水力喷射压裂技术新 ppt课件

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水力压裂设计PPT课件

水力压裂设计PPT课件
H
Khristianovich、
Geertsma、Deklerk
L(t)
Daneshy
2 假设条件
(1)岩石为均质各向同性。
(2)岩石变形服从线弹性应力应变关系。 (3)流体在缝内作一维层流流动, 缝高方向
裂缝呈矩形。 (4)缝中X方向压降由摩阻产生, 不考虑动
能和势能影响。 (5)裂缝高度和施工排量恒定。
清孔液、前垫液、预前置液)
对压裂液的性能要求
(1) 与地层岩石和地下流体的配伍性; (2) 有效地悬浮和输送支撑剂到裂缝深部; (3) 滤失少 ; (4) 低摩阻 ; (5) 低残渣、易返排 ; (6) 热稳定性和抗剪切稳定性 。
压裂液对储层的伤害
✓压裂液在地层中滞留产生液堵 ✓地层粘土矿物水化膨胀和分散运移产生
浮 力阻 颗粒 力 重力
概念
— 自由沉降 — 干扰沉降
受力分析
— 固体颗粒的重力 — 流体对固体颗粒的浮力 — 颗粒的运动阻力
浮 力阻 颗粒 力 重力
重力 浮力 阻力
Fg
6
d
3 P
P
g
Fb
6
d
3 P
f
g
Fd
CD
1 2
f
U
2 P
A
CD
8
f
d
P2U
2 P
F=Fg-Fb 当F=Fd时
UP
[ 4d p (P f 3CD f
— 颗粒的表面是粗糙的; — 颗粒的形状是不对称的 不规则颗粒的沉降速度小于球形颗粒的沉降速度
支撑剂在幂律液体中的沉降
用视粘度a代替
a KD n1
UP
d
2 P
(
P

水力喷砂射孔压裂联作技术课件PPT

水力喷砂射孔压裂联作技术课件PPT

磨料射孔和炮弹射孔对比
射穿双层/三层套管
一、水力喷射分段压裂机理与参数
5 水力喷射射孔参数优化
➢ 最优喷嘴压降:28~35MPa ➢ 磨料粒度选择:20~40目石英砂 ➢ 最优磨料体积浓度:6~8% ➢ 最优喷砂射孔时间:10~15min
已登记国家计算机软件著作权 已完成石油天然气行业标准建议稿
二、水力喷射压裂工具设计研制
资4
高压水射流喷射压裂机理研究
国家自然科学基金项目
50774089

5 水力射孔与分段压裂一体化改造增产技术 国家油气重大专项专题 2009ZX05009-04A
6 大牛地气田连续分层压裂工艺技术研究 国家重大专项示范专题 2008ZX05045-003
一、水力喷射分段压裂机理与参数
1 水力喷射分段压裂机理
喷嘴 套管壁孔径15mm、喷射压力45MPa
孔眼最大直径100mm、孔深500mm 直井分层水平井分段压裂是发展趋势 国家863计划支持,RFPA软件数值模拟 二、水力喷射压裂工具设计研制
高压泵组
岩样
磨料加砂系统 磨料射流实验装置
一、水力喷射分段压裂机理与参数
5 水力喷射射孔参数优化
射孔深度(cm )
滑套工具尺寸
名称
第七级 第六级 第五级 第四级 第三级 第二级 第一级 单向阀内孔
60型滑套
50
46
42
38
34
30
26
22
低密度
钢球
55 49-48 45-44 41-40 37-36 33-32 29-28
25
2.0~2.6
二、水力喷射压裂工具设计研制
5 ½″套管不动管柱10段加砂压裂工具已加工完毕

