压裂防砂工艺参数优化及应用
油井压裂防砂工艺技术研究与应用
油井压裂防砂工艺技术研究与应用油气的开采形成了我国重工业、建筑业、交通运输业的发展基础，油井的开采过程中压裂防砂具有很强的技术性，油井的压裂防砂处理不恰当轻者可以影响油井的正常生产，重者可以使油井报废。
本文从油井的压裂防砂工作原理及工艺技术出发，探索油井的压裂防砂工艺的应用。
标签：防砂工艺；油井；油井的压裂防砂在油气开采过程中，油井的出砂会带来一定的危害，一般来说出砂的处理不当会引起油井矿藏开采的效率低下，导致油井开采减产，油井开采设备磨损严重导致成本增加。
严重的会引起管道破损，油井封闭。
合理利用机械配合和出砂工艺技术降低危害的影响，是保证油气开采中油井作业安全和出产量的重要保证。
油井防砂方法一般分为三类：机械防砂、化学防砂和砂拱防砂（支撑防砂）。
我国陆地、海上油井的开采面临不同岩石成分的差异，在实际的防砂技术中，压裂防砂技术的辅助设备、工艺和步骤也有所不同。
1油井压裂防砂工作原理油井的压裂防砂的实质就是采用端部脱砂技术使携砂液在裂缝端部脱砂，然后膨胀与充填裂缝，形成短而宽的高导流能力渗流通道。
根据油井压裂防砂工作原理，在实际的油井压裂防砂的应用中在缝长的前端形成砂堵，用砂堵的堆存纺织裂缝延伸，达到获得较高的砂浓度，达到油井内倒流能力。
主要的目的在于防止在油层岩石储油滤漏过程中与其他砂石一并流回井里，保障油井的最大出油率。
根据油井的开采情况得出，从浅至深的分布依次是稠油区-稀油区-少油区，稠油区在浅层，为了获得最大限度的油井开采，减少压裂防砂的压裂液在储油层中的停留时间，避免压裂液对储油层的危害，对压裂液的使用上要求快破胶、速返排。
根据这一应用要求，采用低温破胶激活剂作为压裂液的辅助激活剂，这种激活剂在低温下对压裂液的破胶时间、破胶水化液粘度有明显的影响。
2油井压裂防砂的工艺技术油井压裂防砂的工艺技术经历了从传统的机械压裂出砂到多种压裂泵出砂。
使用热塑性酚醛树脂砂进行的压裂防砂有效期长，甚至可以高达180天左右，及时保障了油井的出砂和稠油区的出砂难题。
致密砂岩气藏压裂水平井裂缝参数的优化
致密砂岩气藏压裂水平井裂缝参数的优化致密砂岩气藏是地球上潜力最大的天然气资源，其储量也是世界上最大的。
但是，致密砂岩气藏由于构造复杂、孔隙度低以及井眼间距大等原因，难以满足开采要求，因此必须采用压裂水平井来开采致密砂岩气藏。
压裂水平井是指在一定长度的水平井中施行压裂工程，使被压裂层裂缝扩展到井周围，从而提高致密砂岩气藏的开采效率。
压裂水平井裂缝参数的优化是指在压裂工程中，根据各种诸如孔隙度、渗透率、岩性、井眼间距等因素，优化压裂水平井裂缝的参数，使其能够有效地开采致密砂岩气藏资源。
优化压裂水平井裂缝参数的基本过程是：首先，根据致密砂岩气藏的特征，分析和确定其孔隙度、渗透率、岩性等参数；其次，根据实际情况，确定压裂水平井裂缝的参数，如压裂方向、压裂点间距、压裂深度、压裂流量、压裂剂类型等；最后，根据上述参数，进行压裂水平井裂缝优化，即选择合适的压裂参数，使压裂水平井裂缝得到最大的开采效果。
压裂水平井裂缝参数的优化是一个复杂的过程，需要对致密砂岩气藏的岩性、孔隙度、渗透率等参数进行详细的分析，并结合实际情况，确定最佳的压裂水平井裂缝参数，以实现最佳的开采效果。
首先，在优化压裂水平井裂缝参数之前，需要对致密砂岩气藏的岩性、孔隙度、渗透率等参数进行分析，以确定压裂目标层的裂缝参数。
一般而言，致密砂岩气藏的孔隙度和渗透率较低，导致其裂缝参数也较小，因此，在优化压裂水平井裂缝参数时，需要采用更低的压裂参数，以确保裂缝能够有效地扩展。
其次，优化压裂水平井裂缝参数需要考虑压裂水平井的布置形式，即压裂水平井的方向、压裂点间距、压裂深度、压裂流量等。
一般而言，压裂水平井应沿构造线进行布置，以确保压裂水平井的长度和覆盖范围，更大程度上提高致密砂岩气藏的开采效果。
此外，压裂水平井的压裂点间距、压裂深度、压裂流量等参数也需要考虑，以确保压裂水平井的覆盖范围和压裂效果。
最后，优化压裂水平井裂缝参数还需要考虑压裂剂的种类。
一般而言，压裂剂是压裂工程中最重要的参数之一，其质量好坏将直接影响压裂水平井的裂缝效果。
浅析油井压裂防砂工艺技术原理及应用
油井开采工艺离不开信息化、智能化、机械化技术的应用。
受机械使用寿命、生产时间的影响，可能会加剧套管破损现象，进而为防砂工艺技术提供了更多的难度。
由此可见，需解决油井开采技术中气井出砂、细粉砂井的问题，有利于避免油井出砂而造成的负面影响。
另外，需采用该工艺改善油井的渗透率，这对于提高油井工艺开采效率是有利的。
一、压裂防砂工艺技术原理1.工艺技术概况。
压裂防砂工艺技术是使用树脂涂层涂抹石英砂，使材料表面有一层保护膜，有利于提高油井的导流功能。
工艺进行中，需及时注入高性能的树脂砂，确保井口裂缝处或亏空段有支撑剂作用，能改善该部位的核心功能。
当支撑剂注入需要管控的裂缝部位时，需提高中央部位的温度参数，致使树脂层发生作用。
通过让保护层实现软化，引导其发生固化聚合反应，确保砂砾可以和保护层更紧实的粘合在一起，有利于防治井口出砂的现象，也能实践油层的改造作用。
通过该方式的优化，能提高油田井口的使用年限，且效果比之前更好。
2.压裂防砂工艺应用原理。
该工艺的出砂原理是基于拉伸、剪切、粘结的过程，实现压裂防砂的目标，也能防治孔隙坍塌的情况。
