软化煤体、进行煤体卸压的目的。
压裂液具有不可压缩性，其在煤层中的流动压裂过程是有一定顺序的，即由张开度比较大的层理或切割裂隙等一级弱面开始，而后是二级裂隙弱面，依次下去，直到煤层的原生微裂隙；压裂液的压裂分解作用是通过水在裂隙弱面内对壁面产生内压作用下，导致裂隙弱面发生扩展、延伸以至相互之间发生联接贯通，形成了相互交织的贯通裂隙网络，从而达到了提高煤层渗透率，增加钻孔瓦斯抽出率的目的。
见压裂裂缝网络示意图1图1 压裂裂缝网络示意图压裂设备系统主要由压裂泵、混砂装置、水箱、指挥舱、高压管路、实时监测记录系统等组成。
水力压裂技术的研究与优化设计
水力压裂技术的研究与优化设计水力压裂技术是一种利用高压水流对地下岩层进行压裂以增强油气开采的技术。
近年来，随着页岩气、煤层气等非常规油气资源的不断开采，水力压裂技术成为不可或缺的一环。
然而，水力压裂技术并非完美无缺，存在许多问题，需要不断地探索研究和优化设计。
一、水力压裂技术的基本原理水力压裂技术是通过高压水流将地下岩层进行压裂，形成裂缝，增加油气在岩石中的流动性，并将油气压入井口，从而实现油气的开采。
水力压裂技术的关键是高压水泵和压裂液的配方，高压水泵将压裂液注入岩层中，通过岩层本身的弹性变形和裂缝的扩展，使得压裂液能够在岩层中迅速扩散，形成裂缝，从而增加油气的渗透。
二、水力压裂技术存在的问题1. 岩层破碎度不佳水力压裂技术虽然可以将地下岩层压裂形成裂缝，但是对破碎度的要求很高，破碎度不佳会导致压裂液不能充分扩散，从而效果不理想。
2. 压裂液的配方需要完善压裂液的成分复杂，需要根据不同的岩石类型、油气特征、地质条件等进行优化设计。
目前，压裂液的成分还存在很多问题，如杂质较多、影响地下水质的问题等。
3. 环境污染问题水力压裂技术的实施需要大量的水资源和压裂液，这些液体在压裂后常常无法回收，会对地下水和土壤造成污染，给生态环境带来威胁。
三、水力压裂技术的研究与进展为了克服水力压裂技术存在的问题，国内外科学家进行了大量的研究。
近年来，我国取得了一些重要进展，如：1. 新型的压裂液新型的压裂液能够更好地适应不同的岩石类型、油气特征和地质条件，能够更好地发挥水力压裂技术的作用，并减少环境污染。
2. 岩层力学参数的确定优化的水力压裂技术需要准确的岩层力学参数，这是一个复杂而难以确定的问题。
近年来，我国研究人员通过实验和数值模拟，确定了不同地貌条件下的岩层参数，为水力压裂技术的实施提供了重要依据。
3. 确定施工参数水力压裂技术的实施需要根据地质条件和油气特点确定不同的施工参数。
研究人员通过实地观测和模拟，确定了不同地区、不同类型页岩气和煤矿的施工参数，为水力压裂技术的推广和应用提供了重要依据。
水力压裂技术方案
国投新集能源股份有限公司新集二矿GUO TOU XIN JI NENG YUAN GU FEN YOU XIAN GONG SI XIN JI ER KUANG 新集二矿煤层增透技术试验方案设计：审核：安徽理工大学国投新集能源股份有限公司新集二矿编制日期：2014年2月17日1概况为提高预抽钻孔抽采效果，缩短预抽时间，保证矿井安全生产及采掘接替。
将在-650m1煤西翼截水巷进行预抽钻孔高压水力压裂项目的研究。
以解决矿井煤层透气性差、瓦斯预抽困难的难题。
为保证压裂有序、顺利实施，特编制此安全技术措施。
2试验区域概况-650m1煤西翼截水巷与地面相对位置处于矸石山西面。
该区域范围的地面水体及其它对本工程施工不构成影响。
-650m1煤西翼截水巷主要在1灰及其顶、底板岩石、煤线，1煤组底板岩石层位中向前掘进。
巷道施工过程中将会揭露2灰。
巷道依次揭露岩性如下： 2灰：厚度1.1～3.8m，平均2.4m。
粉砂岩：厚度0.5～1.9m，平均1.2m。
细砂岩：厚度2.1～4.3m，平均3.2m。
铝质泥岩：厚度0.3～1.1m，平均0.6m 。
1灰：厚度1.1～3.8m，平均2.4m。
砂质泥岩:厚度1.8～3.4m，平均2.5m。
泥质砂岩：厚度14.0～18.2m，平均15.0m。
-650m1煤西翼截水巷掘进过程中揭露岩层走向一般为85°～100°，倾向一般为355°～10°，岩层倾角一般为5°～20°，平均倾角9°左右。
岩层以单斜构造为主，根据上覆6、8煤层回采情况分析：预计巷道施工过程中，中、小断层、褶曲可能较为发育，局部煤（岩）层反倾（南倾）、裂隙较发育。