国内压裂技术介绍 ppt课件

国内压裂技术介绍  ppt课件

筛管
0.38
套管+裸眼
0.40
套管
0.30
合计117口:水平井93口,直井24口;ppt油课件井80口,气井37口,累计5.75亿元 12
汇报提纲
• 企业介绍与系统能力 • 一、水力喷射分段压裂技术 • 二、双封单卡分段压裂技术 • 三、滑套式封隔器分段压裂技术 • 四、国外水平井分段压裂技术 • 五、华鼎施工能力保障
126.4m3
分析山2、盒7段2层产水,关闭产水
层后,气量从1.7×104m3/d上升到
5.70×104m3/d
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35
四、国外水平井分段压裂技术
连续油管喷砂射孔环空加砂压裂技术
作业程序 水力喷砂射孔 环空加砂压裂
层间封堵方式 砂塞封堵 底封隔器封堵
技术特色 不受压裂层数限制 可实现对多层系的动用
——HWB液压开关工具
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三、滑套式封隔器分段压裂技术
1.裸眼井固井滑套选择性分段压裂技术 ——施工步骤
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三、滑套式封隔器分段压裂技术
1.裸眼井固井滑套选择性分段压裂技术 ——施工步骤
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三、滑套式封隔器分段压裂技术
2. 封隔器滑套选择性分段压裂技术
一次多层压裂措施(酸化或砾石充填),最多压裂15层 (14个球座,1个趾端滑套),无需中心管。
喷射起裂及 水力封隔
压裂液 喷射压裂
工具 喷砂射孔 参数效率
1
一、水力喷射分段压裂技术
1.水力喷射分段压裂机理
• 射孔过程:Pv+Ph<FIP,不压裂
环空加压:Pv+Ph+Pa≥FIP,起裂 • 射流在孔底产生推进压力约2~3MPa,

水力压裂力学PPT课件

水力压裂力学PPT课件

w(r) 8 pR(1 2 ) 1 (r R)2 E
▪ 椭圆裂缝的体积为:
பைடு நூலகம்
(6.1)
V
1(6 1 2)R3
3E
pnet
▪ 半径为R的裂缝扩展的压力:
(6.2)
pnet
F E 2 1 2 R
第3页/共94页
(6.3)
▪ 对于缝高hf不变和无限大(即平面应变)裂 缝其最大宽度为:
w 2 pnethf 1 2 E
▪ KGD模型假设缝高远大于缝长,包括了缝端动态过程
控制裂缝延伸的假设
第19页/共94页
6.3 三维和拟三维模型
前面简单模型的局限性: 需要给定缝高或假设产生的是径向缝
原因: 不能断定裂缝是否被限制在某一特定的地层中 由井筒(压力最高处)至缝端的过程中缝高是 变化的
解决办法: 利用平面三维3D和拟三维(P3D)模型来弥补
▪ 在缝长远大于缝高的条件下成立 ▪ 没有考虑断裂力学和缝端的影响,而主要考虑了缝内
流体的流动以及相应的压力梯度的影响
第6页/共94页
KGD模型
▪ 假设每一水平截面独立作用,即假设裂缝面任一点处裂
缝宽度沿垂向变化远比水平方向的变化慢。
▪ 在缝高远大于缝长或者储积层边界产生完全滑移的条件
下成立
▪ 缝端区域起着很重要的作用,而缝内压力可以估算
(6.35) (6.36) (6.37) (6.38)
6F 水力压裂中的动量守恒
方程(6.34)实矢量方程,其分量形式可以写为:
dui dt
p xi
xi
x
yi
y
zi
z
gi
(6F.1)
上式的左边为物质导数,它可与偏导数建立关系:

第06章水力压裂分析PPT课件

第06章水力压裂分析PPT课件

1 Cr
Cb
4.井壁上的最小总周向应力
在地层破裂前,井壁上的最小总周向应力 应为地应力、井筒内压及液体渗滤所引起的
周向应力 之 和3 :y x . P i P i P s1 1 2 25
二、造缝条件
(一)形成垂直裂缝的条件
当井壁上存在的周向应力超过井壁岩 石的水平方向的抗拉强度时,岩石将在 垂直于水平应力的方向上产生脆性破裂, 即在与周向应力相垂直的方向上产生垂 直裂缝。造缝条件为:
th
.
26
1)当有滤失时:
x x ps x x ps
y y ps y y ps
当产生裂 缝时,井 筒内注入 流体的压 力等于地 层的破裂 压力:
pi pi
3 y x P i P i P s1 1 2
3 y x(p ip s) 2 1 1 2
h t
PF
.
PS
伸并填以支撑剂,关井后裂缝闭
合在支撑剂上,从而在井底附近
地层内形成具有一定几何尺寸和
导流能力的填砂裂缝,使井达到
增产增注目的工艺措施。 .
2
压裂材料






.
3
水力压裂的工艺过程:
憋压 造逢
裂缝延伸 充填支撑剂
裂缝闭合
压力/砂比/(MPa/%) 排量/(方/分)
80
4
70
3.5
60
3
50
2.5
1.裂缝形成条件
2.裂缝形态(垂直、水平缝)
3.裂缝方位
造缝条件及裂缝形态、方位等与井底附近地
层的地应力及其分布、岩石的力学性质、压裂
液的渗滤性质及注入方式. 有密切关系。

国内压裂技术介绍课件

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一、水力喷射分段压裂技术案例分析
8.套管完井水平井喷射分段压裂-X5-4-PB092井
X5-4-PB092井1960m,水平段746m,施工前产液11t/d,油2t/d,含水84.3%。 2009年7月滑套水力喷射加砂压裂三层,加砂120m3, 油8~14t/d,是压裂施 工前的4~7倍,含水降为45%。 微地震监测,三段裂缝走向明显,均垂直裂缝,长50-101m,高14-29m.
一、水力喷射分段压裂技术
3.技术参数
技术 参数
套管孔径15-25mm 喷砂压力30MPa,排量2.5-3.6m3/min 环空压力20MPa, 排量0.6-1.2m3/min 地面泵压40-90MPa 单层加砂量15-50方
一、水力喷射分段压裂技术
4.技术优势
射孔-压裂联作,简化了射孔后压裂管柱的工序 降低地层破裂压力,有助于裂缝的形成和延伸 逐层进行喷孔压裂,不需对已压开的井段进行封堵 不需要井下封隔器,降低井下作业风险 不受完井方式的限制,适用于裸眼井、套管井、筛管井增产措施
3、指标:
工艺管柱耐温、耐压指标达到100℃、80MPa 一趟管柱最多压裂15段 单趟管柱最大加砂规模达到160m3陶粒 最大卡距达到112m
应用情况: 2006年8月-2010年底,大庆油田形成了以双封单卡分段压裂为
2.水力喷射分段压裂工具(工具串组成)
实现水力喷射分段压裂工艺的关键之一
喷枪2
喷枪1
一、水力喷射分段压裂技术
2.水力喷射分段压裂工具
拖动式喷射器
滑套式喷射器
适用于4″~95/8″套管, ~5500m井深 材料和处理:喷嘴工作寿命6h以上 地面泵压力:40~90MPa,排量:1.0~3.5m3/min 施工层段数:1~5层(5 ½″套管),单层填砂量:15~50m3