首先，剪切破坏会导致地层岩石的输送效率，需利用拖曳作用引导岩石颗粒落至指定区域，使指定区域能够在压裂防砂的作用中实现造缝控制，确保流入该区域的液体由单一的方向变成双线性。
其次，单一方向流向大多为径向流状，而此时石油会渗透至井底处，会导致井口、井底部分的压力不断提升，以此形成一个陡峭的压力带，当石油越靠近井壁时，压力也会随之提升。
导致这一情况的原因是由于压力的分布，使压力区域底部的和底边边缘的压差始终在一定范围内，也能控制压差在集中区域地带。
当低端压力不稳定时，可能会引发砂块性能不稳定，导致流体会呈现双线性流状态。
此时需使用这一情况改变压力梯度，控制其压力梯度会随着应力而发货所能改变，使油泄流至地层底部，增大了地底的阻力。
若产生较大部分的裂缝时，会提升井底原油的渗流面积，引发锈蚀情况，降低了流体对地层颗粒的冲击速度。
油气田压裂施工参数优化及其影响因素分析
油气田压裂施工参数优化及其影响因素分析引言油气田压裂施工是一种常用的增产措施，通过注入高压液体将裂缝扩大，以增加油气流通能力。
然而，压裂施工的效果受到诸多因素的影响，因此，合理优化施工参数是提高增产效果的关键。
本文将重点探讨油气田压裂施工参数的优化方法和影响因素的分析。
一、施工参数优化方法1. 压裂液体积和粘稠度的优化压裂液的体积和粘稠度对于施工效果具有重要影响。
一般来说，增加压裂液的体积可增加裂缝扩展的距离和范围，从而提高增产效果。
此外，通过优化压裂液的粘稠度，可以控制裂缝的宽度和长度，以适应不同地层的裂缝性质。
因此，科学合理地确定压裂液的体积和粘稠度是优化施工参数的重要一步。
2. 施工压力的控制施工压力是影响裂缝扩展速度和范围的关键因素。
通过调整施工压力，可以控制裂缝的长度和宽度，以及裂缝的连接性。
在施工过程中，合理控制施工压力，避免过高或过低的压力对于提高增产效果至关重要。
3. 施工时间和频率的调整施工时间和频率是指压裂施工的时间长度和每次施工的间隔时间。
合理调整施工时间和频率可以最大限度地利用地层裂缝的能量。
充分的施工时间和适当的施工频率可以使裂缝达到预期的效果，并避免能量的浪费。
4. 压裂剂的选择和浓度控制压裂剂是指在施工过程中添加到压裂液中的化学物质。
选择合适的压裂剂并控制其浓度可以改变压裂液的性质，从而影响裂缝的扩展效果。
针对不同地层特性，对压裂剂的选择和浓度进行合理调整，对于优化施工参数至关重要。
二、影响因素分析1. 地层性质地层性质是影响油气田压裂施工参数的重要因素之一。
不同地层的性质差异较大，对施工参数的要求也不同。
例如，地层的压力、渗透率和孔隙度等参数会直接影响压裂液的扩散和裂缝的形成。
因此，在进行施工参数优化时，需要充分考虑地层的性质特点，以达到最佳的施工效果。
2. 压裂液性质压裂液的性质是影响施工效果的另一个重要因素。
影响施工参数的压裂液性质包括粘度、密度、流变性质等。
关于压裂高饱和防砂工艺的研究与应用
为 了对 油井出砂进行有效治理 ． 恢复出砂井 的正常生产 、 将油井 出砂所造成的损失降 到最低 ． 我们开展 了《 松砂岩油藏防砂工艺 技 疏 术》 目， 项 该项 目 起始于 ２０ 年 ， ０ ６ 根据计划安排 ， 已先后 完成 了前期 调 研、 关键技 术研究 以及室 内试验和现场应 用 ． 截止到 ２ １ 年该 项技术 ０１ 已在滨南采油厂王庄油 田、 个区块进行 了应用 。该技术 的应用 改变 ８ 了王庄油 田开发现状 ， 高了油井的利用率 ， 工艺角度解决 了 目 提 从 前 王庄油 田存在 的“ 出砂强度大 、 出砂规模大 、 油井 利用率低 、 周期生 产 短” 的问题 。 了针对常规疏松砂 岩油藏 防砂工艺技术水 平 ． 提高 延长了 油井 的免修期 ． 使得油井 的生 产能力得到最大 限度的发挥 提高 了油 田的开发水平 ． 随着投产 油井 的逐年递增 ． 缓解 了新老 区块能 源接 替
井多 ， 了注采井网不完善 ， 和出砂损失水驱储量 ４５ 吨 造成 套损 ７万 油井 出砂是油 田生产中急待解决 的问题 ． 尤其是在油 田开 发技 术 逐渐发展成熟精细 的今 天 ．更迫切的需要与之 相适 应的防砂工艺技 术 。因此 ， 研究一项针对性、 实用性 、 操作性强 的防砂技术 已是 目 防 前 砂技术发展 的必然趋势。基于尚南 、 林樊家油 田的疏松砂岩 油藏防砂 工艺技术 ， 有效提高了尚南 、 樊家油 田整体采油速度和开发水平 ， 林 日 油水平稳步 回升 ， 为其它类 似油 田的开发提供 了很好 的借鉴 。 王庄油 田防砂工艺技术适用 范围广 ． 油藏类 型适应率高 ． 不但适 用于常规稠油油藏 ． 而且适用于稠油、 超稠油油藏 的开发 ， 同时配套 的 防砂 工艺配套技术能够适应 目前常规稠油和稠油 、 超稠 油油 藏的开发 要求。该工艺 的推广不仅 能够提高常规稠油疏 松砂岩油藏 的开发水 平． 也能提高特超稠油油藏 的开发水平 ． 实现对 该类 油藏的经济高效
压裂砂比优化方案
压裂砂比优化方案
压裂砂比优化方案可以通过以下步骤实现：
1.确定压裂目的和要求：在进行压裂砂比优化前，需要明确压裂的目的和
要求，例如提高地层的渗透性、增加地层产能等。
2.选择合适的支撑剂：根据压裂目的和要求，选择合适的支撑剂，如陶
粒、石英砂等。
3.确定砂比范围：根据实际情况，确定合理的砂比范围，如10%～11%。
4.进行压裂实验：在确定砂比范围后，进行室内压裂实验或现场试验，以
获取支撑剂在砂比范围内的性能数据。
5.分析实验数据：对实验数据进行详细分析，包括支撑剂的破碎率、导流