3水力压裂增透防突技术原理3.1 水力压裂机理及过程分析1．水力压裂机理分析水力压裂的基本原理是将高压水( 压裂液) 注入煤体中的裂缝内( 原有裂隙和压裂后出现的裂隙) ，克服最小主应力和煤体的抗裂压力，扩宽伸展并沟通这些裂缝，增加煤层相互贯通裂隙的数量和增大单一裂隙面的张开程度，进而在煤体中产生更多的人造裂缝与裂隙，从而增加煤层的透气性。
油气田开发中的水力压裂技术研究
油气田开发中的水力压裂技术研究随着世界能源需求的增长，油气田开发已成为当今世界能源市场最重要的一部分。
其中，水力压裂技术已成为目前油气田开发的主导技术之一。
在这篇文章中，我们将深入探讨水力压裂技术在油气田开发中的应用、发展和前景等方面的研究。
一、水力压裂技术的基本原理水力压裂技术是一种利用高压液体在井筒中压裂岩石等储层岩石，以提高储层岩石渗透性，进而提高油气产量的技术。
其基本原理是在储层岩石中注入高压水或其他用于压裂石头的液体，使石头发生断裂和开裂，从而形成水力压裂裂缝。
这些水力压裂裂缝可以通过这些裂缝让储层岩石之间的油气流出，提高油气产量。
二、水力压裂技术的优点与应用水力压裂技术优点明显，能够使石头发生裂缝，增大油气储层部分产能，提高单井产量和采收率。
通过压裂，还能将难以开发的油气资源变为可开发的资源。
同时，水力压裂技术还能够提高油气储层的采集效率，减少采油难度和成本，缩短注采周期，有效地提高了开发利用水平。
水力压裂技术的应用范围广泛，不仅用于煤层气、页岩气等非常规油气资源开发，也适用于传统油气田的二次开发和提高采收率。
同时，水力压裂技术还被广泛应用于油气勘探、地质调查、水文地质调查等领域。
三、水力压裂技术在中国的应用和发展在中国，水力压裂技术最早应用于长庆油田，自上世纪七十年代以来，中国的油气产业一直在推广水力压裂技术。
近年来，随着国内油气勘探开发规模和范围的扩大，水力压裂技术也得到了广泛应用。
目前，中国已经成为世界上最大的水力压裂技术市场之一。
随着我国水力压裂技术的不断发展和成熟，相关企业也在不断加强技术研究，开发出各种高效、节能、环保的水力压裂技术和设备。
同时，相关政策和法规的制定和实施，也为水力压裂技术的应用提供了制度保障。
四、水力压裂技术的未来发展随着油气资源的枯竭和环保的要求越来越高，目前的水力压裂技术已经趋于成熟，需要进一步进行技术革新和创新发展。
同时，水力压裂技术的未来发展还需要加强与其他领域和技术的融合，如纳米技术、人工智能、大数据等，以提高水力压裂技术的效率和安全性。
水力压裂工艺技术研究与优化
支撑剂的研究与应用
总结词
高强度、低密度、耐久性强
详细描述
研究支撑剂的材质、形状、粒径和性能等，提高支撑剂的强度、耐久性和导 流能力，降低其密度和成本。
压裂液性能评价与优化
总结词
储层适应性、滤失性、稳定性
详细描述
针对不同储层的特点，研究压裂液的适应性、滤失性、稳定性和返排能力等性能 ，通过优化配方和工艺参数，提高压裂液的综合性能。
压裂效果评价与对策
评价方法
采用生产数据分析和测试资料等方法，对水力压裂效果进行评价。
效果优化对策
根据评价结果，采取针对性的技术措施，优化压裂参数和方案，提高油气井 产能和采收率。
水力压裂的环保问题与对策
环保问题
水力压裂过程中产生的废液、废气和固体废弃物等对环境的影响。
对策建议
采用环保型压裂液和废弃物处理技术，加强废水、废气的回收再利用，降低环境 污染风险。
研究方法
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法 进行，具体包括文献综述、实验材料的准备、实验测试与分 析、数值模拟计算和结果讨论等方法。
02
水力压裂理论基础
水力压裂的基本原理
定义
水力压裂是一种将高速高压流体注入地层，通过诱发地层裂缝和扩大裂缝来 增加储层渗透性，从而提高石油和天然气产量的技术。
高强度、低密度、耐腐蚀
低密度
选用低密度支撑剂，降低支撑剂对地层渗 透率的伤害。
高强度
选用高强度支撑剂，提高支撑剂的承载能 力，降低支撑剂破碎率和沉降速度。
耐腐蚀
选用耐腐蚀支撑剂，提高支撑剂的耐腐蚀 性能，延长支撑剂在油气层中的有效期。
压裂参数优化设计
总结词
高效、安全、稳定
压裂供水施工方案设计
