水力压裂端部防砂技术

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油井作业压裂酸化及防砂堵水技术探析

油井作业压裂酸化及防砂堵水技术探析【摘要】本文探讨了油井作业中压裂、酸化和防砂堵水技术的应用及其综合应用。

首先介绍了这些技术在油井作业中的重要性和应用场景。

接着分别详细分析了压裂、酸化和防砂堵水技术的工作原理和操作流程，并探讨了它们的优势和未来发展趋势。

特别就压裂酸化和防砂堵水技术的综合应用进行了深入讨论，强调了这种组合技术在提高油井产能和延长井寿命方面的重要性。

结论部分总结了这些技术在油井作业中的实际价值，并展望了未来的研究方向，为油田开发提供了借鉴和指导。

通过本文的分析，读者可以全面了解压裂酸化及防砂堵水技术在油井作业中的应用及价值，为油田开发提供技术支持和指导。

【关键词】油井作业、压裂、酸化、防砂堵水、技术、价值、发展趋势、研究方向1. 引言1.1 研究背景油井作业是油田开发过程中的重要环节，而压裂酸化及防砂堵水技术是油井作业中常用的关键技术。

随着我国油田勘探和开发的不断深入，对油井作业技术的要求也越来越高。

压裂技术可以有效提高油井产能，酸化技术可以改善油气藏的渗透性，防砂堵水技术可以防止井底垃圾堵塞井眼，其综合应用效果更为显著。

对压裂酸化及防砂堵水技术进行深入研究和探索，对提高油井产量、延长油田寿命具有重要意义。

随着我国油田勘探的不断深入，对于技术的持续创新和发展也提出了更高要求。

对压裂酸化及防砂堵水技术的技术优势和发展趋势进行探讨，有助于指导未来的油田作业实践和技术创新。

1.2 研究意义石油资源是国民经济的重要支撑，而油井作业中的压裂酸化及防砂堵水技术则是提高油井产能和延长油田寿命的重要手段。

研究这些技术的意义在于深入挖掘油井的潜力，提高油田的采收率，为国内能源安全和资源可持续利用做出贡献。

压裂技术可以有效提高油井的开采效率，增加产量，帮助开发难采油气资源。

酸化技术可以改善井底岩石的渗透性，促进油气流向井口，提高采收率。

防砂堵水技术可以有效解决油井中的砂堵和水淹问题，保证油气的正常生产。

讲课：压裂防砂

压裂防砂工艺技术一、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。

为什么压裂防砂如此受到市场青睐，发展如此迅猛呢？下面就其发展历程及形成背景做一简单回顾。

1、传统的防砂方法的缺陷二十世纪以来，伴随石油工业的高速发展，各类防砂方法/技术应运而生，日趋成熟，在疏松砂岩油气藏的开发过程中发挥了巨大的作用。

不管是机械防砂或是化学防砂方法，在一定时期内都能控制地层出砂，但总是以牺牲油（气）井部分产能为代价。

有些方法，产量下降幅度甚至高达70%～80%。

这是因为，所有防砂方法其控砂机理或是胶固地层（化学法）或是桥堵过滤（机械法），总是增加了近井地带的流动阻力，即提高了井筒表皮阻力系数，从而使产量下降（若保持相同的生产压差），对原来已存在近井伤害（堵塞）的井产量下降幅度更大，严重时根本不出油。

这是多年来防砂现场实践不争的事实。

然而，原来的认识是：这是为了维护油气井正常生产（控砂生产）而不得不付出的代价，这对高速发展油气田十分不利。

在目前以追求最大经济效益的目标相距甚远。

最成功最有效的防砂效果应该是既控制出砂又获高产，以获取最大经济效益。

而目前传统的防砂方法是无能为力的，只能实现控制出砂，而无法实现高产，即最大限度地发挥储层潜力。

这是传统的防砂方法的固有缺陷。

能否实现油（气）井既高产又控制出砂呢？压裂充填防砂技术的诞生发展及实践给出了肯定的回答。

2、传统的压裂工艺由低渗地层向中高渗地层的延伸/转变众所周知，压裂技术是针对低渗油（气）藏的一项有效的增产技术。

压裂新工艺新技术

1、端部脱砂压裂技术（TSO）随着油气田开采技术的发展和多种工艺技术的交叉综合运用，压裂技术应用范围已不再局限于低渗透地层，中高渗透地层也开始用该技术提高开发效果。