能力、地层渗透性改善情况等。
6.优化砂比：根据实验数据和分析结果，对砂比进行优化。
如果发现砂比
过高或过低，可以通过调整砂比来改善支撑剂的性能和地层的渗透性。
7.制定实施方案：根据优化结果，制定具体的实施方案，包括压裂液的类
型、浓度、粘度等参数，以及压裂施工的工艺参数等。
8.现场实施：按照实施方案进行现场压裂施工，并注意观察和记录施工过
程中的各种数据和现象。
9.效果评估：在压裂施工结束后，对压裂效果进行评估，包括地层渗透性
的改善情况、产能的提高情况等。
10.总结经验：根据评估结果和现场施工情况，总结经验和教训，并对优化
方案进行改进和完善，以提高下一次压裂施工的成功率和效率。
需要注意的是，压裂砂比优化是一个复杂的过程，需要综合考虑多种因素，因此在实际操作中，需要根据具体情况进行灵活调整和优化。
压裂防砂技术在锦99块的应用
压裂防砂技术在锦99块的应用随着辽河油田锦州采油厂油田开发进入中后期高含水阶段，针对锦99杜家台稀油采油区块近井地带油层骨架遭到破坏，地层亏空严重，致使防砂难度增大，防砂效果也变差，根据压裂防砂机理，利用压裂车组向地层内注入前置液，在地层内造缝。
裂缝具有降低生产压差、减弱流体对微粒的携带能力等作用，可防止或减缓岩石结构的破坏，降低流体对地层微粒的冲刷和携带能力，通过对地层亏空且出砂严重的单井实施压裂防砂，取得显著效果，在该区块具有较强的推广价值。
标签：压裂防砂;出砂严重;携砂液;支撑剂;地层亏空1.研究背景锦99块位于辽河断陷盆地西部凹陷西斜坡的西南部，北靠千12块，南邻锦7块。
开发目的层为杜家台油层，是一个被断层遮挡的边底水油藏，油水界面-1425m。
锦99块（杜）含油面积4.39km2，油层有效厚度21.2m，地质储量1461×104t，油水界面-1425m，含蜡量5-8%。
主要有构造简单、储油物性较好、原油物性差、天然能量低等特征。
2.压裂防砂的机理压裂防砂技术是采用了添加了相关化学剂的活性水或稠化水作为压裂液，用压裂车产生的高压压开地层，采用专用支撑剂制成压裂产生的裂缝，专用支撑剂表面涂敷了一种在地层温度下可以自行交联固化的特种改性树脂。
支撑剂进入压裂裂缝和亏空井段后堆积，在底层温度下交联固化，形成具有一定强度和渗透率的人工井壁，油流从压裂产生的裂缝进入井底，胶结的支撑剂起到人工井壁的作用，发挥防砂效果，在达到防砂效果的同时，又极大地改变了地层中液体的流动方式，井底附近的液流从径向流转变成线性流，降低了流动阻力，可达到增产效果。
与其它防砂方式比较，它的整个填砂层都是高渗透的过滤带，增加了地层液流的过滤面积，综合防砂效果最好，从而保证油井的正常生产。
适宜各类出砂油井，尤其适宜以下几类油井：1）检泵周期短，出砂严重导致地层亏空的油井，且其它防砂措施难以奏效;2）地层骨架胶结疏松、地层坍塌，含砂大于0.1%，且难以携砂生产的油井;3）油井有高产史，因地层伤害导致出砂后产量大幅度下降;4）套管无损坏，井况完好;5）出砂砂粒粒度中值在0.07mm以上;6）选井时应考虑泥质含量与泥岩隔层厚度（>5m以上）。
精细压裂施工工艺参数优化研究
精细压裂施工工艺参数优化研究摘要：传统的压裂施工参数已不能满足现场的需要，分别开展了三个方面的压裂参数优化，即砂比结构优化、暂堵剂用量优化和施工排量优化。
砂比结构优化可保持缝口最大导流能力；暂堵剂用量优化可达到暂时封堵高渗透井段；施工排量优化保证压裂液的滤失量在合理范围内，防止砂堵现象的发生。
应用表明，施工工艺参数优化后措施效果显著，达到了预期目的，为各项精细压裂工艺的发展提供了技术保障。
关键词：精细压裂；暂堵剂；砂比；排量；参数优化Abstract: the traditional fracturing construction parameters already cannot satisfy the need of fields, respectively, in the three aspects of the fracture parameters optimization, namely sand structure optimization, than temporary plugging agent optimization and operation discharge optimization. Sand than structure optimization can keep the seam biggest diverting capacity; Temporary plugging agent optimization to temporarily blocked high penetration interval; Operation discharge optimization guarantee of fracturing fluid filtration in the reasonable scope, prevent the happening of the sand blocking phenomenon. Application shows that the construction technology parameters optimization measures after effect significantly, achieve the expected purpose, for all the fine fracturing technology development provides technical support.Keywords: fine fracturing; temporary plugging agent; sand ratio; displacement; parameters optimization1施工工艺参数优化1.1 砂比结构优化砂比结构是保证支撑剂随压裂液顺利进入地层的重要工艺参数。