2018年西部油田产能建设压裂集中供水施工和运行管理项目施工和管理方案西部水务工程第一节工程概况 (3)第二节压裂供水技术措施 (4)第二章工程实施方案 (7)第一节工程服务围和区块划分 (7)第二节施工管理目标 (14)第三节施工组织 (14)第四节执行标准规和文件 (16)第五节与甲方的协作配合 (18)第六节施工部署 (20)第七节施工现场临时设施 (20)第八节劳动力计划和保证措施 (23)第九节施工和安全环保设备、办公和试验检测设备投入计划 (24)第十节主要施工方案和供水运行服务方案 (26)第•部分4 TJ立米储水池施工方案 (26)第二部分供水系统设备安装 (31)第三部分输水PE管道铺装 (35)第四部分压裂供水运行服务方案 (40)第三章施工进度计划、保证措施和违约承诺 (44)第一节总体施工进度计划 (44)第二节各阶段进度计划的保证措施 (44)第三节违约承诺 (46)第四章工程保证及承诺 (46)第一节工程控制目标 (46)第二节质量保证体系 (46)第三节质量保证措施 (47)第四节质量控制手段 (48)第五节质量管理的外部过程 (49)第六节工程施工过程的质量管理 (50)第七节工程保证承诺 (50)第五章安全环保方案、保证措施和违约承诺 (51)第一部分安全生产 (51)第•甘安全目标、施匸管理的安全责任和义务. (51)第三节项目安全保证体系 (55)第四节岗位危险识别和环境影响识别 (56)第五节总体作业安全技术指导 (59)第六节现场安全用电方案 (65)第七节工程机械和运输车辆安全技术措施 (69)第二部分文明施工和环境保护 (76)第•节保证文明施工措施 (76)第二节文明施匸和环境保护措施 (78)第三节施工现场治安阴措施 (80)第三部分违约承诺 (80)附图项目组织机构图 (81)附农亠拟投入的主要施工机械设备衣 (82)附畑拟配备本一工程的办公设备、试验和检测仪器设备农. (83)附畑劳动力计划衣 (84)附衣・4施厂进度计划 (85)第一章方案设计思路第一节工程概况项目名称：2018年西部油田产能建设压裂集中供水施工和运行管理招标单位（甲方）：石油四部油田分公司（研发公司）项目地址：米18、米DDT、风南4、米东2等区块及低能汕田计划工期：供水设施建设施工工期40天各片区圧裂开始时间到压裂结朿时间共计约130日历天供水施工和运行管理围：根据西部油出2018年产能建设部署和2018年夏季水平井压裂运行讣划，西部石油西部油出分公司（研发公司）计划招标选左施工单位，负责向米18、米DDT、风南4、米东2等区块及低能汕阳压裂施工作业现场提供不间断的供水，保证压裂施工作业连续进行：输水管线单井供水能力8000-30000 立方米/天，到井场供水能力8立方米/分钟以上：暂泄年输送水量820万立方米。
xxx矿Ⅱ10310底抽巷水力压裂实施方案
xxx 煤矿H 10310底抽巷水力压裂增透实施方案xxx 煤矿2014 年9 月XXX煤矿u 10310底抽巷水力压裂增透实施方案为进一步提升抽放效果，实现抽放最大化，朱仙庄煤矿拟在H 10310 底抽巷9# 钻场内实施“高压水力压裂技术” 。
以期达到“增透、卸压、消突”的作用，从而真正实现快速达标、经济防突的目的。
一、组织保障措施为确保水力压裂工作安全顺利进行，矿成立水力压裂领导小组。
组长：副组长：成员：小组成员职责组长：负责水力压裂工作的总体实施安排；压裂进行前，由总工程师组织所有相关人员召开水力压裂实施专题会，对压裂工作进行统一安排。
副组长：协助组长进行水力压裂各项工作实施安排。
瓦斯办：负责编制水力压裂实施方案，考察收集试验数据，对水力压裂各项工作进行日常监督协调技术科:负责安排队伍对压裂地点巷道围岩进行喷注浆加固。
防突区：负责按照设计施工水力压裂钻孔，并编制专项钻孔施工安全技术措施。
机电科：负责监督落实机电设备管理等要求。
保运二区：负责水力压裂设备井下安装及调试工作，水力压裂期间每班安排专人负责水力压裂以及高压管路维护。
安监处：负责监督本措施落实情况。
掘进二区：负责按照设计要求加固压裂地点的巷道围岩；负责在水力压裂打钻地点施工一个水漾子及排水管路的铺设。
二、试验地点基本概况1、试验地点概况n 10310底板抽排巷拨门施工位置位于矿井U 3采区H 837瓦斯抽排巷内，巷道设计全长415.48m （平），从n 837瓦抽巷L15点后9米处拨门按327 °53 ‘23 〃方位施工97.82m （平），再按309 °3 ‘59 〃方位施工251.18m （平），最后再按275 ° 7 〃施工66.48m（平）与n水平轨道大巷贯通。
