页岩气体积压裂缝网模型分析及应用

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新型页岩气井压裂技术及其应用研究

新型页岩气井压裂技术及其应用研究摘要：本文在总结分析页岩气储层的岩性、物性、天然裂缝与力学性质特征的基础上,依据复杂裂缝形成机理,提出了压裂形成复杂缝网、增大改造体积的基本地层条件的观点,归纳了直井和水平井体积压裂改造工艺技术方法等。

关键词：页岩气体积压裂缝网剪切裂缝水压裂监测建议页岩气因其储层渗透率超低、气体赋存状态多样等特点,决定了采用常规的压裂形成单一裂缝的增产改造技术已不能适应页岩气藏的改造,必须探索研究新型的压裂改造技术,方能使其获得经济有效地开发。

一、页岩气基本特征页岩气开采深度普遍小于3000m ，其储层典型特征为：①石英含量大于28%，一般为40%~50%，遭受破坏时会产生复杂的缝网；②页岩气储层致密，孔隙度为4.22%~6.51%，基质渗透率在1.0mD 以下；③页岩微裂缝发育，页岩气在裂缝网络系统不发育情况下，很难成为有效储层；④页岩气有机质丰度高，厚度大，有机碳含量一般大于2%，成熟度为1.4%~3.0%，干酪根以Ⅰ~Ⅱ型为主，有效厚度一般在15~91m ；⑤页岩脆性系数高，容易形成剪切裂缝，如Barnett 页岩杨氏模量为34000~44 000mPa ，泊松比为0.2~0.3 ；⑥页岩气主要有吸附态、溶解态和游离态 3 种赋存状态，其赋存状态要求有大的改造体积，这样才会获得高产。

二、页岩气井体积压裂技术体积压裂是指在水力压裂过程中，使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移，形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络，从而增加改造体积，提高初始产量和最终采收率。

页岩气储层渗透率超低，厚度大，天然裂缝发育，气体主要以吸附态吸附在有机质表面，常规改造形成单一裂缝很难获得好的增产效果。

数值模拟研究表明，页岩气储层改造的体积（SRV ，106 ft3 ；1 ft3 ＝0.028 317m3 ）越大，压后增产效果越好。

但要实现体积改造，除地层要具备体积压裂的基本条件外，压裂改造工艺方法也十分关键。

页岩气藏缝网压裂数值模拟(赵金洲等)PPT模板

响分析
D
5.4.4地层参数对井产量的影
响分析
202X
感谢聆听
A
3.1.1雷诺输送方程
B
3.1.2参考域内的质量守恒方
程
C
3.1.3参考域内的动量守恒方
程
D
3.1.4结构动力学方
程
第3章页岩气藏压裂裂缝模拟方法及应用
3.2流固耦合ALE有限元算法
3.2.1流域边缘处理
3.2.2流域内部处理
3.2.4网格更新
3.2.3网格剖分
第3章页岩气藏压裂裂缝模拟方法及应用
3.3应用分析
3.3.1水平井分段多簇射孔参数
优化
3.3.2页岩气藏压裂复杂裂缝模
拟
05
第4章水力压裂微地震反演研究
第4章水力压裂微地震反演研究
4.1基于模拟退火方法的微地震反演 4.2基于震源力学的微地震反演结果校正 4.3本章小结主要参考文献
第4章水力压裂微地震反演研究
4.1基于模拟退火方法的微地震反演
第1章页岩储层水力裂缝的起裂理论
1.1天然裂缝对水力裂缝起裂的影响
01
1.1.1天然裂缝性岩体的强度特征
0 2 1.1.2天然裂缝性岩体的剪切破裂分析
0 3 1.1.3天然裂缝性岩体的张开破裂分析
第1章页岩储层水力裂缝的起裂理论
1.2页岩储层垂直井的起裂理论
1.2.1射孔孔眼壁面主应力计算
01 2 . 3缝的面力计
算
02 2 . 3 . 2 水力裂缝诱导
应力
04 2 . 3 . 4 裂缝扩展方向
05 2 . 3 . 5 裂缝相互作用
计算分析