压裂防砂工艺参数优化及应用
压裂防砂工艺参数优化及应用随着我厂稠油开发的不断深入，油井出砂日益严重；目前的稠油井层薄、夹层多，储层非均质性强，渗透率低，注汽压力高，敏感性强，粘土含量高；众多的开发难点使得储层的动用程度难以达到理想的要求。
但是随着压裂防砂工艺的不断发展，压裂防砂可以产生高导流能力的裂缝、突破地层伤害带、缓解岩石骨架的破坏、减轻冲刷和携带能力、对地层砂产生桥堵等作用，这可以从根本上解决上述稠油井中存在的开发问题，起到增产和防砂的双重目的。
从2011年开始引进实施压裂防砂以来，压裂防砂井数直线增加，2013年压裂防砂井突破47口井。
虽然我厂在压裂防砂技术方面取得显著成绩，创立了“两少、两大、一高、三优”的防砂模式——即前置少、交联少，加砂量大、排量大，砂比高，优化携砂液、优化裂缝形态、优化施工模式。
但是在压裂防砂的设计优化、模拟方面一直没有得到突破，设计施工所采用的参数理论大多依靠现场施工经验总结，没有严格的理论基础，压裂防砂裂缝预测困难，施工参数无法优化，新区块新井压裂防砂优化设计依靠外单位，这都严重限制了我厂在压裂防砂技术方向的深入发展。
2013年下半年，引入“meyer压裂防砂软件”进行攻关研究，突破压裂防砂软件优化模拟的技术瓶颈，冲出相关科研单位对压裂防砂优化模拟技术的封锁。
研究初始，为对摩阻、渗流等基本参数进行设定，我们首选了T38-201井进行了模拟分析，因为该井有完整的测井数据、压裂防砂采用示踪陶粒、施工过程采用裂缝检测技术，各种数据完善齐全，能对裂缝的模拟起到校正和比对的作用；因此我们首先从测井数据下手，通过地应力计算软件对储层的地应力、泊松比、断裂韧性等参数进行计算分析，建立储层地应力模型之后，将压裂防砂的实际泵注程序导入到软件中进行模拟计算分析。
之后将得到的数据跟实际数据进行比对分析：通过多次设定参数进行比对分析，终于在该区块设定合适渗流、摩阻等参数，在该系列参数下，产量的模拟裂缝半缝长126.01m，缝高24.64m，实际裂缝左边134.5m，右边129.8m，缝高26m，模拟数据跟实际数据基本吻合，为下步在T38-10块的压裂防砂设计施工中打下坚定的基础。
一趟管柱分段压裂防砂工艺技术研究及应用
８ ６ 内挤 充总成离开ＷＣ Ｔ 一 １ ４ ５ ￣ ｂ 挤充工具定位指示装置 ，此时开 启关闭装置 自行关闭并密封 ，处于油井生产状态 。
技 术规 范
最小 通径 ，８ ６ ｍｍ 密 封压 力 ， ￣ ＜３ ５ ＭＰ ａ
１ 一 外转换 滑管 ；２ 一内转换 滑 管 图６ ＮＺ－ ８ ６ 内挤 充转换 总 成结 构 示意 图
要 由上部循 环管 、密 封支撑装置 、下部循环 管等组成中心 管 ；４ － 锁 紧装 置 ；
５ 一 坐封 液缸 ；６ － 胶 筒；７ 一坐封 支撑套 ；８ 一下接 头 。 图２ Ｚ Ｆ 一１ ５ ２ 中间封 隔器结 构 示意 图
分段 压 裂 防 砂 工 艺 技 术在 管 柱 开 发 完 成 后 ，在 尚林 油 田进
行 ２口井 、埕岛油田进行 １口井的现场试验 。 以滨南采油厂尚９ — １ ３ 井为例分析一趟管柱分 两段压裂防砂
５ ）。
技 术规 范
坐 封压 力 ，２ ０～ ２ ２ ＭＰ ａ 启 动压 力 ，８～１ ０ ＭＰ ａ 工 作压 差 ，￣ ＜３ ５ ＭＰ ａ 最 小通 径 ，８ ６ ｍ ｍ
卜 上部 循环 管 ；２ 一 密封 支撑 装 置 ；３ 一下部循 环 管
图５ ＷＺ 一 １ ４ ２ 外挤 充 转换 总成 结 构示 意 图
过上提下放管柱 ，外转换滑管离开密封机构形成循环通道进行
循 环施 工 。 技术 规 范
口开启装置 、夹壁转换装置两大部分组成 （ 见图 ４）。
拉伸长度 ，３ ７ ０ ０ ｍ ｍ 回收长度 ，２ ５ ０ ０ ａ ｒ ｍ
工作 压 力 ，３ ０ ＭＰ ａ ２实施 井例
１ 一充填 口开 启装 置 ；２ 一 夹壁 转换 装 置 图４ ＮＣＴ 一 ８ ６ 内挤 充 工具 结构 示 意 图
I压裂充填防砂技术与应用现状
该方法主要利用弹性力学有限元模型，依据应力测量资料， 反演远场应力边界条件，进而计算出弹性应力场。它可以计算 出地应力的大小与方向。
一、压裂知识简介
压裂液：
压裂液是一个总称，根据其在压裂过程中的任务不同可分为 前置液、携砂液和顶替液。
1）前置液：作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的裂缝以 备后面的携砂液进入，它还起到一定的降温作用。
2）携砂液：作用是将支撑剂带入裂缝中并将砂子放到预定 位置上去。在压裂液的总量中，这部分占的比重较大。有造缝 及冷却地层的作用。
的滤失。 主要受三种因素的控制 ①压裂液的粘度 ②地层岩石及流体的压缩性 ③压裂液的造壁性。
一、压裂知识简介
支撑剂：
支撑剂在垂直裂缝中的运移沉降规律