n 10310底抽巷设计为半圆拱形断面，断面尺寸为 4.2 X3.5m，设计支护形式采用一次锚网喷支护，过断层、近煤层掘进、近一灰等特殊地段采用架棚+ 喷浆复合支护。
义煤集团水力压裂实施方案
义煤集团公司矿井水力压裂技术实施方案义煤集团公司二00 九年五月八日义煤集团公司水力压裂技术实施方案义煤集团公司现有5 对突出矿井，主要煤层二1 煤赋存极不稳定，全层未构造煤，透气性差，煤质松软，打钻成孔困难，预抽效果差，瓦斯治理难度大、治理任务困难。
中部义马煤田的5 对矿井为集团公司骨干矿井，主采煤层为侏罗纪长焰煤，煤质硬脆，厚度大，其顶板为巨厚砾岩层，随着开采深度增加，矿井冲击地压危急性增大，且属于简洁自燃发火煤层，煤层自然发火期15—30 天，最短7 天。
定向高压水力压裂技术在煤矿中的尝试应用，取得了初步的成效。
为进一步提高突出矿井瓦斯抽采效果，搞好煤与瓦斯突出防治工作；利用水力压裂技术为中部矿井的冲击地压防治增加的技术手段和开拓的预防途径；在防治煤层自燃发火和综合防尘方面，也会带来明显的效果。
为加快井下水力压裂技术的推广范围和扩大应用力度，使水力压裂技术在义煤集团全面推动，特制定本实施方案。
一、水力压裂技术机理简介井下压裂的根本原理与地面煤层气井压裂一样，马上压裂液高压注入煤〔或岩〕体中原有的和压裂后消灭的裂缝内，抑制最小主应力和煤岩体的裂开压力，扩宽并伸展和沟通这些裂缝，进而在煤中产生更多的次生裂隙，从而增加煤层的透气性以便于进展瓦斯气体的抽放；在高压水的作用下，利用人造裂缝与裂隙的通道进展煤体的潮湿，从而到达软化煤体、进展煤体卸压的目的。
压裂液具有不行压缩性，其在煤层中的流淌压裂过程是有确定挨次的，即由张开度比较大的层理或切割裂隙等一级弱面开头，而后是二级裂隙弱面，依次下去，直到煤层的原生微裂隙；压裂液的压裂分解作用是通过水在裂隙弱面内对壁面产生内压作用下，导致裂隙弱面发生扩展、延长以至相互之间发生联接贯穿，形成了相互交织的贯穿裂隙网络，从而到达了提高煤层渗透率，增加钻孔瓦斯抽出率的目的。
见压裂裂缝网络示意图1图1 压裂裂缝网络示意图压裂设备系统主要由压裂泵、混砂装置、水箱、指挥舱、高压管路、实时监测记录系统等组成。
水力压裂实施方案
水力压裂实施方案水力压裂是一种油气田开发中常用的增产技术，通过注入高压水将油气层岩石破裂，从而增加裂缝面积，提高油气产量。
在实施水力压裂时，需要严格按照一定的方案进行操作，以确保施工的安全和效果。
下面将针对水力压裂的实施方案进行详细介绍。
一、前期准备工作。
1. 油气层地质勘探，在确定进行水力压裂的油气层之前，需要进行地质勘探，了解油气层的地质条件和裂缝分布情况，为后续的施工提供依据。
2. 设备检查与准备，在实施水力压裂前，需要对压裂设备进行全面的检查，确保设备完好无损，并做好相应的准备工作，包括备足压裂液、检查管道连接等。
3. 安全防护措施，在施工前，要对现场进行安全评估，制定安全施工方案，确保施工人员的安全，同时做好环境保护工作，避免对周围环境造成影响。
二、施工操作流程。
1. 井口准备工作，将压裂设备与井口进行连接，进行密封检查，确保压裂液不会泄漏。
2. 压裂液注入，将预先准备好的压裂液注入到井下，通过高压泵将压裂液注入到油气层中，压裂液的注入速度和压力需要根据具体的地质条件进行调整。
3. 压裂过程监控，在压裂过程中，需要对压裂参数进行实时监控，包括压力、流量、注入速度等，及时调整压裂参数，确保压裂效果。
4. 压裂结束与产能评估，当压裂液注入完毕后，需要进行一定的停顿时间，观察裂缝情况，并对产能进行评估，以确定压裂效果。
三、施工后处理工作。
1. 设备清洗与维护，在压裂结束后，需要对压裂设备进行清洗和维护，确保设备的正常使用。
2. 数据分析与总结，对施工过程中的各项数据进行分析和总结，为后续的施工提供经验和参考。
3. 安全检查与环境保护，对施工现场进行安全检查，做好环境保护工作，确保施工过程中不会对环境造成污染。
通过以上的实施方案，可以有效地进行水力压裂施工，提高油气田的产能，实现油气资源的有效开发利用。
在实际施工中，需要严格按照方案进行操作，并根据具体的地质条件进行调整，以确保施工的安全和效果。
晋城亚行煤层气井水力压裂技术研究
决 定 了压 裂施 工人 工裂 缝发 育 和展布 特征 ，煤 层 弹性
表２