威荣深层页岩气体积压裂工艺研究及应用

关键词：深层页岩气；控近扩远；连续加砂；体积压裂
ＤＯＩ：１０．３９６９／Ｊ．ＩＳＳＮ．１００６－７６８Ｘ．２０１９．０４．１９
国内外普遍认为埋深超过３５００ｍ的页岩气为深层页岩气，由于其埋深导致的压裂施工难度及成本远大于浅层页岩气，使得深层页岩气未实现工业化开发。中石化威荣页岩气田埋深３６００～３９００ｍ，纵向上发育９套页岩气储层，优质页岩储层为１～５号层，厚度３５．５～４６．６ｍ，储层孔隙度为４％～６．６％，ＴＯＣ为２．２％～４．０％，Ｒｏ为２．０％～２．６％，含气量为２．５６～４．８８ｔ／ｍ３，地压系数为１．９ＭＰａ／ｍ３左右。与邻区及焦石坝等投入开发的页岩气区块对比，该区的基本地质条件与之相当，但储层埋深导致人工裂缝复杂程度低、缝长短、支撑裂缝有效性差，使得控制储量较低，无法实现商业突破［１－５］。
第４２卷第４期
钻采工艺
Ｖｏｌ４２Ｎｏ４
ＤＲＩＬＬＩＮＧ＆ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
开采工艺
·６７·
威荣深层页岩气体积压裂工艺研究及应用
林永茂，王兴文，刘斌
（中石化西南油气分公司石油工程技术研究院）
林永茂等．威荣深层页岩气体积压裂工艺研究及应用．钻采工艺，２０１９，４２（４）：６７－６９，１１６摘要：中石化威荣页岩气田埋深３６００～３９００ｍ，优质页岩储层厚度为３５．５～４６．６ｍ，孔隙度为４％～
１．深层页岩气压裂改造难点（１）储层两向应力差大，难以形成复杂缝网。
威荣页岩气两向应力差异系数为０．０８～０．１２，虽然不大，但其绝对值相差较大，为６．７～１６ＭＰａ，打碎储层形成复杂缝网的难度相对较大。

页岩气藏体积压裂评价及产能模拟研究

随着全球石油和天然气需求的不断增加，非常规油气资源越来越受到人们的。其中，页岩气作为一种非常规天然气资源，因其储量丰富、开采寿命长等特点，已经成为国内外研究的热点。本次演示旨在探讨页岩储层体积压裂产能数值模拟研究的关键问题，以期为页岩油气开发提供理论支持和实践指导。
在国内外学者的研究中，页岩储层体积压裂产能的研究已经取得了一定的成果。然而，由于页岩储层的复杂性和不确定性，仍存在许多挑战和问题需要解决。其中，如何准确预测体积压裂对产能的影响是关键问题之一。因此，本次演示将重点探讨这个问题，并提出相应的解决方案。
页岩气藏体积压裂评价及产能模拟研究
01 一、引言
目录
02 二、研究现状分析
03 三、重要结论
04
四、未来研究方向和建议
05 参考内容
随着全球能源需求的不断增长，页岩气作为一种清洁、高效的能源资源，逐渐受到各国政府的重视和青睐。页岩气藏的体积压裂评价和产能模拟研究是实现页岩气高效开发的关键环节。本次演示将就这两个方面的研究现状和发展趋势进行分析和探讨。
影响渗流的主要因素包括：
1、多孔介质特性：多孔介质的孔隙结构、岩石颗粒的大小和形状Hale Waihona Puke 颗粒间的连通性等因素都会影响渗流。
2、流体性质：流体的黏度、密度、表面张力等性质也会影响渗流。 3、储层压力：储层压力的高低直接影响到流体的流动能力和方向。
4、温度：温度会影响流体的黏度和岩石的渗透性，进而影响渗流。
1、体积压裂评价方面：进一步深化数值模拟方法的研究与应用，通过精细化建模和模拟算法的优化，提高模拟结果的精确度和可信度。同时，结合地球物理探测技术，可以更好地揭示裂缝的分布和形态。
2、产能模拟方面：针对不同类型页岩气藏的特点，研究和比较各类产能预测模型的适用性和精度，为实际生产提供有效的决策支持。此外，应充分考虑实际生产过程中储层参数的变化以及采收率的影响，提高产能预测的准确性。

211250845_四川盆地页岩气立体开发缝控压裂技术应用

井号
层位
龙一１４上
龙一１４下＋龙一１３上
导眼井１
龙一１３下
龙一１２
龙一１１
五峰组
脆性指数／％
Ⅰ类储层厚度／
ｍ
５１０
５５０
３１０
６５００
３０７
３９５
３９０
１４２
龙一１４下＋龙一１３上
导眼井２
ＴＯＣ／％
６０７
龙一１１
上部的龙马溪组龙一１亚段，根据近年来页岩气勘
探开发经验，又将龙一１亚段自下而上分为４个小
层，该次主要研究龙一１１、龙一１３、龙一１４小层的立
体开发可行性。纵向上，龙一１亚段ＴＯＣ从上至下
逐渐增加，龙一１１小层ＴＯＣ最高；平面上，龙一１１
小层ＴＯＣ为４８％～６５％，由北向南逐渐减小。纵
控压裂技术对新井进行储层改造，以探索该区块立体开发的可行性。结果表明：密布缝技术可
增大簇间诱导应力，水力裂缝扩展路径更复杂，综合考虑年产气量和施工成本，最优簇间距为
１０ｍ左右；暂堵转向技术有利于提高采收率，当注入５０％总液量时投入暂堵材料，多簇裂缝延
伸扩展最为均匀；多功能一体化压裂液能达到真正意义上的无级变黏，变黏液体的交替注入，
度为２８ｍ，比龙一１１小层（５９ｍ）薄。龙一１４小
层底部至龙一１３小层顶部孔隙度（５８％）、ＴＯＣ
（３１％）、总含气量（５３ｍ３／ｔ）和脆性矿物含量
（６１％）均达到Ⅰ类储层标准［１１－１３］（表１）。