当压裂技术应用于中高渗透性地层时，希望形成短而宽的裂缝，并尽可能地将裂缝控制在油气层范围内。

为了适应这一特殊的要求，国外于20世纪80年代中期研制开发了端部脱砂压裂技术，并很快应用于现场，目前国内也开展了这方面的研究，并取得了很大的进展。

（1）端部脱砂压裂的基本原理端部脱砂压裂就是在水力压裂的过程中，有意识地使支撑剂在裂缝的端部脱砂，形成砂堵，阻止裂缝进一步向前延伸；继续注入高浓度的砂浆后使裂缝内的净压力增加，迫使裂缝膨胀变宽，裂缝内填砂浓度变大，从而造出一条具有较宽和较高导流能力的裂缝。

端部脱砂压裂成功的关键是裂缝的周边脱砂，裂缝的前端及上下边的任何部分不脱砂都不能完全达到预期的目的。

端部脱砂压裂分两个不同的阶段。

第一阶段是造缝到端部脱砂，这实际上是一个常规的水力压裂过程，目前的二维或三维模型都可以应用。

第二阶段是裂缝膨胀变宽和支撑剂充填阶段，这一阶段的设计是以物质平衡为基础，把第一阶段最后时刻的有关参数作为输入参数来完成的。

（2）端部脱砂压裂的技术特点在端部脱砂压裂技术中，压裂液的粘度要满足两方面的要求：一是保证液体能悬砂，二是有利于脱砂。

若压裂液的粘度过低，液体内不能保证悬砂，裂缝的上部就会出现无砂区，达不到周边脱砂的目的，在施工过程中也容易导致井筒内沉砂。

若压裂液的粘度过高，滤失就会较慢，难以适时脱砂。

所以端部脱砂压裂技术对压裂液的粘度要求比常规压裂液的要严格一些。

和常规压裂相比，端部脱砂压裂技术的泵注排量要小，这是为了减缓裂缝的延伸速度，控制缝高和便于脱砂。

前置液的用量也比常规压裂少，目的是使砂浆前缘能在停泵之前到达裂缝周边。

而端部脱砂压裂的加砂比通常高于常规压裂，以提高裂缝的支撑效率。

（3）端部脱砂压裂的适用范围端部脱砂压裂技术的突出特点是靠裂缝周边脱砂憋压造成短宽缝，因此只能在一定的条件下使用。

压裂防砂技术

压裂防砂技术研究张静(大庆油田井下作业二大队)摘要压裂防砂技术是一项新技术,具有防砂和增产的双重作用。

详细介绍了胶液充填压裂防砂和盐水充填压裂防砂2种压裂防砂技术,其中着重论述盐水充填压裂防砂技术。

通过表皮因子统计分析比较2种技术的现场应用效果,并从导流能力、油层特征及施工限制角度确定选井条件,最后阐明2种压裂防砂技术具有同样良好的生产效果,一般来说胶液充填压裂防砂适用于低渗透率油层和射孔段大于15 m的薄砂页岩层序油层;盐水充填压裂防砂适用于油层接近油水、油气界面,大斜度长井段和高温油藏。

因此,科学选井是其施工成功的关键之一。

主题词压裂防砂胶液充填盐水充填表皮因子导流能力最早将压裂与防砂2种工艺结合起来应用于中、高渗透疏松砂岩的想法出现在20世纪60年代的委内瑞拉,但由于常规压裂技术在应用于中、高渗透性油藏时受到限制,直到1984年才首次出现了以充填宽缝为主要目的的端部脱砂压裂技术,使中、高渗油藏的压裂防砂进入一个新时期,近10年来得到不断完善和发展。

从发展趋势看,今后中高渗透层压裂防砂作业量比低渗油层增长要快。

1 技术原理1.1 防砂机理均质未压裂地层井底流体的流入模式为标准径向流,不同等压线为以井底为圆心的大小不等的同心圆。

油井压裂以后,地层中形成具有高导流能力的裂缝,地层流体流入井底不再是径向流动,而是简化为垂直于裂缝的直线流和沿裂缝直线流入井底的直线流,又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,流动阻力非常小。