晋城 无烟 煤 岩 石 力 学 实 验 结 果
煤层 压裂 施工 所产 生 的人工 裂缝 非常 复 杂 ， 目前 ，
国 内外普 遍认 为煤 层压 裂所 形成 的裂缝 为复 杂 的多裂
量 、 套管 注 入施 工 方式 ， 光 考虑 到 现 有设 备 能力 ， 工 施
供应 量也 大 ， 完全 可 以满 足施 工需要 。 综合 各 方 面 的情 况 ， 择在 煤 层 裂缝 不 太 发 育 的 选
施 工 井 使 用 ４ ０ ９ ０Ｉ 兰 州 石 英 砂 为 主 要 支 撑 剂 ， ５ ～ ０ ｍ ｘ 尾 追 ８ ０ １ ０ ｍ 兰 卅ｌ 英 砂 。 ０— ０ ２ 石
子会 吸 附在煤 层上 。 对煤 层渗 透率造 成 伤害 。 从实 验结果 看 出 ，活性水 压裂 液对 煤层 渗透 率 的 伤 害最 小 。 活性 水压 裂液具 有成 本低 、 造成 的环 境污 染 小、 对后 期采 煤生产 无 明显影 响等 优势 ； 缺点 是施 工摩 阻 大 、 缝 能力差 、 造 携砂 能力 有 限。 合 多种 因素 ， 选 综 优
彻底破 胶 ， 对煤 层渗 透率会 造 成永久 性 的伤害 ； 一方 另
面 ． 岩对 有机 物具 有较 强 的吸附性 ， 机稠化 剂 大分 煤 有
支撑 剂 ， 变 了原煤层 的环 境 ， 可 能使 随着 压裂 液注 改 有 入 的微 生 物 和 （ ） 层 原有 微 生 物 在 煤 层 中大 量 繁 或 煤
３ 压 裂施 工 工 艺
煤 层 具有裂 缝 和空 隙双重渗 流体 系 ，孔 隙度 一般 只有 ２ ％左右 ， 隙连通 性 非 常差 ， 本 不具 气 水 渗 流 孔 基 Ｋ Ｉ 很 好 的 防膨 剂 ， 量 为 １ ％时 ， Ｃ 是 用 ． ０ 防膨 率 就 能力 ｓ － 层水力 加砂 压裂 的 主要任 务是 压开 和支 撑 。煤
水力压裂方案汇总【】
目录一、项目说明 (2)二、压裂地点煤层赋存特征 (3)1、煤层顶底板情况 (3)2、煤层赋存特征 (3)3、综合柱状图 (4)三、水力压裂设备选型及安装 (5)1、压裂设备选择 (5)2、水力压裂材料准备 (5)3、高压系统安装 (6)四、水力压裂实施方案 (6)1、水力压裂孔施工位置 (6)2、水压裂工艺流程 (6)3、水力压裂方案实施 (7)五、安全技术措施 (8)六、避灾路线 (11)七、效果考察方案 (11)1、未压裂区域参数考察 (11)2、水力压裂效果考察 (12)3、考察孔施工先后顺序 (13)1明德立志包容超越金黄庄矿业公司B103工作面水力压裂增透试验方案及安全技术措施一、项目说明金黄庄矿业为煤与瓦斯突出矿井， 2012年7月B102首采工作面开始施工底板穿层钻孔预抽，2013年5月开始施工煤巷，在瓦斯治理过程中，煤层体现出透气性差、难抽采的特点。
为增加煤层透气性，提高预抽穿层钻孔抽采效果，保证矿井安全生产及采掘接替，金黄庄矿业与安徽理工大学合作在B103工作面底抽巷实施预抽穿层钻孔高压水力压裂技术。
利用穿层钻孔对回采区域煤层进行水力压裂作业，使煤体卸压并增加煤层内部裂隙，从而增加煤层透气性，提高预抽穿层钻孔抽采效果。
项目由金黄庄矿业总经理朱树来及安徽理工大学刘泽功教授负责，小组成员见下表：姓名职称专业单位职责刘泽功教授安全工程安徽理工大学负责人朱树来工程师采矿工程金黄庄矿业负责人蔡峰副教授安全工程安徽理工大学成员刘健副教授安全工程安徽理工大学成员罗吉安副教授安全工程安徽理工大学成员马衍坤博士安全工程安徽理工大学成员高魁博士安全工程安徽理工大学成员曹国华工程师安全工程金黄庄矿业成员孔令平工程师采矿工程金黄庄矿业成员沈小青助理工程师安全工程金黄庄矿业成员明德立志包容超越二、压裂地点煤层赋存特征1、煤层顶底板情况根据矿井瓦斯治理进度，选择在B103工作面进行水力压裂试验项目。
根据-800m南翼辅助运输大巷探煤结果及B103工作面上下顺槽底板巷穿层钻孔分析，该区域B2煤层伪顶为厚度1.3m的粉砂岩，灰黑色，裂隙不发育，较坚硬，层理不明显，含植物根部化石；直接顶为厚度3.0m左右的细砂岩，灰色，层理发育，质坚硬，有较厚泥岩夹层；老顶为中砂岩，以浅灰白色为主，灰白色、浅灰绿色次之，矿物成分以石英为主，长石次之，泥钙质胶结，具斜层理及未充填斜交裂隙。
水力喷砂压裂技术研究与应用
第二部分：关键技术及优点
2、 水力喷砂射孔参数设计优化
⑴喷嘴选择：