（一）全悬浮型支撑剂分布 压裂液粘度足以把支撑剂完全悬浮起来，在整个施工过程中
很少或没有支撑剂沉降，压裂液所到之处，皆有支撑剂，离井 轴越远，该处的支撑剂浓度越高，而井底附近则接近加砂浓度。 （二）沉降式支撑剂分布的矩形理论
为使地层破裂，必须使井底 压力高于井壁上的总应力及 岩石的抗张强度。
一、压裂知识简介
(1)形成垂直裂缝
条件：如果地层的破裂属于纯张力破坏，那么随井内注入压
力Piwf的不断增加，当Piwf达到或超过井壁附近地层的最小周向应
力及岩石水平方向的抗张强度σth时，在垂直于水平周向应力的
污染地
方向上产生垂直裂缝。
1）形成梯形砂堆 初期砂堆－携砂液进入裂缝后，滤失，砂浓度逐渐上升，当 浮力小于重力时，砂子逐渐下沉。在裂缝最下部运动的砂子， 首先沉积在裂缝底面上，形成砂堆。上部的砂子沉积下来，使 砂堆迅速加高，此时砂堆长度几乎不变。这个砂堆称为初期砂 堆，如下图所示。
水平井分段压裂工艺参数优化与应用
65-4-2-(1)-3/3277.20m
110 100 压缩系数(10-
90 80 70 60 50 40 30 20 10
0
0
10
20
30
40
50
净有效覆盖压力,Mpa
K(107.50E+003um2)
7.00E+00 6.50E+00 6.00E+00
岩芯覆压下的孔渗及压缩系数变化图
二、水平井分段裂缝配置优化技术
（2）孔渗随围压变化实验
渗透率损失程度（%） 孔隙度损失程度（%）
80 70 60 50 40 30 20 10
0 0
20
40
60
80
100
初始渗透率（10-3um2）
14 12 10
8 6 4 2 0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 初始孔隙度（%）
化、流体压力场对岩 层变形方程的影响
ij Dijkl kl
边界条件 应力边界 位移边界
Ti ij n j ui ui
X
X u
二、水平井分段裂缝配置优化技术
（2）饱和油水两相渗流方程
连续性方程
孔隙岩块系统 裂缝网络系统
运动方程
(1 1i s1i ) t
T
q1i Qi
(i o, w)
实验流体粘度：1.15mPa·s、 5.39mPa·s 、15.71mPa·s
实验：共计43组
毛细管平衡法测定最小启动压力原理示意图
二、水平井分段裂缝配置优化技术
流量（cm3/min） 流量（cm3/min）
压裂防砂技术优化及下步公关方向
倾向
主缝 走向
裂缝长度58.6米 缝高38.7米 主缝北东70度
草13-斜 818
西北
北东70
从监测情况分析，草13沙四段进水半缝长检测结果55.5～127.6m，平均87.4m，基 本符合设计要求。 现河采油厂
3、裂缝参数优化——导流能力
2、裂缝参数优化---缝长
草13沙四段压裂井人工裂缝参数及进水裂缝尺度
井号 统计方位 ° 进水裂缝长度 m 117.3 160 171.07 194.7 245.3 160 西翼进水裂缝长度 m 61.8 82 96.06 113 127.6 81.28 东翼进水裂缝长度 m 55.5 78 75.01 81.7 117.7 78.72 进水裂缝高度 倾角 倾向 主缝走向 m ° 38.7 56 25.01 44 29.3 17.3 5 0 3 9 3 85 西北 直立 西南 东南 东南 西北 北东70 北东70 北东40 北东55 北东60 北东45
发言人：张 伟
中石化胜利油田现河采油厂 2013年11月
目
录
一、草13沙四油藏概况
二、压裂防砂工艺技术优化及评价
三、存在问题和下步攻关方向
现河采油厂
1、油藏及开发概况
乐安油田草13块沙四段叠合井网部署图
草13断块构造上位于东营凹陷南斜坡、草桥纯化镇断鼻带东部。含油面积3.96km2 ,控制储量
778万吨，平均单控7.2万吨。
C13-斜127
C13-斜128 C13-131 C13-404 C13-412 C13-斜413 C13-斜414 C13-454 C13-455 16口
高压充填
高压充填 高压充填 高压充填 高压充填 高压充填 高压充填 高压充填 高压充填
压裂防砂技术综合研究与应用
压裂防砂技术的综合研究与应用摘要：在高升油田开采过程中发现，油井出砂具有很大的危害性，轻者可以影响油井的正常生产，重者可以使油井报废。
因此，在开采过程中必须采用有效的防砂措施。
目前对射孔井最常用防砂方法主要是化学固砂和管内井下砾石填充，虽然有比较好的防砂效果，但都有比较低的产量，严重制约了油井的生产，不能从根本上解决油井出砂的问题。
关键词：防砂出砂机理压裂压裂防砂1、油气井出砂的原因从岩石力学角度来说，油层出砂有两个机理:即剪切破坏和拉伸破坏机理。
除了上述两个机理外，还包括微粒运移出砂机理。
（1）剪切破坏机理由于井筒及射孔孔眼附近岩石所受周向应力及径向应力差过大，造成岩石剪切破坏，引起地层出砂。
（2）拉伸破坏机理开采时，在井筒周围应力梯度及流体的摩擦携带作用下，岩石承受拉伸应力.当此应力超过岩石的抗拉强度时，岩石发生拉伸破坏。
（3）微粒运移出砂机理在生产时，生产压差或产量过大，作用在地层颗粒上的拽曳力过大，地层微粒就会移动，进而导致井底周围地层渗透率降低，从而增大流体的拽曳力，并可能诱发固相颗粒的产出。
出砂的危害主要表现在以下几个方面：(1)减产或停止作业(2)地面和井下设备磨蚀(3)套管损坏、油井报废(4)生产时间的损失(5)油气井的经济和技术损失2、压裂防砂的原理压裂防砂的实质就是采用端部脱砂技术使携砂液在裂缝端部脱砂，然后膨胀与充填裂缝，形成短而宽的高导流能力渗流通道。