压裂防砂目的是形成裂缝,穿透污染带并加砂,在形成挡砂屏障的同时,增加泄油面积,降低流速,控制出砂并提高油井产能。

而管内砾石充填尽管是最广泛的应用方法,但油井产量低,无法减少炮眼以外的地层伤害。

1.2 施工工艺该技术利用压裂车组将压裂液高泵压大排量正挤入地层中,在地层中形成人工裂缝。

然后携砂液将砾石携带进入人工裂缝,在裂缝内形成高渗透率的人工砂桥,防治油层细粉砂。

压裂封口防砂技术调研报告

压裂封口防砂技术调研压裂气井在返排过程中和生产过程中，有两种情况可能导致出砂：裂缝还未完全闭合或裂缝中只部分填充了支撑剂，还留有部分流动的余地。

如果有部分支撑剂未能被裂缝壁夹住, 还自由地悬浮着。

液体的回流可能将这些支撑剂带回井筒。

如果液体还维持有足够的黏度，裂缝还未闭合时就开始返排，就可能出砂。

从压裂角度出砂分析：（1）煤层的杨氏模量较常规砂岩小，易形成较宽的水力裂缝，而煤层的闭合压力一般较低，这些特性造成煤层压后支撑剂回流严重（2）关井时间过短，未破胶的高粘度液体，易携支撑剂返排。

为了加速返排，通常采用液氮拌注增能压裂、泡沫压裂液作业，提高压后返排速度，但此类方法增加了流体动能，使得支撑剂容易返吐，一定程度上限制了返排速度的进一步提高。

同时破坏了压裂施工原有的人工裂缝的铺砂剖面。

针对上述问题对大粒径、纤维、覆膜砂尾追技术进行了调研。

1. 大粒径尾追压裂技术1.1 定义在一次压裂施工中按一定次序添加多种尺度的支撑剂, 分别利用不同尺度支撑剂的各自特性, 在裂缝端部或空间狭窄的区域添加小粒径支撑剂, 在缝口或造缝质量良好的区域添加大粒径支撑剂, 保障施工成功、防止支撑剂返吐、提高裂缝质量, 使裂缝导流能力达到最佳。

1.2 作用原理（借鉴压裂防砂原理）流体对颗粒的冲刷与携带能力主要取决于其流速，流速越大，对地层的冲刷作用越厉害，出砂就越严重。

大粒径支撑剂的支撑孔隙要高于小粒径支撑剂的支撑孔隙，使井筒附近流体流速降低，从而降低了对小颗粒的冲刷和携带作用，大大减轻出砂程度。

1.3 支撑剂分类1.4 施工难点由于一般采用低黏压裂液，沉砂剖面上的动态平衡高度较小，上边的流速快。

因此，常规尾追大粒径支撑剂的方法很难在近井筒处实现(见下图)。

此时应该采用变排量方法，降低沉砂高度，增大砂堤上的过流端呵高度，才能使后续加入的大粒径支撑剂按预期那样堆积在征井筒处。

2. 尾追纤维压裂防砂技术2.1 纤维压裂工艺定义将拌有纤维的携砂液注入裂缝后，通过纤维缠绕来包裹支撑剂颗粒，压裂施工结束而裂缝闭合时,裂缝中的支撑剂因承受侧限压力，颗粒间以接触的形式相互作用而达到力学平衡，从而达到防砂的工艺。