要具有良好的耐磨性和较高的流量系数。 ⑵压力、流速 根据水力学的动量定律， 当喷嘴的截面一定时，射流速度与压力成 正比。试验证明，当通过喷嘴的流速保持在120米/秒、工作压力12MPa以 上时，可以取得较好的切割效能。 ⑶喷射时间 在一定的工作压力下，当射流达到 一定深度后，继续延长喷射时间是无意 义的。喷射时间一般在15-20分钟。
第二部分：关键技术及优点
⑷含砂浓度: 含砂量越高，切割效能越好。但是，过多的含砂量会在途中互相碰撞， 降低速度，影响喷射效果。确定砂浓度120 kg/m3 （砂比7%）。
⑸砂粒直径 砂粒直径越大，质量越大，冲 击力就越大。一般讲，砂粒直径取 喷嘴直径的1/6为最佳，确定选用 40-70目和20-40目的石英砂或陶粒 均适用。
2.5 1 31 40
合计砂量（m3）
58
36
36
38
第二部分：关键技术及优点
（五）水力喷射压裂优点：
水力喷射压裂技术是一项能有效控制裂缝起裂的增产措施。只在指定 的位置处进行压裂造缝。
序号 1 特性 产生裂缝 常规压裂 压力 无法精确 预测 无法预测 机械 一段 水力喷射压裂
由射流产生裂缝 环空压力+射流增 压使裂缝延伸
水力喷砂压裂 = 水力喷砂射孔+水力喷射压裂
㈠ 水力喷砂射孔技术
1、主要机理：用地面压裂车将混有一定浓度磨料(一般为石英砂、陶粒等)
水力压裂优化设计研究及应用
５ ９
唧
：
（） ４
应一条 曲线 ， 意味者每条曲线上进入 目的油层 的支 撑剂数量是 固定 的。而不 同的缝宽 、 缝长组合得到 不同的无 因次导流能力 ， 从而得到不同的无 因次采 液指数。对于给定 的支撑 剂数 ， 最佳 的缝宽、 长 缝 组合得到无 因次导 流能力值对 应着每条 曲线 的峰 值。 因此 ， 利用该压裂优化设计 理论 ， 过确定最 通 佳的缝宽 、 缝长组合 ， 就能确定最佳 的压裂设计结
式中： 卜一 采液指数 ， ／ Ｐ ； Ｐ ｍ／ Ｍ ａ ｄ 口 —— 日 产液量 ， ｄ ｉ ／； ｎ
— —
平均油藏压力 ， ａ ＭＰ ； 无 因次采液指数 ； 体积系数 ； 粘度 ， Ｐ ・； ｍ ａｓ
油层厚 度 ， ｍ。
ｐｒ —— 井底 流压 ， ａ ＭＰ ；
根据无因次采液指数公式可以算 出裂增 产效 果 的影响 ． 采用不同类型支撑剂进行压裂增产优化设计得
图１ 无因次采液指数与 无因次 裂缝 导流能力 和支撑 剂数关 系曲线 （ ＜ ． ） ０１
到的关系见表 ２ 。
表 ２ 不 同类型支 撑剂 的无因次 采液 指数对 比表
从表 ２ 可以看 出， 选择优质支撑剂将获得更高 的油井产量 。但是 ， 如果考虑到支撑剂 的价格 ， 则需 要从投入、 出的经济对比方面优选最佳方案。 产 ３支撑 剂量 对压 裂增产 效果 的影 响 ．
Ｃ
采用不同的支撑剂量进行压裂增产优化设计得
稳 态情 况下 ， 油井采 液指 数定 义为
Ｐ ，： ＝ ＿
Ｐ 。 ‘Ｐｗ ｆ
式中： ｒ ——泄油半径 ， ； Ｉ ｎ
ｒ — —
井筒半径 ， ｍ；
５ —— 表 皮系数 。
采油工程(水力压裂)
3、支撑剂对裂缝的导流能力的影响 、 支撑剂的强度、尺寸、 支撑剂的强度、尺寸、排列及浓度都会直接影响 到裂缝的宽度和渗透率， 到裂缝的宽度和渗透率，同时还要考虑到支撑 剂与地层特性的相互关系。 剂与地层特性的相互关系。 1）在不同的闭合压力及岩性条件下，支撑剂的强 ）在不同的闭合压力及岩性条件下， 度对裂缝的导流能力的影响 2）不同类型支撑剂及其在裂缝内的铺置浓度对裂 ） 缝的导流能力的影响 3）支撑剂颗粒大小、均匀程度对裂缝的导流能力 ）支撑剂颗粒大小、 的影响 4）支撑剂裂缝的导流能力的影响 ） 4、支撑剂在裂缝中运行 、
3）当比值Kf·Wf/Kh（水平裂缝）或 Kf·Wf/K（垂 ）当比值 （水平裂缝） （ 直裂缝）较小时， 直裂缝）较小时，增产水平裂缝的半径或垂直裂 缝的长度，增产效果不显著； 缝的长度，增产效果不显著；当水平裂缝的半径 或垂直裂缝的长度较小时，增大比值Kf·Wf/Kh 或垂直裂缝的长度较小时，增大比值 水平裂缝） ），即增大 （水平裂缝）或 Kf·Wf/K（垂直裂缝），即增大 （垂直裂缝）， 裂缝的导流能力，增产效果提高不显著。 裂缝的导流能力，增产效果提高不显著。 5）对垂直裂缝而言，增产倍数与产层厚度无关。水 ）对垂直裂缝而言，增产倍数与产层厚度无关。 平裂缝的增产倍数与产层厚度有关， 平裂缝的增产倍数与产层厚度有关，产层越薄增 产倍数越多。另一方面，厚油层形成水平裂缝时， 产倍数越多。另一方面，厚油层形成水平裂缝时， 如多压开几条缝，相当增大了裂缝的宽度， 如多压开几条缝，相当增大了裂缝的宽度，可以 获得更高的增产效果。 获得更高的增产效果。 压裂实践证明，孔隙性油气层， 压裂实践证明，孔隙性油气层，压裂增产倍数一般 几倍，若裂缝沟通了天然裂缝或高渗透区， 几倍，若裂缝沟通了天然裂缝或高渗透区，增产 倍数可以达到几十倍。 倍数可以达到几十倍。
