体积压裂)

原理是利用储层两个水平主应力差值
与裂缝延伸净压力的关系，一旦实现裂缝
延伸净压力大于两个水平主应力的差值，
就会产生分支缝，分支缝沿着天然裂缝继
续延伸，最终可形成以主裂缝为主干的纵
横交错的“网状缝”系统。
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对于期望形成的人工裂缝和天然裂缝共同作 用的形态，如果在直井实施称为缝网压裂，在水 平井实施称为体积压裂。 这种技术的实施对地应力的状况有一定的要 求，最大主应力和最小主应力差不能过大，转向 压裂一般不超过10兆帕，缝网压裂要求的应力差 就要更小些。同时与储层厚度、砂泥层之间的应 力差也有一定的关系。
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2006年8月30日压裂，通过分层改造，三个层施工参数见下表：
射开 厚度 m 4.4 3.2 压前 停泵 mpa 15.3 17.0 前置液 携砂液 替挤液 （m3/min； （m3/min； 平均 （m3/min； m3） m3） m3） 砂比 % 排量 实际 排量 实际 排量 实际 3.0 3.2 19.7 31.2 3.0 3.2 43.5 20.7 62.7 19.6 3.0 3.2 5.2 6.6 陶粒 （m3） 设 计 9.0 12. 0 实 际 9.0 12. 3
92.9
120.0 110.0 2.3 2.4 1.5 12.5 10.3 18.6 21.3 7.8 1.6 2.5
92.9
212.9 322.9 325.2 327.6 329.1 341.6 351.9 370.5 391.8 399.6 401.2 403.7
I型液
II型液 I型液 I型液 I型液 I型液 冻胶 冻胶 冻胶 冻胶 冻胶 冻胶 替挤液
kg/m3 斜坡递增浓度。
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油井基础数据
地理位置 2006.6. 10 2006.6. 16 2386.0 1678.0 吉林省大安市联合乡刘围子屯西约0.4千 米 合格 不同壁 P110*7.72 2117.23厚mm 2119.97； 下深m P110*7.72 139.7 2118.840 2121.56； 套 管 鞋 2385.51； 102 16 4.8
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单位 kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg
用量 2440 12200 2440 1200 6000 800 200 100 360 72 2000 400 300 50
冻胶压裂液 200m3
交联液 现场准备
支撑剂选择 依据本井地质情况及目的层的埋藏深度 并按照石油天然气行业标准SY/T5108-2006 《压裂支撑剂性能指标及测试推荐方法》， 并结合该井工艺需求，经过筛选确定100目 粉砂2.0m3和0.425-0.85mm抗压52MPa（2040目）陶粒20 m3（目数=25.4/直径*0.65）
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分段压裂技术施工参数：
施工排量为
12.7～19.0m3/min 每段用量2 000～5 000m3 ； 支撑剂单井用量为60～190m3 ，100 目（0.15 毫米）支撑剂30～360 kg/m3 斜坡递增浓度，
40/70 目（0.45/0.25毫米）支撑剂30～600
36
3
0.5
0.5
10
15 16 17 18 19
1.7
12.5 10.3 18.6 21.3 7.8
345.5
358.0 368.3 386.9 408.2 416.0
I型液
冻胶 冻胶 冻胶 冻胶 冻胶
6.0
4.0 4.0 4.0 4.0 4.0
60
5
0.5
1.0
10.0
50.0
1842.7
1892.7 1932.7 2004.1 2084.1 2112.7
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2012年11月
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目录
一、体积压裂 二、缝网压裂 三、压裂工艺 四、DB22-3缝网压裂设计要点 五、DB22-3缝网压裂实施要点 六、初步评价 七、下步建议
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压裂工艺体现了“两大、两小”特征，“两大”
是指：①大排量，施工排量10m3/min 以上； ② 大液量，单井用液量2 000～5000m3 。 “两小”是指：① 小粒径支撑剂，支撑剂一般采 用70/100目和40/70目陶粒，② 小砂比，
平均砂液比为3%～5%，最高砂液比不超过
1 2 3 4
123-2 102 92 82
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压裂层段 井 段 (m) 2208.7~2204.3 砂岩厚度 (m) 8.4 有效厚度 (m) 4.4 上隔层厚度 下隔层厚度 (m) (m) 11.6 -
层序 1
层号 q412
以往生产简况 2006年9月压裂投产，初期产液3.9吨/天，产油2.1吨/天 ，产量较高。截至到2012年4月份，提捞产液量0.2吨/天，产 油0.2吨/天，稳定产量基本不变。生产情况见下图1。
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体积压裂可以使垂直井纵向动用更多的层，
水平井横向动用更多的段。目前体积压裂改造水
平井段长一般可达到1000—2000米，分段10
段—20段，直井压裂5层—10层。该技术在国外
油气田得到了有效应用。在国内还处于试验应用
阶段
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压裂液用量(m3) 阶段 累积 2 1 3 4 4 8 5 13 6 19 7 26 24 50 5 55 2 57
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DB22-3井q412号层主压裂施工工序表 表2-1