压裂防砂技术进展及存在问题

ｌ。
几何计算方法。模拟方法的共同点是采用幂律流体在孔隙介质中的流动模型来描述压裂液向地层中的滤失，采用二维裂缝延伸模型模拟端部脱砂前裂缝几何尺寸和缝中压力的变化，采用物质平衡原理模拟裂缝膨胀与充填阶段的裂缝几何尺寸变化。在裂缝膨胀阶段，裂缝体积的变化等于注入体积减去滤失体积。在稳定充填阶段，注人体积等于滤失体积。在裂缝闭合阶段，裂缝体积的变化量等于滤失量。不同之处在于裂缝延伸阶段的裂缝模型。２０世纪９０年代，中外关于压裂充填的研究和应用进入了快速发展的阶段。现场上主要在压裂防砂完井等领域取得了较好的实验效果，而且经典的压裂理论中的裂缝扩展模型己经从二维扩展到了三维模型。Ｙｅｗ等一ｊ采用全三维裂缝模型研究了不同滤失模型对裂缝传播的影响。尽管可以应用复杂的全三维模型进行裂缝扩展研究，但至今仍难以对其精确描述。近来研究都强调这种扩展在足够硬岩层中的随机特性。对于软地层裂缝扩展物理过程没有尝试着进行描述，但预计包括能量流散的增加和更严重的端部效应。另外，由于低模数的存在，预测静压力趋势的缺陷会导致实际预测处理方法的巨大差异。最终，经典模型可能不能反映裂缝扩展过程的重要特征。郭建春等‘。０一¨在总结分析压裂充填工艺技术的增产机理、选井选层原则和技术要求的基础上，提出了室内模拟评价压裂充填工艺的三维裂缝延伸模型。邓金根等‘孔针对疏松砂岩压裂裂缝启裂及延伸规律进行了数值模拟计算，并重点对地应力、储层强度、射孑Ｌ方式对裂缝扩展延伸的影响规律进行了分析计算；并认为用螺旋射孔方式完井在疏松砂岩储层中难以获得大而平整的裂缝，防砂效果不理想，定向射孑Ｌ可得到较为理想的人工裂缝。
万方数据
・１０６・
油气地质与采收率
２００８年７月
Ｙｏｎｇ
Ｆａｎ等。卜８‘提出了压裂充填时不同阶段的裂缝

压裂防砂技术施工质量管理与控制

压裂防砂技术施工质量管理与控制压裂防砂的技术项目具体施工时，需要加强施工质量管理以及控制，不但能够帮助工程建设的开展，同时，有助于油田建设项目效益提升。

在本次研究中，主要对压裂防砂技术施工质量管理与控制进行分析。

标签：压裂防砂技术;施工质量管理;控制在油田建设过程中，应用压裂防砂类工艺能够降低地层和井筒间产生的压降，降低流体对于地层产生的冲击力度，有助于地层出砂的防止。

然而油田本身具有不可再生性，随着开采度的增加，加之缺失生产管理措施，使得油田质量降低，因此需要将压裂防砂工艺应用其中，提高质量管理的质量。

一、全面管理压裂防砂工艺的施工质量对于施工质量的管理来说，这是压裂防砂类技术施工现场中非常重要的一项工作，想要确保施工可以顺利开展，就必须优化施工质量的管理工作，促进综合效益提高。

质量管理人员需要加强作业的人员活动的整体管理，全面审核施工之前的设计规划和施工现场与竣工工作。

施工之前开展设计规划工作主要是将预防作为指导思想，并且需要在施工之前，为施工质量编制计划，并且确定施工的程序和施工的工艺以及技术，还需要对和其有关的技术与组织进行制定，进而能够有效地管理并控制施工质量;完成施工之后，需要根据合理地规定对项目工作有效地开展，想要对工程质量进行保障，就需要在现场施工中，加强管理现场质量，通过为施工管理者实施管理培训，促进管理人员的监督力度以及管理质量。

除此之外，还需要在管理施工质量的过程中加强采购管理。

必须确保采购的正规性和合理性，需要确保采购人员在采购过程中的合法性，确保材料以及物品的整体质量，同时，购置的所有物品以及材料都需要和施工单位提出的要求相满足，确保性能以及质量，还需要保证价格的合理性，一般而言，现场施工期间总是会有设计规划以外的问题出现，施工质量的管理人员需要加强现场统筹，进而提出可行性的规划，推动施工项目的稳定发展，完成项目工程以后，需要暗中国家制定的相关规定全面仔细地审核项目，并且按照工程造价的具体管理以及施工合同开展工作，为压裂防砂类技术在实施之后的工程进行合理审查，避免漏项以及虚报问题出现，还需要审查合同当中的工程量是否已经完成，查看工程量在计算中的合理性，需要强化这些审查，只有这样，才能对压裂防砂类工艺在现场中的施工质量进行保障，除此之外，完成工程施工的工作之后，预结算管理以及审核是非常重要的，对于施工质量的整体管理来说至关重要，这一阶段涉及很多人员，即项目的负责人和工程项目的造价员以及审计部门等，想要对施工管理质量进行保障，就需要相关人员全面开展工作，根据相关规定作业，抽查审核结果的科学性，当在审核中有问题出现时，就需要对相关人员严惩，总而言之，施工管理人员需要具有端正的态度，并且能够降低错误问题的出现，充分发挥整体效益。