页岩油水平井体积压裂缝网波及体积评价新方法及应用

2 体积压裂缝网形态表征
征矿场尺度缝网波及体积,同时页岩油发育多尺度微纳米孔隙[22-23] ,压裂液在储层孔隙中的渗吸波及体积是影响油水置换效率和稳产能力的重要因素[24-25] , 矿场尺度尚无表征方法[26-34] 。因此, 基于矿场数据,耦合关键地质工程参数,建立缝网改造体积预测模型,并利用多尺度孔隙渗吸模型定量表征缝网渗吸体积,进而得到适合盆地页岩油缝网波及体积计算方法,以期为同类非常规储层高效开
以室内实验结论为基础,收集了庆城油田 35 口水平井 366 段体积压裂单段和全井段微地震监测数据,典型井监测结果如图 3 所示( 图中不同颜色的圆点表示不同压裂段裂缝扩展信号微地震监测事件点)。综合室内真三轴水力压裂物理模拟实验及微地震监测数据可知,研究区体积改造裂缝总体呈现条带状缝网形态,形态类似“ 仙人掌” 。
事非常规油气储层改造方面的研究与管理工作。通讯作者:陶亮(1986—) ,男,工程师,2010 年毕业于东北石油大学石油工程专业,2019 年毕业于西南石油大学油气田开发工程专业,获博士学位,现主要
从事非常规油气储层改造方面的研究工作。
1 28
特种油气藏
第 30 卷
0 引言
中国页岩 73小层以泥页岩为主,是风险勘探攻关试验的主要目标[5] 。
盆地页岩储层埋深为 1 600 ~ 2 200 m,基质渗透率为 0. 11 ~ 0. 14 mD,孔隙度为 6% ~ 12%,含油饱和度为 67. 7% ~ 72. 4%,压力系数为 0. 77 ~ 0. 84。研究区页岩油样品脆性指数主要为 35. 0% ~ 45. 0%,平均为 43. 3%, 水平应力差主要为 4. 0 ~ 6. 0 MPa,平均为 5. 1 MPa。对比北美二叠盆地和中国其他页岩油储层,研究区页岩油储层具有岩石脆性指数低和水平应力差相对较高的特点[21] 。

体积压裂与缝网压裂技术课件

800 200 100 360 72 2000 400 300 50
四、 DB22-3缝网压裂设计要点
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）
四、 DB22-3缝网压裂设计要点
四、 DB22-3缝网压裂设计要点 DB22-3井q412层测试压裂施工工序表
2吨/天，稳定产量基本不变。
MI Energy Corporation
根据岩心观察本区张裂缝占29.
该目支井前撑1体剂1步积单月压井3日裂用压改量施后造为工返水6时0排间平～，井19自段0喷长m排D一3B液般，226可1-430达井70方到工q目4（11（20自号00喷0.层—返主排2排压0量0率裂03施米3工.，支工分撑序段剂表10段表—22-10段，直井压裂5层—10层。
体积压裂与缝网压裂技术
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
MI Energy Corporation
一、体积压裂
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。
应力差1就5 要更小些12。.5
358.0
冻胶
4.0
50.0
1892.7
2兆帕、停泵压力17. 体积压1裂6 与缝网压10裂.3 技术 368.3

页岩气压裂复杂缝网形成条件及方法

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ᔧT
ᯊ᳔᳝໻ؐˈ᳔໻ؐЎ V H V h Ǆ
山东
东营
257000
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0 fracture complexity. The technologies in favor of the formation of complex fracture network are proposed and are verified by fracturing V H V h Pmax ᯊ᳔᳝໻ؐ,᳔໻ؐ Pmax Ў ᔧT 2 Kf and micro seismic monitoring in a shale gas well.
p net ª E ' 4 ª PQL º K IC º 4 v« 4 « » 4 » ¬ H 0 ¬ E' ¼ H 0 ¼
1
2 形成缝网的力学条件
对压裂Байду номын сангаас程中天然裂缝开启的力学条件进行分析见图1。
（5）
3 有利于形成复杂缝网的工程技术
储层的地质因素是决定压裂过程中能否形成复杂缝的根本，岩石脆性越强、天然裂缝越发育，越容易形成缝网。但通过优选适合的工艺，也可以起到形成复杂缝并增加复杂程度的作用 1 cos 2T
3）页岩气压裂采用低粘度减阻水，增大滤失，沟通尽可能多的天然裂缝，使储层里形成复杂的裂缝网络结构（简称：缝网）[1]。裂缝越复杂，储层改造体积（SRV）越大，压裂后井的产能越高。因此，优选合适的工艺，增加裂缝的复杂程度，对于页岩气的高效动用开发具有重要的意义。主应力，MPa；pi为地层初始孔隙压力，MPa；pf为地层破裂压力，MPa；St为岩石的抗张强度，MPa。缝内净压力主要受储层特征及人为因素两方面控制，储层特征包括：杨氏模量、泊松比、地层水平应力及垂向应力、断裂韧性等。人为因素包括：排量、压裂液粘度、摩阻、平均砂比和裂缝封堵情况等。

体积压裂复杂裂缝网络模拟研究及应用分析-中文终稿(NXPowerLite)