水力压裂施工工艺曲线解析PPT课件

水力压裂施工工艺曲线解析PPT课件

• 在前置液阶段加入段塞砂时,泵压上升了1-3个MPa,说 明裂缝宽度增加。
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现场施工中得出的几点认识
携砂液阶段: • 在低砂比阶段,泵压出现下降趋势,是液柱压力
增加高于液体摩阻增加。 • 在高砂比阶段,泵压出现上升趋势,是液体摩阻
的增加高于液柱压力增加。
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波动型: 在P-t双对数坐标系中,压力 曲线上下波动(V),分析认为 是受地层物性特征的影响, 说明了同一地层物性的严重 非均质性。
P—t双对数曲线图
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上升型: 特点为排量稳定, 砂比稳定或提高, 泵压连续上升。
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曲线原因分析
上升型:有两种形态。
• 第一种是在P-t双对数 坐标系中,曲线斜率 较小(I),即上升速度 非常缓慢,说明裂缝 受地层渗透性差、层 薄,使裂缝在高度方 向延伸受阻,沿水平 方向延伸又缓慢。
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2
压裂施工过程的主要步骤
• 1、排空:目的是了解液罐供液情况和每台 压裂车的上水情况。
• 2、试压:目的是检查井口(总闸门以上部 位)及高压管线系统连接部位受压情况, 以保证正常施工。
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3
• 3、前置液阶段:小排量向地层挤入液体,了解井 下管柱是否畅通和地层的吸收能力;继续提高排 量,在井底产生足够的压力,使地层形成裂缝。
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讨论问题
在施工过程中,泵压受哪些方面的影响 (1)施工排量 (2)液体摩阻 (3)液氮 (4)地层本身

水力压裂技术(PPT课件)

水力压裂技术(PPT课件)

注入前置液
起扩 裂展
注入携砂液
(石英、陶粒)
压 裂 液 返 排
裂 缝 闭 合
高导流的人 工裂缝
15
水力压裂分类(按油藏工程观点):
⑴ 单井压裂:以单井为工作单元,以研究单井渗流方 式与渗流阻力的变化来实现单井产能提高; ⑵ 整体压裂:以低渗透油藏(或区块)为工作单元,以 建立的油藏注水开发井网与水力裂缝优化组合的渗流系 统,实现单井产能与扫油效率的提高。
水力压裂技术
医路顺风
1
压裂方法简介:Introduction of Fracturing
1.压裂的定义: 用压力将地层压开一条或几条水平的或垂直
的裂缝,并用(或不用支撑剂)将裂缝支撑起来, 减小油、气、水的流动阻力,沟通油、气、水的 流动通道,从而达到增产增注的效果。 2.压裂增产增注的原理: (1)改变流体的渗流状态; (2)降低了井底附近地层中流体的渗流阻力。
20
一、油井应力状况 Stress status
(一)地应力
z
⑴垂向应力:上覆层的岩石重量。
H
Z 0 Sgdz
y
有效垂向应力: Z ZPs
x
在三向应力作用下,x轴方向上的应变分别为:
x1
1 E
x
x2
E
y
x3
E
z
岩石弹性模量:岩石纵向应力与纵向应变的比例常数。
泊松比:横向应变与纵向应变比值,反映材料横向变形的 弹性系数。
3
水力压裂特点 技术成熟度高,是低渗透油气藏开发的主要技术。 形成单一裂缝,裂缝方向受地应力控制。对特低渗 油藏,远离裂缝处的油气难以流向裂缝。 技术还在不断完善,以适应油气田开发的需要,如超 深井压裂、重复压裂以及与其他技术的组合应用。

《水力压裂技术》PPT课件

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h
24
➢腐蚀 ➢破碎 ➢镶嵌
➢支撑挤下沉
➢破胶不彻底,胶质残余物堵塞
h
5
水力压裂的现场实施 压裂施工设备
h
6
水力压裂的现场实施 压裂施工设备
h
7
HQ2000型压裂车
外型尺寸: 11.78m×2.5m×3.97m 总 重:31.9t
前后桥距:8.7m
转弯半径:18m 离地间隙:260mm 离 去 角:24° 最高工作压力:103.4MPa 最高工作压力下排量:
h
15
几种压裂工艺
分层压裂工艺技术
油田开发进入中后期以后,层间矛盾加剧,水窜严重, 有针对性的分层压裂技术是挖潜的重要手段。
h
16
压裂防砂技术
A、树脂防砂机理
Байду номын сангаас
覆膜砂是在筛选好的石
英砂表面,涂敷一层能够耐
高温的树脂粘合剂,制成常
温下呈分散粒状的树脂覆膜
砂,施工时在泵入石英砂后
期将树脂覆膜砂尾追泵入油
层,在油层温度和压力下,
树脂粘合剂交联固化,在井
底附近形成一个渗透率较好
且具有一定强度的挡砂屏障
以达到防止地层出砂的目的