压裂充填防砂工艺技术

731 概述对于中高渗透松散砂岩储层，非常规压裂技术结合机械防砂技术，实现了改善油井产量，稳定地层砂的特殊改造过程。

在施工过程中，通过压裂可以形成高导电性裂缝，可以提高地层的渗透性，从而消除地层污染，达到提高产量的目的，同时压裂也会缓解这方面的问题。

2 压裂充填防砂工艺该工艺的特点是高黏度，低温防砂工质，高低变排量结构，支撑带清洗和裂缝扩展，防止松散砂岩储层砂。

压裂充填防砂工艺被认为是完成中高渗透多孔砂岩油藏的首选。

压裂充填防砂工艺研究了松散砂岩储层的一套压裂和填充综合支护技术，指标达到或超过设计指标，可有效提高防砂效率和防砂期，保证防砂效果。

在压裂充填防砂工艺中研究的压裂回填管柱和工具具有单层或多层回填的优点。

同时，支撑工具具有基本功能，例如悬挂、隔离、填充、密封，反洗等。

可以进行填充和回收，填充后可以验证填充和二次填充的质量。

通过优化砾石与地层砂和网状节理的相容性，可以减少防砂砂井中砾石的回填，降低渗透率。

在现场施工中，可以实现爆破压力挤压试验和填充验证试验，并且可以计算高度和填充系数以实现裂纹扩展。

动态显示过程；为优化施工参数并进一步完成二次填砂和后效分析提供科学依据。

压裂防砂是一种结合水力压裂和井筒砾石充填的新型防砂技术。

通过压裂，形成短而宽的高渗透性裂缝，改变井眼附近的渗透模式。

通过砾石充填，建立了有效的防砂屏障，充分发挥了砾石层的压裂效果和防砂效果，达到了增产和防砂的目的。

压裂和防砂后的井产能预测是压裂防砂设计和经济性能预测的基础，根据防砂前的流入性能，通过压裂增产与砾石充填能力的比值计算总生产能量比，建立流入性能预测模型。

将压裂液注入防砂井中。

压裂后，连续注入管道，穿孔，套管和套管充满砾石。

由于压裂和填充操作的输出通常很高，井底附近的流体流速非常高，特别是在砾石充填中，砾石层和环形砾石层的流动阻力不小，砾石层将不可避免地影响生产力。

应严格控制裂缝砂井底部附近的结构。

压裂和防砂对生产率有2个影响：一是压裂引起的高导电率和刺激效应；其次，井筒砾石填料增加了流动阻力，导致产量下降。

压裂防砂一体化技术的探讨

压裂防砂一体化技术的探讨摘要：压裂防砂一体化技术是端部脱砂压裂和管外充填防砂一体化技术，不但对地层起到防砂作用，还对地层起到压裂改造和解堵的作用，可提高单井产量。

关键字：压裂防砂工艺裂缝前言：传统地层压裂后还要起下管柱或冲砂施工，极易造成地层激动，引起地层吐砂，破坏压裂过程中已形成的短宽裂缝，压裂效果难以保证；另外施工工序多，周期长，不利于压裂液的及时返排。

压裂防砂一体化技术是将防砂工艺与压裂工艺有效集成的一种增产型防砂技术。

即将压裂防砂管柱一次下入井中后，利用优化的施工参数将地层压开短宽裂缝，并充填以大量的砾石，形成端部脱砂，然后进行管内环空砾石循环充填，该技术是解决污染井、低产能井、高注汽压力井增产问题的有效手段。

1压裂防砂一体化技术1.1防砂机理1.1.1有效地延缓压降漏斗，降低地层砂的受力在径向流状态时，原油以辐射状自远处渗流到井底，从而使近井地带压力变化较大，使井壁周围压降变化形成一个陡峭的漏斗状，即越靠近井壁，压力梯度越大。

压力分布的这一特性使供给边缘和井底之间的压差绝大部分消耗在井底附近区域，而该区域由于钻井过程的应力集中，开采过程中最容易导致结构破坏而出砂。

地层压裂造缝后提高了渗滤面积，使近井地带的液流由径向流变为线性流，井底周围压降变化曲线趋于平缓，导致压裂井比未改造井的压力梯度降低许多，因此作用在地层砂上的力也小许多。