该技术是在一定缝长的前端形成砂堵，阻止裂缝延伸，获得较宽的裂缝和较高的砂浓度，达到提高导流能力的目的。
具有改造油层与防砂的双重作用，防砂有效期长、效果持久。
3、如何进行压裂填充砂3.1、填充砂种类的选择目前世界上控制支撑剂返排技术中最成熟、应用也最广泛的树脂涂敷砂封口技术。
树脂涂敷砂是在压裂砂颗粒表面涂敷一层薄而有一定韧性的树脂层，该涂层可以将原支撑剂改变为有一定面积的接触。
当该支撑剂进入裂缝后，由于温度影响，树脂层首先软化，然后在固化剂的作用下发生聚合反应而固化。
水力压裂端部防砂技术
二、压裂防砂技术形成的背景
2、压裂技术由低渗向中高渗层的延伸/转变 高渗透地层，特别是胶结疏松的砂岩地层， 传统的观念认为：地层的渗透率已经很高 （数百到数千毫达西），没有必要进行压裂 改造，即使改造也收效甚微。
二、压裂防砂技术形成的背景
3、针对疏松地层的特殊压裂工艺 ——端部脱砂压裂
多年来的防砂实践证明：为了获得最佳的防砂效果，对 已经大量出砂严重亏空的地层（后来这一条件也被取 消），必须进行地层预充填，即向油井周围地层内大量 挤入高渗透的石英砂（砾石）或树脂涂层砂，在井筒周 围建立起可靠的高渗透挡砂屏障，改善近井流动阻力， 并延长防砂有效期。这一措施已经作为各服务公司的防 砂指南，确是一项弥补产量损失的有效措施。但是，专 家却提醒施工者：进行地层预充填时，最高泵压不允许 超过地层破裂压力。理由是一旦超过破裂压力，将使岩 石骨架破坏，导致出砂加剧，影响防砂效果。
压裂防砂工艺技术
一、压裂防砂技术的概念
采用端部脱砂技术，利用千型压裂车组将
高粘压裂液通过大大高于疏松砂岩地层吸收
能力的排量注入地层，将地层压开短宽裂缝,
并充填以大量的支撑剂，形成端部脱砂，然 后进行管内环空砾石循环充填的一项具有增 产防砂综合效果的集成技术。
二、压裂防砂技术形成的背景
压裂作为一项增产工艺早已在低渗油气藏得到广 泛应用，技术十分成熟。而将压裂工艺大规模应用于 高渗透胶结疏松的软地层作为防砂完井措施却是九十 年代的事，并且发展迅猛，很快为石油工业界广泛接 受，有的石油公司已经作为首选的防砂完井技术。目 前，在全世界范围内，压裂充填（frac-pack）防砂 施工井数与日俱增（每年递增数百口井），而且，施 工井数已占其它各类防砂井总数的50%，可见在防砂 领域中地位举足轻重，显示出广阔的发展前景。
分段压裂中砂的选型与优化研究
分段压裂中砂的选型与优化研究分段压裂是一种主要用于增加油气井产能的工艺技术。
在分段压裂过程中，使用砂颗粒将压裂液注入井筒，以增加岩层中的裂缝面积，从而提高油气的流动性。
砂颗粒在分段压裂中起到填塞裂缝并保持裂缝开启的作用，因此砂的选型和优化对于分段压裂的成功实施十分重要。
首先，砂的选型应考虑砂颗粒的物理性质，如粒径、形状和强度等。
粒径大小直接影响到裂缝的宽度，一般情况下，使用较细的砂粒效果更好，因为细砂颗粒可以填充更多的细小裂缝，增加裂缝总面积。
同时，细砂的表面积更大，与岩石的接触更紧密，从而提高砂颗粒在裂缝中的保持能力。
对于砂颗粒的形状，圆形的砂粒有利于填充裂缝，并且有较好的抗剪强度，能够防止砂颗粒磨损和碎裂。
此外，选择具有一定抗压强度和韧性的砂颗粒，可以保持裂缝的稳定性，延长分段压裂的效果。
其次，砂的选型还应考虑砂颗粒与压裂液的相容性。
压裂液一般由水和特定的添加剂组成，砂颗粒应与压裂液能够良好地相互作用，保持稳定的悬浮状态。
不同的压裂液可能对砂颗粒有不同的要求，例如在使用高温高压液体作为压裂液时，砂颗粒需要具有更好的耐温和耐压性能。
此外，砂的选型还要考虑到地层条件和工程要求。
地层的孔隙度、渗透率、地层压力和温度等条件都会对砂颗粒的选型产生影响。
需要根据地层的特点选取合适的砂颗粒，以保证砂颗粒能够适应地层环境并达到预期的分段压裂效果。
此外，工程要求也需要考虑，例如需要在压裂液中加入特定的添加剂，以增加砂颗粒的黏结能力和流动性，从而提高压裂液的输送效果。
砂的选型与优化研究的目的是寻找最佳的砂颗粒组合，以达到最佳的分段压裂效果。
优化研究可以通过试验室实验和数值模拟的方法进行。
试验室实验可以利用试验设备对不同砂颗粒组合在不同地层条件下的性能进行测试，包括砂颗粒的填充能力、保持能力和流动性等。
试验结果可以提供参考，用于进一步优化砂颗粒的选型。
数值模拟则可以通过建立岩石和砂颗粒的力学模型，模拟分段压裂过程中的应力分布和裂缝扩展等情况，从而评估不同砂颗粒的性能。
浅析压裂防砂工艺技术
浅析压裂防砂工艺技术摘要：近年来，随着油气田多种工艺技术的综合运用和开采技术的发展，压裂技术已经广泛的应用于各类油藏，主要解决低渗透油藏的造新缝问题，中高渗透油层的污染、堵塞问题。
但是在解决问题的同时伴随着油井压后出砂的问题，这样严重的制约油井的产能。
关键词：地层出砂机械防砂压裂施工参数优化随压裂规模的不断扩大，油井压后吐砂现象不断出现，设备腐蚀速度加快，甚至造成设备无法正常工作。
当油井处于开采后期，地层亏空，油井见水时，油井吐砂将严重加剧，这时油井产能将会严重减少。
特别是压裂油井，压裂出砂频繁出现，这就需要采取有效的防砂措施来控制出砂。
一、油层出砂原因分析1.油层出砂机理油层出砂机理较为复杂。
从宏观上看油层出砂是射孔孔眼不稳定和井筒不稳定造成的；从微观上看其与岩石强度、所受外力、胶结状况、变形特征等因素有关。