第九页，共32页。
1、体积压裂改造的储层条件分析
（杨3氏）岩模石量力较学高特、征泊松比较低的地层脆性强，天然缝较为发育，且易发生断裂。
第十页，共32页。
1、体积压裂改造的储层条件分析
（4）地应力状况
适当的地应力条件，是形成复杂裂缝网络的有利条件。
（5）天然裂缝
存在天然裂缝是形成复杂缝网的充分条件。天然缝发育状况、几何尺寸、空间位置决定分支缝的起裂和延伸情况。大量的天然缝存在，滤失大，需要液量大、排量大（国外页岩气压裂单段使用液量达到7000m3，排量达到21m3/min）。
②即使储层具有天然缝，在地应力变化剧烈（应力差较大）或者是施工参数变化（
排量较小）时，也不一定会形成裂缝网络。
第二十七页，共32页。
5、体积压裂复杂裂缝延伸数学模型研究
天然裂缝的条数、分布密度、物性参数的非均质性将使得分支裂缝起裂与延
3）伸复计杂算裂更缝加困网难络。模拟计算难点
当多条分支缝同时开启和扩展时，对每条裂缝几何尺寸的计算将使得模拟难度和计
5、体积压裂复杂裂缝延伸结果分析
1）裂缝延伸角水变平地化应关力系相等，延
伸角不受缝内净压影响。
净压力增加，延伸角变小
应力差增加，延伸角增大。
第二十页，共32页。
MPa
5、体积压裂复杂裂缝延伸结果分析
2）裂缝延伸压力变化关系
延伸所需净压力（
）
延伸净压力随裂缝半径增大而减小；夹角对延伸净压力影响较小。
复合型裂缝起裂与延伸判定准则
裂缝面法线与X轴
↗
夹角
↘
↗
地应力差
↘
↗
裂缝半径
↘
↗
缝内实际压力

胜利油田页岩油气藏体积压裂工艺的应用及探索—以樊页平1井的开发为例

胜利油田页岩油气藏体积压裂工艺的应用及探索 —以樊页平1井的开发为例发布时间：2021-09-13T01:49:46.667Z 来源：《工程管理前沿》2021年第13期作者：刘军杰1，刘长1，王勇1，万明慧2，马琳1，田杰1 [导读] 我国页岩油气资源丰富，勘探开发潜力大，近年来胜利油田响应国家号召，将非常规页岩油气资源的勘探与开发提上议程。

刘军杰1，刘长1，王勇1，万明慧2，马琳1，田杰11.胜利油田分公司石油工程监督中心，山东东营；2.钻井工艺研究院，山东东营摘要：我国页岩油气资源丰富，勘探开发潜力大，近年来胜利油田响应国家号召，将非常规页岩油气资源的勘探与开发提上议程。

通过借鉴美国页岩油革命和四川页岩气开发的成功经验，优选胜利油区甜点稳定连续，岩性物性、含油性强的页岩油区块开展水平井分段压裂先导试验，现场采用可溶桥塞射孔联作工艺、限流射孔理论、低成本现场混配压裂液体系和组合粒径支撑剂技术进行压裂改造。

同时针对该区块施工压力高、加砂困难的特点，不断探索改进压裂施工工艺，总结砂堵处理经验，针对性开展适合本区快的压裂改造方案。

经过体积压裂改造，樊页平1井8mm油嘴放喷制度下日产油202m3/d，日产气1.6×104m3/d，实现胜利页岩油Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类储层的有效突破，对胜利油田的储量接替和建设百年胜利而言具有重要意义[1-3]。

关键字：胜利油田页岩油体积压裂水平井甜点1资源与地质特征1 地质特征樊页平1井构造上位于济阳坳陷东营凹陷博兴洼陷樊119鼻状构造带北部，本区沙四上纯上亚段页岩油储层比较发育，导眼井与邻井小层对比显示，该区甜点连续稳定，中高程度演化，属于碳酸盐岩夹层型页岩油藏。

2 油气藏条件通过对测井曲线进行分析发现，该井存在灰岩含量高，孔渗条件差，泥质含量偏高的特点，脆性指数在0.35-0.45之间。

通过对不同岩相的烃源岩、含油性、储集性和脆性特征做进一步分析，将樊页平1井划分成72个油气层，其中Ⅰ类层195m/8层，Ⅱ类层722m/27层，Ⅲ类层1183m/37层。

页岩气压裂数值模型分析

作者简介：张士诚，１９６３年生，教授，博士生导师，本刊第七届编委会委员；长期从事采油工程理论与技术、油气渗流理论与应用的教学与研究工作。

地址：（１０２２４９）北京市昌平区府学路１８号。

电话：（０１０）８９７３３０４７。

Ｅ‐ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｓｃ＠ｃｕｐ．ｅｄｕ．ｃｎ页岩气压裂数值模型分析张士诚１　牟松茹１　崔勇２１．中国石油大学（北京）石油工程教育部重点实验室　２．中国石油海外勘探开发公司张士诚等．页岩气压裂数值模型分析．天然气工业，２０１１，３１（１２）：８１‐８４．摘　要　水力压裂和水平井开采是页岩气开发的主要技术，在我国尚处在工业试验阶段，存在很多技术瓶颈。