同时地层原油的泄流区域延长到地层深部，使井底的流压提高从而降低了生产压差，减小了原油的渗流阻力。

1.1.2裂缝降低流体冲刷和携带作用流体对岩石颗粒的冲刷、携带作用，主要取决于流速。

流速越大，则冲刷越厉害，出砂越严重。

显而易见，压后线性流速小于压前径向流速。

1.1.3砾石的排列结构能满足防砂要求进行压裂防砂，当达到端部脱砂时，缝内静压力增长、裂缝宽度变大，促使高浓度砂浆失水、压实，形成稳固的六面体结构，有效地挡住地层细砂流入井眼，且充填的石英砂等砾石有效地稳固地层。

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。

油井作业压裂酸化及防砂堵水技术探析

油井作业压裂酸化及防砂堵水技术探析随着涩北气田的不断开發，压力系数下降、地层亏空，地层出砂、出水日益严重等因素对生产产生的影响也在不断加剧，针对这一系列的问题所开展的各项增产措施也在逐年增加，而防砂工艺是目前涩北气田使用最广、效果最显著的增产措施。

但无论是化学防砂还是机械防砂在恢复原井生产或增产时会因防砂工具材料，参数及工具组合的复杂性会给井下作业作业造成较大的困难。

标签：油井作业;压裂酸化;防砂堵水技术酸化压裂技术是油气开发中的一项重要技术举措，一方面依靠水力的作用形成了裂缝，另一方面依靠酸液的溶蚀作用把裂缝的壁面溶蚀为凹凸不平的沟槽，在这两方面的作用下，裂缝不会闭合，使其具有顺畅的导流能力。

酸化压裂技术在油田中的应用不仅改善了储层的渗透性能，而且改善了其具有的种种弊端，进而达到了提高油田的储量。

1 酸化压裂工艺的现状1.1 酸化压裂工艺的国内现状自从1995年我国首次进行工业性的实验之后，酸化压裂工艺经历半个世纪的发展，已经有了相当大的发展。

如今，由于压裂液的性能更加完善，所以酸化压裂技术逐渐采用计算机的优化设计，在数字模型上采用了以拟三维为主的模式，压裂管柱的配套更具有系统性。

酸化压裂工艺的设备不断的更新换代，使得压裂井的选择更具有科学性。

自从九十年代以来，随着勘测技术的不断完善，酸化压裂技术的研究不断的深人，领域也不断扩展，在国内取得了众多的成果。

适应了油层的膨胀，酸化技术不断更新;缓速酸酸化技术适应深部酸化，将酸化处理进行磁处理;土酸酸化技术不断发展，逆土酸酸化技术得到重视;伤害酸酸化技术不断更进，伤害逐渐放低。

上述都是国内在应用酸化技术的过程中得到的成果，也是由于这些成果，促使油田的酸化压裂技术不断进步。

1.2 国外酸化压裂工艺的现状由于国外对酸化压裂技术的使用较早，在二十世纪六十年代之前，主要采用了电解模式的实验方法，而在六十年代往后主要采用了数值模拟的方式。

国外的酸化压裂技术可以分为三个阶段：首先主要是解堵，目的是消除伤害;其次是在致密的气藏中，进行大型的压裂技术;最后一个阶段是在中、高渗透层的端部进行脱砂压裂技术。

第五章水力压裂技术

第五章水力压裂技术§5—1 水力压裂力学地层中形成水力裂缝的过程与液体流动特性及岩石的力学性质有关。

水力造缝的本质是岩石在液体压力作用下的破裂与变形问题，因此造缝特性与岩石的受力及力学性质有关。

一．地应力场1．地应力场概念：地应力是由于岩石变形引起的介质内部单位面积上的作用力。

地应力场：是指地应力大小和方向在地层空间位置的分布。

2．地应力剖面概念地应力剖面是指研究地应力大小在纵向上的变化。

二．地应力的类型（1）原地应力：开发之前地应力原始大小。

（2）扰动应力：开发引起的地应力改变。

（3）构造应力：由构造运动在岩体中引起的应力。

（4）残余应力：除去外力后尚残存在岩石中的应力。

（5）重力应力：由上覆岩层的质量引起的地应力。

（6）热应力：由于地层温度发生变化在其内部引起的内应力增量。

（7）分层地应力：按地层分层给出不同的地应力。

（8）古地应力和现今地应力：某地质时期或重要地质事件前的地应力称古地应力。

目前存在或正在活动的称现今地应力。

石油工程关心的是现今地应力。

3．地应力测试1）长源距声波与密度测井方法该方法通过测井取得剖面上变化的岩石的纵波速度P υ和横波速度S υ，然后求出岩石泊松比ν的纵向变化，利用下式求出最小水平主应力σh ，而取得地应力剖面。