油井压裂后，具有高导流能力的裂缝就会在地层中形成，地层流体流入井底是由径向流动变化为沿裂缝直线流和垂直于裂缝的直线流入井底，称为双线性流动模式。
流体沿着具有高导流能力裂缝的方向流动，其阻力非常小。
压裂防砂目的是形成裂缝，穿透污染带并加砂，挡住砂的同时，增加泄油面积，减缓流速，减少出砂并提高油井产能。
2.油井出砂的危害油气井出砂是石油开采遇到的重要问题。
如果砂害治理，出砂会越来越重，甚至造成停产。
出砂的危害主要表现在以下几个方面：（1）减产或停止作业。
（2）地面和井下设备磨蚀。
（3）套管损坏、油井报废（4）生产时间的损失。
（5）油气井的经济和技术损失。
二、压裂防砂原理和防砂技术适用条件1.压裂防砂原理压裂防砂是由于裂缝的存在而形成了典型的双线性流动形式，压裂防砂是通过向油层高压泵入支撑剂，在油井近井地带造成微裂缝，将支撑剂挤入裂缝、地层亏空带，在油层中形成一定厚度的人工滤砂屏障——人工砂桥，从而依靠砂桥实现油井防砂的目的。
压裂防砂由于在地层中形成微裂缝，人工砾石在裂缝中形成了高渗流通道，从而改变了油层内的渗流状态，使原来的原油向心径向流改变为流向裂缝的水平流，渗流条件得到改善，从而降低了油流的携砂能力。
压裂工艺设计优化及效果分析
压裂工艺设计优化及效果分析压裂工艺是油田生产中常用的工艺技术，油田使用压裂技术可以有效的提升产量，保证油田的稳定生产，对于提升油田的经济效益非常有帮助。
但不同的油田地质条件不同，在应用压裂技术时，应当针对性的根据油田的地质条件和原油储备等因素制定工艺方案。
而本文对油田压裂工艺的优化和其应用效果进行了研究。
标签：油田;压裂工艺;优化油田的压裂工艺种类较多，针对油井性质的不同，常采用不同的压裂工艺。
针对老井，一般采用普通压裂、多裂缝压裂、选择性压裂等;对于新井，则应用限流压裂和细分控制压裂等。
而不同的压裂技术在施工工艺上也有不同，目前我国的油田在应用压裂技术时，常因为油井的类型和施工工艺的影响导致压裂工艺的应用出现问题，因此研究压裂工艺的优化方案，对于提升我国油田的产量，确保我国的石油供应具有重要意义。
1压裂工艺的优化设计和应用为对优化后的压裂工艺进行实际应用测试，针对延长油田低渗透储层，在部分采油厂进行了优化后的压裂工艺，同时对其产油量进行了测试。
1.2施工规模1.1.1薄差储层加强施工改造针对该油田中部分油井的薄差储层发育的特性，在原有的压裂工艺的基础上，我们对施工的规模进行了强化改造，改造的重点主要在穿透规模和加砂规模上，经过改造后的薄差储层中，砂体类型和穿透比为：河道砂13%-15%、主体薄砂15%-17%、非主体薄砂和表外储层17%-21%。
1.1.2明确重复压裂层位的改造需求对于重复压裂层来说，若原先的层位是含水量较高的层位，则在改造时采用选择性压裂的方式，对层中含水量较高的部分进行临时封堵。
原压裂层位，该层位在长期的原油开采工作中存在效果变差的问题，且初期并为进行较为大幅的改造，通过对原压裂层位的分析，发现其尚剩余大量未开采的原油。
因此在改造时，在原压裂工艺加砂的基础上再加砂3-4m3，确保改造后的压裂裂缝能够穿透原压裂裂缝，从而强化原压裂层位与连接水井的连通以强化其渗透作用，减缓其在原油采集过程中效果变差的趋势。
机械压裂防砂工艺技术研究与应用
得到保证 。现场试验证 明， 该技术是解决疏松砂岩油 藏油 井砂 害 的一 项 十分有 效 的技术 。
图 １ 防砂管柱 图
１ 工 艺技 术 原 理
利用水力压裂原理 ， 在地面用高压泵组将混砂液 以大 大超 过底 层 吸 收能 力 的 排 量 注人 目的层 中 ， 井 在
泛调 研 的基 础 上 提 出 了防 砂 方 法— — 机 械 压 裂 防砂 技 术 ， 结合 了水 力 压 裂技 术 和砾 石 充 填 防砂 技 术 的 两 大功 能 ， 两 它 使
项技 术有机 结合从 而 实现防砂和增产的双重 目的。 自２ ０ ００年进入 现场 ， 通过 不断的改进 与完善 ， 并进行 了现场应 用 ， 防
要的。优选 ＜ ２ ｍ（ ｌ０材质） ７ ７ｍ Ｐ ｌ １ 的套管作为割缝管 基管 ， 为此 ， 设计 了三种 不 同 的布 缝方 式 ， 制作 出试 并 验样 件进 行筛 管抗 外压试 验 ， 验 数据见 表 ２ 试 。
表 ２ １７ ９ ２ ｍｍ 激光筛管试验数据表
还关系到筛管抗堵塞 的能力。设计的梯形 割缝筛管 ，
既能满 足强 度要求 ， 又具 有很 强 的抗 堵 塞 能力 ， 图 ３ 如
，
３ ｍｍ
／
图 ３ 梯形 割缝 筛管缝 隙截面 示意 图
石
油
仪
器
・４ ・ ９
２１ 年 ０１
・
第２ ５卷 第 １ 期
Ｐ Ｔ Ｅ ＲＯＬ ＵＭ Ｎｓ ＲＵＭＥ Ｓ Ｅ Ｉ Ｔ ＮＴ
方法 研 究 ・
机械压 裂防砂工 艺技 术研 究与应用
王 玉 国
页岩气体积压裂多级纤维防砂工艺与应用
页岩气体积压裂多级纤维防砂工艺与应用下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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压裂防砂工艺参数优化及应用
发表时间：2014-09-03T16:05:40.030Z 来源：《科学与技术》2014年第6期下供稿作者：武梅英
[导读] 通过多方面探究与应用，形成了自己特有的压裂防砂参数优化理论和优化模板，为压裂防砂设计提供了理论指导。