在总结分析了页岩气压裂的特点基础上，探讨了网状裂缝形成的主控因素及裂缝扩展模型、产能预测模型的类型以及优缺点。

结果认为，特殊的赋存生产机理、复杂的裂缝形态和多尺度的渗流模式是页岩气压裂的主要特点，其目的是形成网状裂缝，扩大储层改造体积；网状裂缝的形成主要受天然裂缝与人工裂缝的夹角、水平主应力差和岩石的脆性等因素的控制。

页岩气压裂产能预测模型面临的主要问题是裂缝形态的模拟和气体流态的描述，主要有非常规裂缝模型、离散裂缝模型和双重介质模型等，这些模型和方法在一定程度上表征了页岩气压裂裂缝形态和渗流特点，但没有考虑不规则的裂缝形态等。

关键词　页岩气　开发　压裂（岩石）　裂缝扩展模型　产能预测模型　渗流　特点ＤＯＩ：１０．３７８７／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００‐０９７６．２０１１．１２．０１４１　页岩气藏的特点１．１　特殊的赋存生产机理页岩既是烃源岩又是储集层，就近赋存是页岩气成藏的特点。

页岩气的赋存方式多样，游离方式、吸附状态和溶解状态并存。

总体上主要以游离气和吸附气为主，吸附状态天然气的含量变化介于２０％～８５％。

目前认为页岩气的产出分为３个阶段：①在压降的作用下，基质系统中的页岩气在基质表面进行解吸附；②在浓度差的作用下，页岩气由基质系统向裂缝系统进行扩散；③在流动势的作用下，页岩气通过裂缝系统流向生产井筒。

页岩气藏缝网压裂储层改造体积模拟与矿场实践(赵金洲,任岚,林然著)PPT模板

页岩气藏缝网压裂储层改造体积模拟与矿场实践(赵金洲,任岚,林然著)
演讲人
202X-11-11
目录
1
第1章绪论
2
第2章目前SRV评价技术与方法
3
第3章地质模型建立
4
第4章离散随机天然裂缝模型
5
第5章水力裂缝延伸模拟
6
第6章多物理场耦合计算
7
第7章SRV动态表征方法与矿场实例应用分析
01
第1章绪论
4.3.1天然裂缝破坏状态对渗透率的影响
4.3.2天然裂缝产状对渗透率各向异性的影响
4.3.3天然裂缝破坏对储层表观渗透率的影响
05
第5章水力裂缝延伸模拟
第5章水力裂缝延伸模拟
01
5.1物质平衡方程
02
5.2缝内流动方程
03
5.3裂缝转向方程
04
5.4流量分配方程
05
5.5计算实例
6.3页岩压裂地层温度场变化机理与模型
6.3.1能量方程
6.3.2数值方法求解
6.3.3计算实例
07
第7章SRV动态表征方法与矿场实例应用分析
7.1页岩水平井压裂SRV动态表征方法的建立与应用
7.1.1页岩水平井压裂SRV动态表征方法与计算流程 7.1.2页岩水平井压裂SRV动态表征方法应用实例
06
5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ6本章小结
单击此处添加标题
单击此处添加文本具体内容，简明扼要的阐述您的观点。根据需要可酌情增减文字，以便观者准确的理解您传达的思想。
第5章水力裂缝延伸模拟
参考文献
第5章水力裂缝延伸模拟
5.4流量分配方程
5.4.1沿程压降

体积压裂技术在石油开发中的应用

根据相关统计，发现我国低渗低压油气藏占量非常多，实现对其的开采和利用，能够有效缓解我国目前石油资源的紧张局面，该类石油开发存在一定难度，可以在开发当中积极应用体积压裂技术，全面提高石油开发效率。

一、体积压裂技术概述常规压裂增产理念主要是在压裂时抑制次生裂缝的扩展，主要形成一条主裂缝，产能源自裂缝的高渗流能力；体积压裂与常规压裂改造理念相反，压裂时通过各种工艺形成更多的裂缝，沟通更大的渗流区域，充分发挥主裂缝和天然裂缝增产优势。

当水力压裂时人工裂缝中产生的裂缝延伸净压力大于储层本身存在的最大最小应力差值，以及储层天然裂缝或者胶结面张开需要的临界压力时，人工裂缝就有极大机会在储层中出现多个分支缝，人工主裂缝和分支缝相互穿过，扭曲，交叉，形成初步的缝网结构。

这种结构类似与多裂缝形态，但比多裂缝稍显复杂，缝网仍然以主裂缝为主体，分支缝分布在主裂缝周围。

当主裂缝延伸一定长度以后，其缝内净压力小于应力差时，其分支裂缝会闭合，或者张开一些与主裂缝成一定角度的分支缝，裂缝形态会回归到主裂缝形态。

形成的这种主裂缝与分支缝不断交错分布的裂缝形态就叫做缝网，实现这种裂缝形态的压裂技术被称作体积压裂技术。

二、体积压裂技术在石油开发中的应用1.裂缝封堵压裂技术裂缝封堵技术包括缝内封堵以及缝口封堵。

缝内封堵与“端部脱砂”压裂技术核心机理类似，均是通过一定的裂缝封堵来增加裂缝中的净压力。

缝内封堵相对更加注重微观，天然裂缝发育储层，压裂时一般会开启多条裂缝并同时延伸，裂缝之间相互作用，裂缝狭窄，不利于加砂压裂提高砂比，对支撑剂颗粒大小要求较高，同时还增加了液体的滤失作用。

