压裂设计步骤
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取压裂车台数n=3（台）
20
13
解: (一) 确定压裂增产倍数及缝面面积 1.破裂压力 PF H = 0.018×2500=45.0MPa 2.闭合压裂: PC =PF-Pf=45.0-15.0=30.0MPa 图7－17 砂子与陶粒的导流能力 3. 在闭合压力PC=30.0MPa条件下，采用粒径0.42-0.84的 石英砂进行导流能力试验,当裂缝单位面积砂浓度为 4.87Kg/M2时，查图7-17，导流能力KfWf =50 m2 cm 4.假设产生垂直缝（ =15-18，地层深度2500M，一般 产生垂直缝）。导流能力比：
试进行压裂施工设计分析 此例中既没有给定压裂要达到的增产倍数，也没有给 定施工所需的压裂液和支撑剂用量，因此，既不属于第一 类，也不属于第二类，若按第一类方法设计则应首先确定 增产倍数， PC→通过实验或查图求出KfWf→由KfWf查图求出可能的增产 增产倍数。 若按第二类方法设计,则应首先确定压裂液总量,先假设 一组不同的压裂施工排量: Q →t→La→Wf→KfWf→Jf/J0,最后确定最优方案. 此题按第一类方法设计
(8) 地层温度80°C
10
(9) 井径9¾”, (10) 油层套管5½”,油管 2½” , (11)流体压缩系数6×10-3 (MPa)-1, (12) 岩石弹性模量 2.5×104MPa, 泊松比值0.25 (13) 地层油粘度 2×10-3 Pa•S, (14) 井距 400×400 m2.
K f W f K 40 50102 4 2.4710 A 2.5 40 0.4 4 2 2.4710 200
14
取有效缝长为供油半径的 50%能获得最理想的增产倍数 和较好的经济效益. 供油半径为井距之半,则缝长为: La=200×50%=100m 5.确定填砂裂面积 另由测井资料知道,该油层上下无遮挡层,裂缝将在油层上 下同时延伸(假设上下各超越5m),取缝高为25m 缝面积:
KPa
2．功率
19
N 0.0168 Pp Q 0.0168 31875 1.8 963 .9 KW N 963 .9 HP 1134 KW 0.85
3.压裂车台数
n1 HP 1134 2.14 hp 530
Q 1.8 n2 2.86 q 0.63
A 2H f La 2 25100 5000 m2
(二) 确定压裂液用量及加砂量 1.压裂液滤失系度: 由流态指数n=1可知
15
f K 0.03 pa s
K P 2.5 103 (45.0 26.2) 0.1 0.171 C1 0.171 0 . 03 f 2.17 103
取泵注时间为73分钟
3．求压裂液用量： U Q t 1.8 73 131m3
4．求加砂量： 按每平方米含砂4.87Kg，每方砂重2650 Kg计算
Vs 4.87 5000 9.19 m 3 2650
5．求携砂液:采用砂比15% 9.19/15%=61.3 m3
17
6．顶替液： 采用油管压裂液时 井筒体积= 0.062 2 2500 7.55
(7) 确定加砂量和加砂浓度
(8) 确定平衡压力
6
(二) 压裂设计的一般步骤
压裂设计分为两大类：
第一类设计： 已知地层条件，预定增 产倍数，寻求最佳方案
第二类设计： 先给定压裂液用量、排 量等，预测裂缝尺寸、增产倍数
7
第一种类型设计步骤：(预定增产倍数)
1. 由Pc 确定(KfWf) (一组数据)
压裂施工设计步骤
一 压裂设计的内容
二 压裂设计步骤
1
一、压裂设计 （一） 地质设计
（二） 工程设计
2
压裂工程设计的内容
1. 压裂施工井的基本情况和动态资料； (1) 施工井的基本数据 (2) 压裂层段基本数据 (3) 生产动态资料(油井生产方式，油咀尺寸（或泵径），油套压，
流 压，目前地层压力，油气产量，气油比，含水率等。)
m3/min, (3) 砂子粒径0.42-0.84mm(40-20目),砂
子密度2650Kg/m3 (4)缝内砂浓度：4.87Kg/m2
12
4.设备参数 压裂车单车功率hp=530KW, 最大压力50.0MPa ,压裂车效 率0.85,泵压30.0-40.0MPa时,排量0.85-0.63m3/min.
4
(5)确定压裂所需功率
水马力: 在单位时间内将一定量的液 体提升或泵送一定距离所需要的功率.