中石化胜利油田纯梁采油厂工艺所武梅英
随着我厂稠油开发的不断深入，油井出砂日益严重；目前的稠油井层薄、夹层多，储层非均质性强，渗透率低，注汽压力高，敏感性强，粘土含量高；众多的开发难点使得储层的动用程度难以达到理想的要求。
但是随着压裂防砂工艺的不断发展，压裂防砂可以产生高导流能力的裂缝、突破地层伤害带、缓解岩石骨架的破坏、减轻冲刷和携带能力、对地层砂产生桥堵等作用，这可以从根本上解决上述稠油井中存在的开发问题，起到增产和防砂的双重目的。
从2011 年开始引进实施压裂防砂以来，压裂防砂井数直线增加，2013 年压裂防砂井突破47 口井。
虽然我厂在压裂防砂技术方面取得显著成绩，创立了“两少、两大、一高、三优”的防砂模式——即前置少、交联少，加砂量大、排量大，砂比高，优化携砂液、优化裂缝形态、优化施工模式。
但是在压裂防砂的设计优化、模拟方面一直没有得到突破，设计施工所采用的参数理论大多依靠现场施工经验总结，没有严格的理论基础，压裂防砂裂缝预测困难，施工参数无法优化，新区块新井压裂防砂优化设计依靠外单位，这都严重限制了我厂在压裂防砂技术方向的深入发展。
2013 年下半年，引入“meyer 压裂防砂软件”进行攻关研究，突破压裂防砂软件优化模拟的技术瓶颈，冲出相关科研单位对压裂防砂优化模拟技术的封锁。
研究初始，为对摩阻、渗流等基本参数进行设定，我们首选了T38-201 井进行了模拟分析，因为该井有完整的测井数据、压裂防砂采用示踪陶粒、施工过程采用裂缝检测技术，各种数据完善齐全，能对裂缝的模拟起到校正和比对的作用；因此我们首先从测井数据下手，通过地应力计算软件对储层的地应力、泊松比、断裂韧性等参数进行计算分析，建立储层地应力模型之后，将压裂防砂的实际泵注程序导入到软件中进行模拟计算分析，得出模拟裂缝数
据（如图：）
之后将得到的数据跟实际数据进行比对分析：通过多次设定参数进行比对分析，终于在该区块设定合适渗流、摩阻等参数，在该系列参数下，产量的模拟裂缝半缝长126.01m，缝高24.64m，实际裂缝左边134.5m，右边129.8m，缝高26m，模拟数据跟实际数据基本吻合，为下步在T38-10 块的压裂防砂设计施工中打下坚定的基础。
为使在下步施工过程中对参数的优化能更直接方便，我们以T38-201 模型为基础进行了深入的分析研究，成功创立了压裂防砂参数优化理论体系，其中主要包括：（1）优化前置控缝长技术；（2）合理排量控缝高技术；（3）变排量施工提缝宽技术；（4）快提排量增缝高，缓提排量延缝长技术等一系列理论基础，成功的指导了压裂防砂施工中参数的合理调整。
即压裂防砂工艺参数优化主要是从缝长、缝高、缝宽三方面入手，其中缝长主要与前置液用量、提排量的速度有直接关系，缝宽主要与施工排量、提排量的速度有相关关系，缝宽主要与加砂量、变排量施工参数有相关关系。
根据优化理论及现场施工的统计分析，目前压裂防砂工艺的模拟优化主要用在以下几个方面：（1）优化前置液用量（2）预防水窜（3）压开薄互层（4）确定是否采用分层压裂防砂。
（1）优化前置液用量…2013 年下半年T38-10 块产能建设的井全部采用“meyer压裂防砂优化模拟软件”进行优化设计施工。
其中：前置液用量从上半年23.9 方降低到19.5 方，平均单井前置液降低4.4 方；加砂量从24.5 方增加到37.6 方，平均单井增加13.1 方；最高砂比从81.4%增加到86.2%，施工的合理性与成功率明显增加.（2）预防水窜。
通过对储层改造进行模拟预测，及时调整施工参数，避免了窜通水层；如：J29-1 井等上下存在水层的井，采用限排量压裂控缝高技术及变排量提缝宽技术，避免了压窜水层。
（3）压开薄互层。
T38X429 井，上部存在一较大厚度油层，施工过程中为尽可能多的沟通油层，首先通过模拟施工排量压裂模拟，发现在排量2 方/min 的时候，并不能成功沟通上部油层，在排量2.6 方/min 的时候，可以正好连通道上部油层的顶部，因此施工过程中采用了大排量2.6 方/min 的压裂防砂施工，最终根据裂缝检测数据发现，成功沟通上部油层，在保证施工安全的前提下，合理优化调整施工参数，使得压裂防砂的质量得以大幅度提升。
（4）确定是否采用分层压裂防砂。
（图2）
T38X421 井上下储层物性差距较大，通过模拟优化发现，上下储层同时改造难度较大，如果采用笼统压裂防砂的方式，上层的半缝长在达到65.23m 的时候，下层只有30.54m，下层达不到充分改造的目的，因此准备在该层采用分层压裂防砂设计施工改造储层。
经过这一年努力，我厂全年完成压裂防砂47 口井，模拟设计优化20 口井，避免压窜水层4 口井，设计与实际情况符合率达到92.3%，压裂防砂工艺稳居先进水平。
通过多方面探究与应用，形成了自己特有的压裂防砂参数优化理论和优化模板，为压裂防砂设计提供了理论指导。
下步将以T38-10 块二砂组生物灰岩油藏为基础，进行裂缝模型改造，建立“酸化+压裂防砂”双重改造裂缝模型；运用“meyer 压裂防砂软件”进行了储层酸化压
裂防砂工艺模拟及裂缝的优化设计。
“meyer 压裂防砂软件”为压裂防砂工艺参数提供了有力的理论支撑及优化改进方向，为T38-10 块沙一段四砂组开发提供了技术支持，同时即将为T38 块沙一段二砂组的开发提供技术保障。
通过实施的压裂防砂井发现，压裂防砂工艺的施工参数具有较大的优化潜力，因此建议对即将实施压裂防砂的井进行参数优化并在施工过程中进行应用。