σh ()1P P ννσααν=-+- 4—12222212P S P S υυνυυ-=- 4—2 式中：σv —上覆层压力，通过密度测井得到。

P —地层压力；α—孔隙弹性系数，通过实验测的。

2）测试压裂方法（现场常用）测试压裂：是将不含砂的压裂液注入地层，造缝后停泵侧压力降落曲线，待曲线上出现拐点后测试结束，出现拐点时相应的压力即裂缝闭合压力，其大小与岩层中垂直于裂缝面的应力值相等，也即就是地层最小主应力。

如图4—1 所示。

上图中，产生人工裂缝后停泵，裂缝停止扩展处于临界闭合状态，闭合压力为P s 。

图4—1 水力压裂测试典型压力曲线结论：可以认为，裂缝临界闭合时，裂缝内的流体压力等于裂缝闭合的最小地应力。

油井作业压裂酸化及防砂堵水技术探析

油井作业压裂酸化及防砂堵水技术探析一、引言随着石油勘探和开采技术的不断提高，油井作业压裂酸化及防砂堵水技术已经成为了油田开发中不可或缺的重要环节。

油井的压裂酸化作业是通过注入高压液体或气体，将裂缝扩大，提高产能，而防砂堵水技术则是为了防止地层中的砂粒进入井筒，造成堵塞，影响产量。

本文将对油井作业压裂酸化及防砂堵水技术进行探析，探讨其原理、方法和应用。

二、压裂酸化技术1. 压裂技术压裂技术是指通过高压液体或气体的注入，将地层中的裂缝扩大，以提高油井的产能。

在油田开发中，使用压裂技术可以使得油井的产能得到显著提高，从而增加油田的开采效率。

压裂技术一般包括液压压裂、酸压裂和气压裂等方法。

2. 酸化技术酸化技术是指通过注入酸性溶液，对地层井壁进行溶蚀，从而使得地层中的孔隙和裂缝扩大，增加产能。

酸化操作需要谨慎进行，一般需要选取合适的酸性溶液，并进行注入操作，以提高油井的产量。

三、防砂堵水技术地层中的砂粒是油井作业中的一个难题，因为当砂粒进入井筒后，会造成堵塞，从而影响产能。

防砂技术在油田开发中是非常重要的。

常见的防砂技术包括筛管、砂控剂和油藏改造等方法。

筛管是一种通过筛分作用，将地层中的砂粒留在地下，防止其进入井筒的技术。

砂控剂是一种添加在油藏中的化学剂，能够使得油藏中的砂粒变得结实，不易崩解，从而减少砂粒进入井筒的可能性。

油藏改造是指通过改变油藏的物理结构，使得地层中的砂粒难以进入井筒，从而减少砂粒的堵塞。

堵水技术是指通过注入一定的化学剂，使得地层中的水分子发生化学反应，形成堵塞物，从而减少水的渗透，提高油井的产量。

在油田开发中，堵水技术是非常重要的，因为地层中的水分子会降低油井的产量，并影响石油的提取。

四、技术应用油井作业压裂酸化及防砂堵水技术在油田开发中有着非常广泛的应用。

通过这些技术的应用，可以提高油井的产能，减少砂粒的进入，从而提高油田的开采效率。

在油田开发中，压裂酸化技术和防砂堵水技术是非常重要的环节。

降低水力压裂施工过程中砂堵风险的措施

1 砂堵形成的原因和危害在水力压裂施工过程中，风险主要分为四大类：地质风险、工艺风险、管柱风险和设备风险。

所有风险造成的较为严重的后果之一就是砂堵。

砂堵在工程上的定义为，在向裂缝持续输砂的过程中，因裂缝空间或输送动能的原因无法将支撑剂顺利输送至裂缝，造成支撑剂在井筒堵塞的一种突发状况。

砂堵一定伴随着地面施工压力持续升高，甚至超过地面限压而被迫停止施工，因此高压风险是砂堵最直接和不可避免的。

在砂堵造成压裂施工被迫中断后，需依靠地层储能自行防喷、清空井筒，该过程具有相当的不确定性，极易造成井筒内大量沉砂堵塞井筒，进而导致压裂工具遇卡和回收困难。