步 骤 1 2 3 8 9 施工时间 阶段 min 108.3 120.0 110.0 2.7 2.8 累积 min 108.3 228.3 338.3 341.0 343.8 工 序 I型液 II型液 I型液 I型液 I型液 排量 m3/min 6.0 5.0 5.0 6.0 6.0 100目粉 砂 100目粉 砂 20-40陶 粒 20-40陶 粒 20-40陶 粒 20-40陶 粒 20-40陶 粒 支 撑 剂 类型 kg/m3 砂比 % 用量 m3 累积 m3 压裂液 用量 m3 650.0 600.0 550.0 16.0 16.7 累积 m3 650.0 1250.0 1800.0 1816.0 1832.7
86 120 172 241
5 7 10 14
2.0 5.0 8.0 4.0
3.0 8.0 16.0 20.0
40.0 71.4 80.0 28.6
20
21
1.6
2.5 平均砂比%
417.6
420.1
冻胶
替挤液
4.0
4.0 9.31
310
18
1.0
21.0
5.6
10.1
2118.3
2128.4
备注：压后测瞬时停泵压力。 清水比例%
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地质状况 该井位于吉林省大安市联合乡刘围子屯西约0.4千米处，是松辽盆 地南部中央坳陷区红岗阶地大安构造的一口开发生产井。改造的目的
层为泉头组12-6号层，测井解释储层平均有效孔隙度6.8％，渗透率
0.2mD，平均泥质含量21.3％，属于低渗储层。 大安油田22口取心井 中共观察到裂缝508条，对裂缝的观察分析如下 根据岩心观察本区张裂缝占29.0％，张剪性裂缝占34.17％，剪切裂 缝占36.75％，反映本区裂缝以剪性和张剪性裂缝为主，其次为张裂缝 该区以高角度裂缝为主，其中倾角大于45°的占64.6％。而倾角小 于30°的裂缝多分布于泥岩之中，为近水平的滑脱缝。
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84.57
DB22-3井q412号层主压裂施工工序表 表2-2
步 施工时间 阶段 骤 min 累积 min 序 m3/min 工 排量 支 撑 剂 类型 砂比 kg/m3 % 用量 m3 累积 m3 压裂液 用量 m3 累积 m3
1
2 3 8 9 10 15 16 17 18 19 20 21
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以水力压裂技术手段实施对油气储集岩
层的三维立体改造，形成人工裂缝立体网络，
实现储层内压裂裂缝波及体积的最大化，从 而极大地提高储层有效渗透率，提高采油采 气井的产量。
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体积压裂一般应用分段多簇射孔技术和裂缝转向
技术，压裂材料一般采用低黏度压裂液和裂缝转向控制 材料，并尽可能采用较大液体用量和较高的施工排量， 在主裂缝侧向强制形成次生裂缝，并实现次生裂缝继续 分枝，形成二级乃至多级次生裂缝，最终使主裂缝与多 级次生裂缝相互交织，形成立体的裂缝网络系统，实现 储层内天然裂缝、岩石层理的大范围有效沟通。
解释 层号
射开井 段 m 22102205.6 21942182 2157.42154.0
12 10-8
6
3.4
18.3
3.2
24.7
3.2
47.3 18.2
3.2
5.4
8.0
8.6
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压裂液选择 液体 名称 压裂液I型 1220m3 压裂液II型 600m3 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 产品名称 Z_PJX kcl JZ_ P Z_PJX kcl 改性瓜胶 助排剂 破乳剂 碳酸钠 碳酸氢钠 防膨剂 有机膨 过硫酸钾 高温破胶剂
10.0%。
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压裂液体系以滑溜水为主，滑溜水可以 采用阴离子聚合物，也可以用低浓度瓜胶。 水平井为了压裂形成网状裂缝、提高改 造体积，采用分簇射孔技术，每级分4～6 簇射孔，每簇长度0.46～0.77m ，簇间距 20～30m ，孔密16～20 孔/m ，孔径 13mm ，相位角60°或者180° 。
开钻日期 完钻日期 完钻井深 m 水泥返深 m
固井质量 套管规范mm 射孔枪型 孔 密
人工井底 2373.56 m
套管头至补心 距m
套管 接箍 m
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射孔层段数据
射孔井段(m) 序号 层号 自 2208.7 2192.7 2190.1 2181.9 2156.1 5 61 2154.1 2152.7 0.3 1.4 1.4 16 22 22 至 2204.3 2191.7 2189.1 2180.7 2154.4 11.6 1.6 7.2 24.6 夹层 厚 度(m) 射开 4.4 1.0 1.0 1.2 1.7 有效 4.4 1.0 1.0 1.2 1.7 孔 密（孔 /m） 16 16 16 16 16 孔 数 应射 70 16 16 19 27 实射 70 16 16 19 27
7.0
5.0 5.0 7.0 7.0 7.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 备注：压后测瞬时停泵压力。 MI Energy Corporation 20-40陶粒 20-40陶粒 20-40陶粒 20-40陶粒 20-40陶粒 86 120 172 241 310 5 7 10 14 18 2.0 5.0 8.0 4.0 1.0 3.0 8.0 16.0 20.0 21.0 100目粉砂 100目粉砂 36 60 3 5 0.5 0.5 0.5 1.0
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DB22-3井Baidu Nhomakorabea412层测试压裂施工工序表
步 施工时间（min） 骤 阶段 累积 1 1 1 2 1 2 3 1 3 4 1 4 5 1 5 6 1 6 7 3 9 8 1 10 9 1 11 10 60 71 备注：选用压裂液I型进行小型压裂测试
工 序 测试压裂 测试压裂 测试压裂 测试压裂 测试压裂 测试压裂 测试压裂 测试压裂 测试压裂 停泵测压降 排量 (m3/min) 2 3 4 5 6 7 8 5 2
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实施手段方面：一是采用变参数射孔、二是 压裂时变排量变粒径加砂、三是适时停泵。 这种技术目前的描述主要还停留在理论层面， 因为缺乏有效的地下形态监测技术，现有的大地 电位法、微地震法、井温测试法都无法有效的监 测这种技术形成的裂缝形态，至少是精度很难达 到实际的需求。