其一般采用粉砂或者缝内暂堵剂对主裂缝进行封堵，缝内净压力逐渐升高，达到一定程度便可改变原有裂缝走向，产生分支裂缝。

采用缝内暂堵进行缝网压裂时，缝网系统由人工主裂缝与天然裂缝或弱面形成的次生网络组成。

缝口封堵，常常也叫缝口暂堵压裂，其技术伴随着多簇射孔压裂而发展，通过北美页岩气生产测井分析，大约50%的射孔簇无效，29%的射孔簇低效，而21%的射孔簇贡献了70%的产量。

页岩气“体积压裂”技术与应用

２０１３年１０月出版
目前最新文献报道表明：页岩气水平井的水
平段越来越长，平均１２００—２２００ｍ；改造段数越来越多，平均１Ｏ～２５段；段间距越来越短，平均
绕原始裂缝的最大、最小水平应力发生应力反转，则重复
进行了区别和总结（表１）。
与作用进行了相应的阐述，其定义如下：通过压裂的方式对储层实施改造，在形成一条或多条主裂缝的
表１裂缝性储层传统压裂与体积压裂对比
天然裂缝存在与否、方位、产状及数量直接影响到压裂裂缝网络的形成，而天然裂缝中是否含有充填物对形成复杂缝网起着关键作用。在 “ 体积压裂”
关键词页岩气
体引言
据Ｃ．Ｒ．Ｖａｎｏｒｓｄａｅｌ（１９９１）对密歇根盆地Ａｎｔｒｉｍ
同时，通过分段多簇射孔、高排量、大液量、低黏液体、以及转向材料及技术的应用，实现对天然裂缝、岩石
层理的沟通，以及在主裂缝的侧向强制形成次生裂缝，并在次生裂缝上继续分枝形成二级次生裂缝，以此类推。让主裂缝与多级次生裂缝交织形成裂缝网络系统，将有效储集体 “ 打碎 ” ，使裂缝壁面与基质的接触面积最大，使得油气从任意方向的基质向裂缝的渗流距离最短，极大地提高储层整体渗透率，实现对

体积压裂技术的研究与应用

体积压裂技术的研究与应用摘要：对于低渗油藏，由于此类型的储油层密度高，渗透率较低，所以就不能使用常规的压裂形成单一裂缝的增产改造措施，因为此措施不能达到商业的开采价值，因而为了提升其商业开采价值就要探索新的压裂改造技术。

在国内提出了体积压裂改造超低渗油藏的设想，其根据是参考国外的页岩气体积压裂技术。

国内通过体积压裂的方法在靖安油田初次实验及应用。

经实践后得出，虽然低渗油藏储层致密、渗透率低，但是在经体积压裂后，其形成了复杂缝网和增大改造体积，这样不仅在初期油量产出大，而且给与后期稳产极大支持。

关键词：低渗致密增产改造体积压裂缝网一、体积压裂作用机理“体积压裂”顾名思义，就是指将可以进行渗流的有效储集体通过压裂的方法“打碎”，这样就形成了一个网络裂缝，通过这样的压裂方式能使储层基质与裂缝壁面的接触面积达到最大化，使得油气可以从任何方向渗流到裂缝的距离最短化，将储层整体渗透率提高到一定的程度，从而使储层可以实现长、宽、高三维立体方向的改造。

在工程的施工过程中，通过（1）低猫液体（2）大液量（3）高排量这三项，加以转向技术及材料的应用的辅助，利用直井分层压裂技术和水平井分段改造技术等手段，可以将裂缝网络系统形成规模最大化，储层动用率就会相应的提高，从而提高非常规油气藏采收率。

二、体积压裂的技术特征2.1 体积压裂改造的条件（1）地层有天然的裂缝且发育良好；（2）岩石中硅质成分含量高，容易在高压下产生裂缝。

岩石在压裂过程中容易产生剪切力破坏，不是形成单一的裂缝，而是有利于形成复杂的网状裂缝，从而提高裂缝密度增加缝隙体积；（3）较小的敏感力度，适用于大型的滑溜水压裂。

较弱的水敏地层，有利于提高压裂液的用液规模，同时使用滑溜水压裂，滑溜水黏度低，可以进入天然裂缝中，迫使天然裂缝延展距离增加缝隙体积，扩大了改造体积。

2.2 体积压裂改造技术国内常用的体积压裂技术是滑溜水大型压裂技术。

体积压裂工艺有两个特征。

第一“两大”：大排量、大液量。

体积压裂的原理和应用

体积压裂的原理和应用一、引言体积压裂（Volume Fracturing）是一种常用于岩石裂缝间隙的强制增大和扩展的工程技术。

它通过将高压液体注入岩层，迫使裂缝张开和扩展，从而提高油气储集层的渗透性，促进油气的流动和采收。

体积压裂已经成为油田开发的重要手段之一，本文将介绍体积压裂的原理和应用。

二、体积压裂的原理体积压裂是基于岩石力学原理和流体动力学原理的工程技术。

它的工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 创建裂缝体积压裂首先需要通过注入高压液体来创建裂缝。