需要额外增加连续油管冲砂、切割管柱、打捞等诸多工作程序，大大增加了压裂施工时长和作业成本。

因此，避免压裂过程中砂堵状况的出现是一项极其重要工作。

2 压裂施工泵压曲线模拟及意义砂堵初期，往往是表现为地层进砂困难，最直接的表征为地面压裂泵泵压（以下简称：泵压）升高。

泵压是一个多因素复合作用后的一个综合结果参数，因此泵压的升高不一定是地层进砂困难或砂堵造成的，对压裂施工曲线的预测即是考虑了多种因素综合影响后输出的一条施工地降低水力压裂施工过程中砂堵风险的措施江鹏川孙晓锋崔国亮张云飞安恒序中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司天津 300452摘要：水力压裂改造低渗油气藏是目前为止最有效的增产措施。

水力压裂产生的裂缝需要用支撑剂进行填充，使水力裂缝保持足够的导流能力。

但实际施工过程中，往往由于地质、工艺、管柱和设备方面的因素，导致支撑剂无法顺利输送至裂缝，而是被迫在近井地带和井筒内堆积，这就是所谓的压裂过程中的砂堵状况。

砂堵是压裂所有风险在不加以干预的情况下的最终结果，若处理不当，将导致严重的安全事故和工程困难，后续处理手段将花费大量的经济成本和时间成本。

基于此，将所有引起泵压变化的因素考虑在内，将各项因素引起的泵压变化值求和，模拟出整个压裂施工阶段泵压曲线的走势图，在正式压裂施工时，时时将实际的泵注压力曲线与该泵压曲线模拟图相对比，及时捕捉泵压异常升高的迹象，及早判断砂堵的早期迹象，为避免最终砂堵的形成赢得宝贵的时间和压力空间。

压裂防砂技术(讲课)

二、技术原理
• 1、技术原理、利用高压车组产生的压力和携砂液具有的携砂能力，将树脂预包砂及支撑砂，携砂能力，将树脂预包砂及支撑砂，充填携带到地层及地层微裂缝中。到地层及地层微裂缝中。树脂预包砂进入地层微裂缝和亏空井段后，在地层温度下交联固化、微裂缝和亏空井段后，在地层温度下交联固化、胶结固化成具有一定强度和渗透率的人工井壁，胶结固化成具有一定强度和渗透率的人工井壁，形成一定厚度的防砂屏障。形成一定厚度的防砂屏障。胶结的树脂预包砂起到人工井壁的作用，发挥防砂效果，起到人工井壁的作用，发挥防砂效果，从而保证油井的正常生产。证油井的正常生产。
三、压裂防砂中携砂液分类
• • • • • • • 1、按配液材料和液体性质分类、水基压裂液油基压裂液乳化压裂液泡沫压裂液酸基压裂液醇基压裂液
三、压裂防砂中携砂液概述
• • • • 2、按耐温性能分类、低温压裂液(20-60℃) 低温压裂液 ℃ 中温压裂液(60-120℃) 中温压裂液 ℃ 高温压裂液(120-180℃) 高温压裂液 ℃
九、现场施工常见问题及处理方法现场施工常见问题及处理方法
1、压不开裂缝主要表现为压力随注入量的增加急速上升，主要表现为压力随注入量的增加急速上升，并且很快达到施工压力上限，这时应立即停车，分析原因后再行施工。上限，这时应立即停车，分析原因后再行施工。 • 岩性异常致密，渗透率极低，吸水能力极小，应采取其它措施后再试岩性异常致密，渗透率极低，吸水能力极小，压裂；压、压裂； • 井筒与地层连通性不好。如射孔不完善或未射孔，应补孔后压裂；井筒与地层连通性不好。如射孔不完善或未射孔，应补孔后压裂； • 管柱下井有误，尾管过油层；管柱下井有误，尾管过油层； • 封隔器类型错误；封隔器类型错误； • 管柱有异常节流(死油、蜡、杂物等) 管柱有异常节流(死油、杂物等)