定向水力压裂钻孔施工安全技术措施方案
整体解决方案系列定向水力压裂钻孔施工安全技术措施（标准、気整、实用、可修改）编号：FS-QG-48524定向水力压裂钻孔施工安全技术措施Tech ni cal safety measures for directi onal hydraulic fracturi ngdrilli ng说明：为明确各负责人职责，充分调用工作积极性，使人员队伍与目标管理科学化、制度化、规范化，特此制定为了保证XV5302工作面安全回采，根据生产技术部安排及《xv5302工作面切眼及两巷水力压裂钻孔施工图》要求，由我队负责对xv5302工作面进行水力压裂钻孔施工及压裂，为保证此次施工能安全有效的进行，特制订此项施工及压裂安全技术措施。
一、现场概况xv5203巷、xv5204巷为矩形断面，其规格为：毛高2.6 米，净高2.5米，毛宽4.5米，净宽4.3米;顶帮均采用锚杆支护。
切眼规格为：毛高2.6米，净高2.5米，毛宽7.0米，净宽6.8米;巷道支护采用锚杆支护，锚索补强。
切眼东帮为四趟风水管路，切眼内中部还有一排木点柱加强支护。
切眼内中部有一个2x 1.5m 的临时水仓。
二、技术要求：使用设备zdy1200s全液压钻机施工钻孔，钻杆直径50mm 钻孔孔径为55mm配以kz54开槽钻头开槽（50米与60米的钻孔每10米开一次槽，30米的钻孔每7.5米开一次槽），然后用静压水冲洗钻孔。
1、XV5302工作面切眼初次水力压裂钻孔布置钻孔垂直工作面切眼布置，开孔位置距顶板300mm钻孔长度为50m孔间距15m与煤层倾向的夹角为10°，钻孔方向朝XV5302工作面推进方向。
2、xv5302工作面切眼二次水力压裂钻孔布置钻孔垂直工作面切眼布置，开孔位置距顶板300mm钻孔长度为30m孔间距15m与煤层倾向的夹角为16°，钻孔方向朝XV5302工作面推进方向。
3、xv5302工作面两巷压裂钻孔布置xv5302工作面两巷钻孔布置为双侧布置，开孔位置距顶板300mm钻孔长度为60m，孔间距为10m，钻孔仰角为10°，钻孔水平投影与巷道夹角为70 °。
(最新)压裂设计及施工工艺分析解析
xxx学院毕业论文题目压裂设计及施工工艺分析学生xxx指导教师xxx评阅人专业石油工程完成日期2014年6月7日摘要:压裂技术是低渗透油田增加单井产量确保油田稳产提高经济效益的重要措施.论文详细分析和研究了压裂的造缝机理;提出了压裂的选井选层原则、压裂的工艺技术特点和相应措施;介绍了压裂在国内外的应用现状,结合国内外压裂的现场应用情况分析了压裂效果及存在的难题，从中明确了低渗透油田压裂技术的发展趋势。
关键字：压裂;分析；应用目录第一章绪论··························- 3 -1.1水利压裂技术发展现状··················- 3 -1.2 水力压裂新工艺和新技术·················- 5 -第二章油气井压前分析诊断 ······································································ - 6 - 2。
水力压裂设计范文
水力压裂设计范文1.地质条件评价：首先需要对地质条件进行评估，包括页岩岩性、页岩厚度、岩性变化等因素，以便确定水力压裂的目标和方案。
2.选井：根据地质评估结果，选择最适合进行水力压裂的井位，通常优先选择丰富的页岩气井。
3.设计压裂参数：根据地质条件、井深、井径等因素，确定合理的压裂参数，包括注入压力、注入速率、注入液体积等。
4.设计压裂流体：根据所需的裂缝扩展能力和流体性能要求，选择合适的压裂液体组份，并确定各组份的配比。
5.压裂液体性能测试：对配置好的压裂液体进行性能测试，包括黏度、破裂强度、流变性能等。