在注入过程中，液体通过高压泵将岩层内的裂缝张开和扩展。

这种高压注入的作用类似于在地下岩石中施加巨大的压力，从而使岩石发生破裂和裂缝。

2. 砂类介质注入在裂缝形成后，需要将砂类介质注入其中。

通过注入砂类介质，可以防止裂缝在压力释放后闭合。

砂类介质具有较高的颗粒度和流动性，可以在裂缝中填充，增加渗透性，促进油气的流动。

3. 压力释放在创建裂缝和注入砂类介质后，需要逐渐释放压力。

当压力释放时，裂缝中的砂类介质会保持裂缝张开状态，从而形成一条可供油气流动的通道。

三、体积压裂的应用体积压裂广泛应用于油气田开发中，其主要应用包括：1. 增加油气产量体积压裂可以通过扩大油气储集层中的裂缝和通道，增加储集层与井筒之间的渗透性，提高油气的产量。

通过体积压裂，可以使原本无法开采的低渗透性储层具备经济开发的潜力。

2. 增加油气储量体积压裂可以改善储集层的渗透性，提高油气的开采效率。

在一些含气或含油岩层中，由于岩石的裂缝狭小，无法有效采收储量。

通过体积压裂，可以扩大裂缝，提高岩石的渗透性，从而增加油气储量。

3. 增加注水效果体积压裂不仅可以应用于增加油气产量，还可以应用于改善注水效果。

在一些含水层的油田中，为了提高采油效果，需要通过注水来增加储层的压力。

通过体积压裂，可以增加注水井与储集层之间的渗透性，提高注水效果。

4. 油气储层评价体积压裂可以用于油气储层的评价。

通过对岩石进行体积压裂实验，可以评估岩石的裂缝发育程度、渗透性和强度等参数，为油田的勘探和开发提供重要的依据。

体积压裂在美国Barnett页岩应用

井D微地震监测的纵向剖面图
Barnett页岩人工裂缝的复杂性
影响裂缝系统容积的因素
• Barnett页岩的物理性质 • Barnett页岩上下石灰岩层性质 • 可能发生的应力变化
Barnett页岩裂缝改造体积情况
井E微地震监测的纵向剖面图
Barnett页岩裂缝的容积情况
井E微地震监测的裂缝发育特征曲线
Barnett页岩人工裂缝的复杂性
距离与震级的关系函数
Barnett页岩人工裂缝的复杂性
井B的增产措施平面图
Barnett页岩人工裂缝的复杂性
井C性
裂缝方向影响因素：（1）地应力方向（2）原始地层构造（3）储层是否衰竭
Barnett页岩人工裂缝的复杂性
谢谢！
Barnett页岩人工压裂复杂裂缝
一、 Barnett页岩人工裂缝的复杂性二、 Barnett页岩裂缝改造体积情况三、 Barnett页岩作业井的产能四、裂缝映像技术五、微地震监测复杂裂缝六、总结
Barnett页岩人工裂缝的复杂性
井A(a)80min(b)130min(c)190min(d)处理结束
Barnett页岩裂缝改造体积情况
Upper barnett
Lower barnett
Barnett页岩增产设计优化裂缝形状
井F微地震监测平面图3个阶段1-绿色 2-棕色 3-红色
Barnett页岩作业井的产能
A井
Barnett页岩作业井的产能
B井
Barnett页岩作业井的产能
C井
裂缝映像技术
裂缝映像技术
人工裂缝的变化形式
裂缝映像技术
微地震监测模拟图
微地震监测复杂裂缝
人工裂缝（NE/SW) 天然裂缝（NW/SE）

页岩气井水力压裂及其应用分析PPT

有待进一步实践，且在页岩气开发初期尤其是在勘探阶段井眼稀疏，并不适用
汇报提纲
概述
页岩气井水力压裂技术水力压裂技术应用分析
结论
水力压裂储层因素
页岩储层水力压裂影响因素
1、地质条件 2、天然裂缝系统
地质因素
3、矿物成分及含量
4、岩石力学性质 5、地应力情况 6、压裂液配制
储层因素
工程因素
美国页岩气压裂增产措施的发展历程
20世纪70年代，美国的经营者对东部泥盆纪页岩气ห้องสมุดไป่ตู้发中曾采用裸眼完
井、硝化甘油爆炸增产技术来提高天然气的采收率;
20世纪80年代使用高能气体压裂以及氮气泡沫压裂，使得页岩气产量提高了3~4倍；进入21世纪后，随着水力压裂、水平井分段压裂、重复压裂及平行压裂等新技术的运用和推广，极大地改善了页岩气井的生产动态与增产作业效果，页岩气单井产量增长显著，极大地促进了页岩气的快速发展。
概述
直井 + 泡沫压裂
1981~1985
直井 + 交联冻胶压裂
1985~1997
直井 + 清水压裂
1997~现今
清水压裂 + 重复压裂
Barnett页岩开发基本方式
1999~现今
水平井+清水压裂+同步压裂
2006~现今
汇报提纲
概述
页岩气井水力压裂技术水力压裂技术应用分析
结论
概述
页岩气（Shale gas）是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附或游离
水力压裂储层因素
1、天然裂缝系统
对页岩储层来说，裂缝系统既是气体的主要储存空间，也是渗流的主
要通道，对页岩气开发来说，裂缝系统是压裂液进入储层的主要通道。天然裂缝的发育程度是影响页岩气开采效益的直接因素，因此页岩气水力压

