水力压裂端部防砂技术

五 、压裂防砂技术关键
将疏松砂岩油藏压裂防砂工艺与传统的低渗透层 压裂工艺进行对比，可以看出疏松砂岩油藏压裂防 砂的技术关键主要表现在以下两个方面。
1、 裂缝几何尺寸设计：形成“宽短缝”
评价压裂的工艺效果采用裂缝导流能力这一技 术指标，表述为：
C fD
k f bf kL f
五 、压裂防砂技术关键
宽bf，即实现“宽短裂缝”才能达到既增产又控砂的
双重效果。
五 、压裂防砂技术关键
2、 端部脱砂压裂工艺
中高渗透油层压裂成功的关键是形成具有高导 流能力的“短宽裂缝”。因此，必须采用不同于 常规压裂的新工艺——端部脱砂压裂。
四 、压裂防砂工艺的选井原则
选择原则： 1、若地层未被伤害，渗透率很高（大于1000×103μm2）,地层十分松软（E
<700MPa），出砂很少或投
产时间短，可采用常砾石充填方法（Gravel Pack）。
2、若近井地带存在伤害，地层渗透率较高（ K = （500～1000）×10-3μm2），而出砂历史较短，应采 用压裂充填方法（frac pac）。对于特高渗透地层（K >1000×10-3μm2），但地层尚有一定硬度(E >700 MPa)
1、传统的防砂方法的缺陷
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。
三、压裂防砂机理
压后地层来自百度文库体的双线性流动模式
地层流体向井底的流动是沿着阻力最小的通道。在均质未
压裂地层内，流体流入井底的模式为标准径向流。
油井压裂后，地层流体出现了三个流动阶段：第一阶段 是地层深部流体以拟径向或椭圆径向方式流入近裂缝地带； 第二阶段是近裂缝地带的流体绝大部分沿着垂直于裂缝面的 方向线性流入裂缝；第三阶段是流体沿裂缝直线流入井底。 由于第一、二流动阶段是平缓过渡的，难以定量划分，因此， 压前平面径向流 压后双线性流 在理论分析模型上，通常将这两个阶段合为一个，并且完全 简化为垂直于裂缝的直线流，这样就形成了两段正交的直线 流，称为“双线性流动模式”。
时，仍应采用该方法。
四 、压裂防砂工艺的选井原则
3、当地层渗透率K =(500～1000)×10-3μm2，且E >700MPa,
或者当K =(500～1000)×10-3μm2,E =700MPa～3500MPa范围内，
考虑使用防砂压裂方法并添加固结剂（如尾追树脂预涂层砾石） 加固填砂裂缝（OptiPac）。
4、当K =（10～100）×10-3μm2，且E =3500MPa～35000MPa,
或当K =（100～500）×10-3μm2，且E >3500MPa，或K = （100～300）×10-3μm2，且E =700MPa～3500MPa时，可采用防 砂压裂方法而不用固结剂（Opti Frac）。 5、 当K <10×10-3μm2或K =(10～100) ×10-3μm2，井底严 重伤害且E >35000MPa时，采用常规压裂解堵增产措施 (Fracture).
五 、压裂防砂技术关键
1、 裂缝几何尺寸设计：形成“短宽缝”
由于只有当CfD较大时（大于10），才会产生双线性
流动模式，裂缝的优势才会出现。因疏松地层K值很
大（几百到几千毫达西），所以必须获得较高的导
流能力kf· bf，才能获得较高的CfD值，于是，中高渗
透疏松砂岩地层的压裂要求限制缝长Lf，同时提高缝
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。
四 、压裂防砂工艺的选井原则
总体上说，从砾石充填（Gravel Pack）、压裂充 填（FracPac）、防砂压裂（OptiPac,OptiFrac） 到常规压裂（Fracture），地层条件变化趋势是：
渗透率由大到小，强度由软到硬，出砂程度由强到
弱。其中，砾石充填和压裂充填应用条件的差别主
要在于近井地带伤害的程度。
1、 裂缝几何尺寸设计：形成“宽短缝”
CfD的大小，基本反映了裂缝实际导流能力与地层自
然渗透能力的差别，只有CfD较大时，裂缝对地层才
能有明显的优势，即流动阻力大大下降，流动模式
才能真正实现向双线性流的转变。由物理模拟实验
及数值模拟计算发现当CfD =1.0时，裂缝开始具有 一定的导流能力，但不明显；当CfD ≥10时，双线 性流动明显形成。
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
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。由于在地层内形 成了一条具有高导流能力的支撑裂缝，从根 本上改善了油层流体流向井底的渗流阻力， 从而在相同的生产压差条件下使产量显著上 升（通常2～３倍），充分发挥了油层潜力 使低渗油（气）藏能够高速高效地开发。
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。
二、压裂防砂技术形成的背景
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。
二、压裂防砂技术形成的背景