体积压裂

提出及概念
作用机理
滑溜水压裂
应用
作用机理 常规压裂技术是建立在以线弹 性断裂力学为基础的经典理论的技 术，该技术是假设人工裂缝起裂为 张开型，且沿井筒射孔层段形成双 翼对称裂缝，以一条主裂缝为主导 实现改善储层渗流能力，主裂缝的 垂向上仍然是基质向裂缝的长距离 渗流，主流通道无法改善储层的整 体渗流能力，后期研究中尽管研究 了裂缝的非平面扩展，但也仅限于 多向缝、弯曲裂缝、T型缝等复杂裂 缝的分析与表征，但理论上未有突 破。
• 对于给定的地层条 件,随着裂缝渗透率 的增加注入水量逐 渐增加,但是增加的 幅度也越来越小。
提出及概念
作用机理
滑溜水压裂
应用
SRV的概念
所谓“体积压裂”就是指在水力压裂过 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。
– “分段多簇”射孔技术 – 快速可钻式桥塞工具 – 大型滑溜水压裂技术
•
提出及概念 作用机理 滑溜水压裂
应 用
SRV的应用
分段多簇射孔的特点是：一次装弹+电缆传输+液体输送+桥 塞脱离+分级引爆，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°
原胍胶压裂液 213 ﹤20
23 0.725
提出及概念 作用机理
滑溜水压裂
应用
SWF压裂
滑溜水压裂和交联冻胶压裂改造范围曲线对比
提出及概念 作用机理
滑溜水压裂
应用
SRV的应用
• 体积压裂技术在美国Barnett页岩气的开 发中最具代表性，储层改造的主体技术有： 水平井套管完井+分段多簇射孔+快速可钻 式桥塞+滑溜水多段压裂。 储层改造技术关键体现在一下几个方面：
提出及概念
作用机理
滑溜水压裂
应用
几种压裂概念
体积压裂stimulated reservoir volume 缝网压裂Fracture network 同步压裂synchronous fracturing 整体压裂integral fracturing
提出及概念
作用机理
滑溜水压裂
应用
同步压裂
提出及概念 作用机理 滑溜水压裂 应 用
SRV的应用
通过运用微 地震裂缝诊 断技术，证 实水平井分 簇射孔分段 压裂形成网 络裂缝，提 高了压裂体 积。
井下微地震波裂缝监测结果
提出及概念 作用机理 滑溜水压裂
应 用
SRV的应用
压裂改造效果： 压裂改造后4 个月的累计产量 随着改造体积的 增加而增加，压 后3年增加的幅度 更大，这充分说 明体积改造对页 岩气压后产量的 重要作用。
提出及概念 作用机理
滑溜水压裂
应用
SWF压裂
滑溜水的出现跟其开发背景是分不开的。随着美国福特沃 斯盆 地barnett页岩的开发，人们逐渐认识到由于Barnett页岩石 英矿物含量高，天然裂缝发育，因此低粘度的液体更容易进入 地层沟通天然裂缝，从而形成复杂的网络裂缝体系；另外由于 裂缝复杂，形成的单个裂缝宽度很窄，因此对于支撑剂粒径要 求较小，更重要的是，页岩储层较低产气量，高砂比形成高的 铺置浓度是没有必要的，可采用低砂比，这对压裂液粘度的要 求不高。页岩储层一般具有厚度大的特点，因此为了沟通更多 天然裂缝和更大泄流面积需要提高排量，所以要求泵注液体的 摩阻要低。页岩储藏压裂改造规模大，所需液量大，所以要求 液体成本低。
提出及概念
作用机理
滑溜水压裂
应用
作用机理
水力压裂过程中,当裂缝延伸净压力大于两个水平主应力的 差值与岩石的抗张强度之和时,容易产生分叉缝,多个分叉缝就 会形成“缝网”系统,其中,以主裂缝为“缝网”系统的主干,分 叉缝可能在距离主缝延伸一定长度后,又恢复到原来的裂缝方位, 最终形成以主裂缝为主干的纵横“网状缝”系统。
应 用
SRV的应用
3、大型滑溜水压裂技术
技术特点为大排量、大液量、大砂量、小粒径、低 砂比。主要施工参数为：排量10m3/min以上，每段压裂 液量1000-1500m3，每段支撑剂量100-200t，支撑剂以 40/70目为主，平均砂比3%-5%。 施工步骤为： 1）第一段采用油管或连续油管传输射孔，提出射孔枪； 2）从环空进行第一段压裂；3）凝胶冲洗井筒；4）用液 体泵送电缆＋ 射孔枪＋ 桥塞工具入井；5）电引爆座封 桥塞，射孔枪与桥塞分离，试压（约过射孔段25m）；6） 拖动电缆带射孔枪至射孔段，射孔，拖出电缆；7）压裂 第二层，重复步骤4～7，实现多层分段压裂。
提出及概念 作用机理
滑溜水压裂
应用
SWF压裂
不同压裂液体系性能对比
新型压裂液 残渣含量（mg/L） 导流能力保留率% 岩心伤害率% 降阻率% 表面张力（mN/m） 界面张力（mN/m） 6.1 ＞90 22.58 ＞70 28.26 0.517
优化的胍胶压裂液 90 ﹤55 52.3 ＞55 21.05 0.685