页岩气压裂液研究与应用.pdf

页岩气压裂液研究与应用汇报人：卢拥军中国石油勘探开发研究院廊坊分院2011年9月页岩气储层特点分析页岩气改造对压裂液的要求页岩气压裂液配方研究与性能分析压裂液在页岩气藏的现场试验压裂液认识与建议n形成主裂缝，延伸井眼作用距离•90%以上的页岩气井需要压裂沟通天然裂缝和压碎基质，获得工业产能大规模体积改造是提高页岩气产量的有效方法n水平井分段压裂技术---提高单井产量页岩气储层特点分析页岩气改造对压裂液的要求页岩气压裂液配方研究与性能分析压裂液在页岩气藏的现场试验压裂液认识与建议页岩气用压裂液体系滑溜水压裂液弱交联冻胶强交联冻胶页岩气储层特点分析压裂液在页岩气藏的现场试验压裂液认识与建议Philips公司：E150改善液体与页岩的润湿性廊坊滑溜水压裂液：2.流变性能RS控制应力流变仪FA溶液的黏度随浓度的增大而增大；且随剪切速率的增大而减小，具有剪切变稀的特点。

对质量浓度为0.03%～0.20%的FA溶液，可用幂律模型表征黏度曲线，计算值和实验值吻和良好，线性相关系数大于0.95，因此溶液可视为幂律流体。

随着FA浓度的增大，稠度系数k增大，流动指数n逐渐减小，越来越偏离1，说明非牛顿流体特性越来越强。

剪切后：BJ、FA30、不同滑溜水压裂液剪切稳定性对比页岩气压裂液配方研究与性能分析4.摩阻评价压裂液摩阻回路装置降阻效果分析5.低吸附特征全自动张力仪岩心吸附量g/cm30.47290.22910.18246.残渣及储层损害实验Model6100岩心损害实验仪0.08%FA30减阻剂浸泡环境扫描电镜与能谱组合测试系统页岩气储层特点分析压裂液在页岩气藏的现场试验压裂液认识与建议液体配制过程简单液体均匀、没有“鱼眼”/min时套压为63MPa，u 压裂液回收再利用可行性研究地层返排液压裂液总矿化度7199mg/l 水型：NaHCO 3页岩气储层特点分析页岩气改造对压裂液的要求页岩气压裂液配方研究与性能分析压裂液在页岩气藏的现场试验压裂液认识与建议Thank you for your Attention . ..敬请各位领导、专家批评指正！谢谢大家！。

深层页岩气地质工程一体化体积压裂关键技术及应用王力

深层页岩气地质工程一体化体积压裂关键技术及应用王力发布时间：2022-11-02T07:42:11.540Z 来源：《新潮·建筑与设计》2022年6期作者：王力[导读] 页岩气作为我国一种可采储量丰富的清洁能源，其开采早已成为我国的战略任务，为缓解对清洁能源的紧张需求，我国对页岩气的开采更加迫切。

钻前工程能否保质、按时完成是制约页岩气开采的重要因素，但传统现浇方井施工工序繁琐、工期过长、受天气影响较大。

装配式方井作为一种新型页岩气方井结构，在构件质量、施工工序、施工工期及环保等方面均相较于传统现浇方井更具有优势，具有良好的工程特性，在钻前工程中具有广阔的应用前景。

徐州万源地质矿产研究有限公司江苏省徐州市 221000摘要：页岩气作为我国一种可采储量丰富的清洁能源，其开采早已成为我国的战略任务，为缓解对清洁能源的紧张需求，我国对页岩气的开采更加迫切。

钻前工程能否保质、按时完成是制约页岩气开采的重要因素，但传统现浇方井施工工序繁琐、工期过长、受天气影响较大。

关键词：深层页；岩气地质工程；一体化；体积压裂技术引言盆地页岩气和致密砂岩气储层与北美相比，普遍具有地质年代老、埋深大、构造和区域应力场复杂、微裂缝发育、储层品质和含气性非均质性较强，页岩气和致密砂岩气资源丰富但分割性强，盆地内探井测试无法获得工业气流现象突出，相邻或同一区块探井或评价井压裂产量差异大，主要原因是甜点的裂缝和应力等地质和工程关键参数的三维定量预测精度不够，针对甜点的压裂优化设计和布缝、控缝定量模拟计算技术和手段欠缺。

另外，虽然页岩气与致密气在宏观上均呈现大面积连片分布特征，但致密气储层具有更强的非均质性，页岩优质层段集中分布，而致密气优质甜点具有层薄和多层分散分布的特点。