h
17
压裂防砂技术
树脂砂提高导流能力的机理主要体现在两方面: 1、树脂砂外层的树脂薄膜可以防止破碎砂粒的运动。 2、树脂砂达到一定温度后,将会胶结,使裂缝内的支撑 剂固结,这样可以进一步防止碎屑运移。
h
9
施工准备
井场准备 压裂液准备 支撑挤准备 应急方案
压裂施工
设备运转情况检查 施工监测
h
压裂液 支撑挤 管汇泵车 采油树 采油树保护器 安全会议 施工会议
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二、国内外现状及发展趋势
1.国外应用现状
2005年5月,水力喷射射孔环空压裂技术应用超过45口井,主要是垂直井作业,其中只有 两口水平井,绝大部分使用1.75″的连续管完成作业,平均增产40~60%。
2005年中期,水力喷射压裂技术在国外应用超过130多口井。包括酸化压裂、支撑剂压裂、 组合压裂和大排量清水压裂,涉及固水泥、不固水泥套管井、开槽衬管井、裸眼井。大部分为 陆上作业,有部分用于海上和深海作业。
水力喷砂射孔压裂技术是依据伯努利原理,将油管柱内液体的压能转化为喷嘴出 口处的高速动能,根据水动力学动量-冲量原理,射穿套管、沟通地层。压裂时采用 油、套混注的方式,通过控制喷射工具,准确选择裂缝起裂的位置与方向;裂缝形成 后,高速流体喷射进入孔道和裂缝,由于喷嘴出口处高速低压,具有喷射泵的吸液功 能,环空的流体在压差的作用下被吸入地层,维持裂缝的延伸,实现水力封隔。
7
水力喷射压裂技术特点
三、技术特点:
可根据每一口井的情况,定制喷射工具与参数;根据每一组裂缝的要求设计 工艺程序,确定裂缝大小、选择压裂液与环空介质。
通过喷射工具定位及喷嘴倾角与方向的调整,有效控制裂缝位置与裂缝产生 时的方向。
具有广泛的适应性。能用于水平井、大斜度井和垂直井,能在裸眼井、衬管 完井井眼和套管井内使用。根据需要,可使用钻杆、油管或连续管作业。
作业介质可使用酸液,在碳酸盐岩地层实施挤酸或酸化压裂; 环空介质可使用CO2/N2,在井下利用高压射流的强力剪切形成泡沫,实现 泡沫酸化或压裂,并避免在地面生成泡沫带来的摩阻大、到井下后泡沫性质改变 等问题。 采用双通道,环空和井底压力低,安全性好;还能通过改变环空流量快速调 整井底压裂液的浓度和泡沫性能。
8
水力喷射压裂技术特点
三、技术特点:
水力喷射压裂技术是一项能有效控制序号
特性
常规压裂
1
产生裂缝
压力
2
裂缝位置
无法精确预测
3
裂缝初始方向
无法预测
4
封隔方式
机械一段
水力喷射压裂 由射流产生裂缝 环空压力+射流增压使裂缝延伸
水力喷射压裂设备其优良的工艺特性及其安全性,受到各石油公司的迫切需求。目前, 其 核心技术只掌握在少数石油机械技术发达的国外公司之中;我国近年来也投入了大量科研 费用 研发这一项目。通过这几年不断的油田作业试验及改进,其技术逐渐成熟,逐步获得油 田认可, 特别是中石油主力油田---长庆油田油气田得以大量推广形成了批量化。
国外已应用超过1000口井,美国路易斯安那州西部Jannes Lime地层(裸眼完井)水力喷 射酸压处理过80多口井,平均每口井造缝8条,共造缝600多条。
从以上总体看,水力喷射压裂增产技术非常成功。在全世界范围内迅速发展,逐渐扩展到 加拿大、巴西、哈萨克斯坦、俄罗斯等,技术主要由Hulliburto公司和BJ公司等掌握。