• 同步压裂技术是指两口或更多的邻近平行井同时 压裂。目的是使地层收到更大的压力作用，从而 通过增加水力裂缝网的密度，产生一个复杂的裂 缝三维网络，同时也增加压裂工作的表面积 。
提出及概念
作用机理
滑溜水压裂
应用
缝网压裂
• 缝网压裂技术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, 当裂缝延伸净压力大于储层天然裂 缝或胶结弱面张开所需的临界压力时,产生分支缝或净 压力达到某一数值能直接在岩石本体形成分支缝,形成 初步的缝网系统;以主裂缝为缝网 系统的主干,分支缝 可能在距离主缝延伸一定长度后又回复到原来的裂缝 方位, 或者张开一些与主缝成一定角度的分支缝,最终 都可形成以主裂缝为主干的纵横交错的网状缝系统, 这 种实现网状效果的压裂技术统称为缝网压裂技术。
提出及概念
作用机理
滑溜水压裂
应用
整体压裂
• 整体压裂是结合井网而进行的压裂施工技术。
• 整体压裂是针对相应的井网进行压裂优化。比如 缝长、缝宽、缝长比(裂缝半径)等。用于常规低 渗透压裂。
提出及概念
作用机理
滑溜水压裂
应用
整体压裂
• 给定的裂缝导流能 力随着缝长比的增 加注入水量也逐渐 增加,但增加的幅度 越来越小;
低渗透油气藏
体积压裂技术
贝思特达油气技术（北京）有限公司 The world because of your change
•SRV的作用机理
•大型滑溜水压裂
•SRV的应用
SRV的提出
• 随着低渗、超低渗油气藏的开发，由于受到储层条件、 注采井网、压裂工艺等多重限制，单一增加缝长来提 高超低渗油藏产量效果不明显，常规压裂工艺改造难 以实现该类油气藏的商业开采，所以必须探索研究新 型的压裂改造技术。 • “体积压裂”的提出具有深刻意义，国外已将此工艺 技术应用于致密页岩气藏的成功开发，其必将逐渐成 为低渗、超低渗油气藏、致密气、煤层气、页岩气经 济有效开发的关键技术。
提出及概念 作用机理 滑溜水压裂
应 用
提出及概念
作用机理
滑溜水压裂
应用
SWF压裂
• • 滑溜水压裂(slick water fracture) 指的是伤害低、粘度低、摩阻低的液体。 滑溜 水一般由降阻剂，杀菌剂，粘土稳定剂及助排剂 等组成，与清水相比可将摩擦压力降低70-80%， 同时具有较强的防膨性能，其粘度很低，一般在 10mPa.s以下。
提出及概念 作用机理 滑溜水压裂
应 用
SRV的应用
该工具是从直井常规铸铁、可回收式桥塞发展而来， 下入方式通常采用连续油管、水力爬行器或人工泵入。技 术特点包括节省钻时（同时射孔及坐封压裂桥塞）；易钻， 易排出（小于35min钻掉，常规铸铁大于4h）。适用于套 管压裂，可满足所中套管尺寸需要。
提出及概念 作用机理 滑溜水压裂
提出及概念 作用机理 滑溜水压裂 应用
作用机理 “体积压裂”理念的提出，颠覆了经典压裂理论，体 积改造形成的已经不再是双翼对称裂缝，而是复杂的网状 裂缝系统，裂缝的起裂与扩展不简单是裂缝的张性破坏， 而且还存在着剪切、滑移、错段等复杂的力学行为。
提出及概念
作用机理
滑溜水压裂
wenku.baidu.com应用
作用机理
体积压裂地层改造理想网络裂缝示意图
提出及概念
作用机理
滑溜水压裂
应用
改造对象
数值模拟研究表明，储层改造的体积越大（以页岩气为例）， 压后增产效果越明显，储层改造体积与增产效果具有显著的正相 关性。
SRV=106ft3
1ft3=0.028m3 1ft=30.48cm=12in
提出及概念
作用机理
滑溜水压裂
应用
作用机理 • 体积压裂具体作用方式为： 通过压裂的方式对储层实施改造，在形成一条或者多条主 裂缝的同时，通过分段多簇射孔、高排量、大液量、低粘 液体、以及转向材料及技术的应用，使天然裂缝不断扩张 和脆性岩石产生剪切滑移，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 裂缝上继续分支形成二级次生裂缝，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，将可以进行渗流 的有效储层打碎，使裂缝壁面与储层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 的提高储层的整体渗透率，实现对储层在长、宽、高三维 方向的全面改造，提高初始产量和最终采收率。
提出及概念
作用机理
滑溜水压裂
应用
改造对象
体积压裂改造对象是基质孔隙性储层，天然裂缝 不发育，低渗、超低渗油气藏。这类油气藏的压裂裂 缝仅扩大了井控面积，但由于垂直于人工裂缝壁面方 向的渗透性很差，不足以提供有效的垂向渗流能力， 导致压裂产量低或者压后产量递减快等问题。通过体 积压裂在垂直于主裂缝方向形成人工人工多裂缝，改 善了储层的渗流特性，提高了储层改造效果和增产有 效期。