6.湖北选址设计：根据地质条件、井迹布局等因素，在选定的井位上进行水力压裂选址设计，包括裂缝的产生和传播方向等。
7.持续监测：在压裂过程中，应持续监测压力、流量和液体性能等参数，及时调整压裂参数和液体配比。
8.压裂施工：根据设计方案进行压裂施工，包括井筒清洗、封堵、压泵操作等。
9.压裂效果评估：压裂后需要对产出效果进行评估，包括产量、油气压力、裂缝长度和宽度等。
10.优化改进：根据评估结果，对压裂参数和液体配比进行优化改进，以提高水力压裂效果。
1.岩石力学特性：岩石的强度、弹性和脆性等特性对水力压裂的效果有着重要影响。
了解岩石的这些特性有助于确定合适的压裂参数和液体配比。
2.压裂液体组份：压裂液体的组份和配比决定了液体的黏度、破裂强度和流变性能等。
合理配置压裂液体有助于扩大裂缝并提高油气的产出率。
3.注入压力和速率：注入压力和速率对裂缝的产生和传播起着重要作用。
过高的注入压力和速率可能导致过度破坏岩石，而过低的压力和速率则会影响裂缝的扩展能力。
4.井筒布局：井筒布局对水力压裂的效果也有一定影响。
合理的井迹设计能够最大限度地扩展裂缝，提高油气的产出。
5.持续监测和优化改进：持续监测压力、流量和液体性能等参数，并根据评估结果进行优化改进，以提高水力压裂效果。
总的来说，水力压裂设计是一项复杂的工作，需要综合考虑地质条件、岩石力学特性、压裂液体组份和压裂参数等因素。
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水力压裂施工方案研究
摘要:为达到最佳压裂消宊效果,在实施水力压裂措施时,最重要的是各项参数选择,包括压裂孔布置方式、压裂孔孔深、封孔深度、压裂时间以及压力等。
关键词:水力压裂施工方案研究
为达到最佳压裂消宊效果,在实施水力压裂措施时,最重要的是各项参数选择,包括压裂孔布置方式、压裂孔孔深、封孔深度、压裂时间以及压力等。
本文论述了大众公司在12051工作面下顺槽进行的方案研究。
1 钻孔布置方式
12051工作面下顺槽为煤巷掘进头布置7个压裂孔,压裂孔孔径Φ89mm,沿巷道掘进方向施工,1～4#压裂孔长度60m～70m,封孔长度30m;5～9#压裂孔长度60m,封孔长度30m;8#、9#压裂孔为切眼压裂孔。
2 钻孔封孔方式
采用压裂专用化学材料充填封孔(A、B封孔剂混合),专用封孔泵注浆完成,原则上封孔长度为30m,具体长度依据钻孔长度而定。
3 注水压力
注水压力是所有水力化措施中的重要参数。
若注水压力过低,不能压裂煤体,煤层结构不会发生明显的变化,相当于低压注水湿润措施,短时间内注水起不到卸压防突的作用;若注水压力过高,导致煤体在地应力和水压综合作用下迅速变形,若操作不当,可能诱发事故。
因此,合理的注水压力应该能够快速、有效破裂松动煤体,进而改变煤体孔隙和裂隙的容积及煤体结构,排放煤体瓦斯,达到消突的目的。
水力压裂注水压力根据地应力和瓦斯压力,以及煤体受采动影响应力重新分布的规律。
4 压裂时间
压裂时间与注水压力、注水量等参数密切相关,注水压力、流速不同,相同条件下达到同样效果的注水时间也不同。
注水过程中,煤体被逐渐压裂破坏,各种孔裂隙不断沟通,高压水在已沟通的裂隙间流动,注水压力及注水流量等参数不断发生着变化,注水时间可根据注水过程中压力及流量的变化来确定,当注水泵压降为峰值压力的30%左右,可以作为注水结束时间,压裂时间在2h左右。
5 压裂情况
2011年2月份以来共在12051下顺槽掘进工作面压裂3次。
压裂效果考察如下。
压裂后瓦斯抽采测量工作于3月19日开始。
压裂后针对12051工作面下顺槽未受到压裂影响的1#钻场与受到压裂影响的6#钻场进行对比,瓦斯抽采数据如表1、2所示。
由上面两组钻场抽采数据可以发现,未受到压裂影响区域钻场抽采浓度及流量较低,而受到压裂影响区域的钻场瓦斯浓度、流量大幅提高,日抽采纯量整体提升约8倍。
6 结论与建议
经大众矿实施水力压裂实验证明,掘进工作面前方压裂增透区域的煤体得到了有效卸压,透气性大幅度提高,瓦斯得到释放,瓦斯抽采浓度大幅度提高,抽采瓦斯纯量提高近8倍,突出危险性大大降低,煤尘含量降低。
在大众矿的初步试验结果,使我们看到了解决低透气性难抽采煤层技术难题新的突破方向,这一技术不但极大降低区域消突成本,同时由于高压水介质的水化作用,将会产生消突、降尘、改善采掘工作面支护等多重技术效用。