4
水力喷射压裂技术国内外现状及发展趋势
二、国内外现状及发展趋势
1.国外应用现状
在国外,该技术于1998年发明并投入现场应用,2002年起应用规模、范围扩大,初期以裸 眼水平井分段增产改造为主,后期在垂直井内的应用日益增多。 2002年7月对已作业的62口井 的统计表明,截至当时,裸眼水平井内的应用最多,达到40口,垂直井应用11口,不到20%; 连续管作业18口,占30%;成功率较高,经济成功的有34口,工艺成功的有21口,只有7口井 失败。平均增产30 – 60%,成本与单级压裂相当或稍高。
现在水力压裂是油田增产、增注,保持油田稳产的一项重要工艺技术。它利用液体 传导压力的性能,在地面利用高压泵组,以大于地层吸收能力的排量将高粘度液体泵入 井中,在井底憋起高压,此压力超过油层的地应力和岩石抗张强度,在地层产生裂缝, 继续将带有支撑剂的携砂液注入裂缝,裂缝边得到延伸,边得到支撑。停泵后就在油层 形成了具有一定宽度的高渗透填砂裂缝,由于这个裂缝扩大了油气流动通道,改变了流 动方式,降低了渗流阻力,可起到增产增注作用,这一施工过程就叫油层水力压裂。已 广泛应用于低渗透油气田的开发中。
6
水力喷射压裂技术国内外现状及发展趋势
二、国内外现状及发展趋势
2.国内应用状况
我国于2005年与哈里伯顿公司合作采用常规油管在靖安油田靖平1井和庄平3井顺利完成增 产作业,这是该工艺在国内首次试验。
随着国家经济发展对能源的巨大需求、加之日益枯竭的能源危机,迫使能源勘探技术不断 革新,必须加大和有针对性对低压、低渗透率、低孔隙度的“三低”油气藏开发及煤层气、页 岩气等非常规油气资源的开发。目前,以上非常规油气资源的开采工艺是通过水力压裂达到工 业性油气流开发生产。
3
水力喷射压裂技术概要
一、概要
宝鸡赛孚石油机械公司与长庆油田油气工艺研究院合作开发的水力喷砂射孔(割 缝)技术,是集射孔、压裂、隔离一体化的增产措施,专用喷射工具产生高速流体射 穿套管、岩石,形成孔眼,孔眼底部依靠环空流体补液压力增高,超地层破裂压力后 起裂并造缝。
水力喷砂射孔压裂工具主要用于长庆油田、吉林油田、吐哈油田、青海油田等 国内各大油田。其中以长庆油田为主,年供货量在1000套以上。
高压超低渗油气层压裂增产技术 ——水力喷砂射孔压裂
宝鸡市赛孚石油机械有限公司
1
汇报提纲
一、概要 二、国内外现状及发展趋势 三、技术特点 四、配套工具介绍 五、现场使用情况 六、井口配套相关产品
2
水力喷砂射孔压裂技术概要
一、概要
水力压裂技术经过了近半个世纪的发展,特别是自80年代末以来,在压裂设计、压 裂液和添加剂、支撑剂、压裂设备和监测仪器以及裂缝监测等方面都获得了迅速的展, 使水力压裂技术在缝高控制技术、高渗层防砂压裂、重复压裂、深穿透压裂以及大砂量 多级压裂等方面都出现了新的突破。
2003年,首次在巴西的Campus湾海上一口井试作业并取得成功。且在技术成熟的基础上 寻求应用拓展。
2004年中期Hulliburton公司首次采用水力喷射射孔环空压裂技术(HJP-AF)——已定型为 一种新型压裂技术,利用常规尺寸连续管(1.5~2″)实现大型压裂,主要用于垂直井分段压裂。
5
水力喷射压裂技术国内外现状及发展趋势
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