HP 16.7 P b Q
HP---(水马力)KW，Pb---MPa，Q---M3/min
(6) 确定压裂车台数
n1
HP hp
5
n2
Q q
n Max( n1 , n2 )
n为不小于n1,n2的整数
支撑剂
12. 成本核算,方案优选
第二种类型设计步骤
自学
9
压裂设计举例：
已知某油井，基本参数如下：
1．油层参数：
(1) 油层深度2500m, (2) 油层厚度15m,
(3) 每米射孔10孔，孔径10mm,
(4) 油层压力26.2MPa， (5) 生产流压15.0MPa, (6)孔隙度 10%, (7) 渗透率2.5×10-3µ m2 ,
(一组数据) 2. 由(KfWf) 及Jf/J0 确定LD
3. 确定H,A (有效缝面积)
A R
2
A 2 HL
计算C (一组数据)
4. 确定压裂液配方(若干),
5. 给定Q (若干), 计算缝宽W (若干组数据) 6. 用试算法确定施工时间 t (若干组数据) 给定t,计算A,将此A与步骤3中的A对比,若不相符, 重定t值再试
0.5
m / min
0.5
K C f C2 0.136P
2.25 103
m / min
C 9.8 10
3
m / min
2.求泵注时间: 设动态缝长为110M(比有效缝多10m)
16
由公式
L
2
1 Q t 2 HC
得:
2
2 25 9.8 103 110 2HCL t 73min Q 1 . 8
2
1 4
0.005 m 5mm
ds=0.42-0.84mm
W > 2-3ds
前位置液用量能满足支撑剂进入裂缝的要求
（三）确定泵压及压裂功率 1．泵压
Pb PF Pfr PH
2500 45000 650100 0.7 9.8 2500 31875
11
2. 压裂液参数
(1) 流态指数 n=1.0,
K=0.03N· Sn/m2(Pa· Sn),
(2) 稠度系数
(3)密度1000kg/m3,
(4) C3=9×10-3 m/(min)½, (5) 水摩阻650kPa/100m,
(6).压裂液摩阻为水的70% 3.施工参数 (1) 破裂压裂梯度0.018MPa/m,(2) 排量1.8
8
7. 确定压裂液总量
(若干组数据) (若干组数据)
V=Q•t
8. 确定加砂量
ห้องสมุดไป่ตู้
Vs= 裂缝砂浓度(Kg/m2)×面积A/每方砂重
9. 携砂液量=Vs / 砂比(体积浓度) 10. 顶替液量=井筒体积 11. 前置液量=总压裂液量V - 携砂液量-顶替液量 前置液用量核算：注完前置液后的缝宽=2~3d
4
m3
取顶替液10M3
（为防止产生缩颈现象，顶替液体积，一般
不得超过井筒体积的1.5倍）
前置液：131-61=70M3
检验前置液用量： t=V/Q=70/1.8=38.9 min
1 1.8 38 .9 L 73 4 2 25 9.8 10
18
Qf L W 0.153 GH f
2. 3. 4. 5. 6. 7.
低产原因分析； 施工目的依据,效果预测； 确定施工参数； 选择管柱,确定压裂方式,校核管柱强度； 成本核算,效益分析； 制定安全措施；
3
2、施工参数的确定
(1) 确定压裂液配方 (2) 确定压裂液用量及排量 (3) 确定压裂方式 (4) 确定施工泵压
Pb PF Pfr PH
20
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解: (一) 确定压裂增产倍数及缝面面积 1.破裂压力 PF H = 0.018×2500=45.0MPa 2.闭合压裂: PC =PF-Pf=45.0-15.0=30.0MPa 图7－17 砂子与陶粒的导流能力 3. 在闭合压力PC=30.0MPa条件下，采用粒径0.42-0.84的 石英砂进行导流能力试验,当裂缝单位面积砂浓度为 4.87Kg/M2时，查图7-17，导流能力KfWf =50 m2 cm 4.假设产生垂直缝（ =15-18，地层深度2500M，一般 产生垂直缝）。导流能力比：
试进行压裂施工设计分析 此例中既没有给定压裂要达到的增产倍数，也没有给 定施工所需的压裂液和支撑剂用量，因此，既不属于第一 类，也不属于第二类，若按第一类方法设计则应首先确定 增产倍数， PC→通过实验或查图求出KfWf→由KfWf查图求出可能的增产 增产倍数。 若按第二类方法设计,则应首先确定压裂液总量,先假设 一组不同的压裂施工排量: Q →t→La→Wf→KfWf→Jf/J0,最后确定最优方案. 此题按第一类方法设计
(8) 地层温度80°C
10
(9) 井径9¾”, (10) 油层套管5½”,油管 2½” , (11)流体压缩系数6×10-3 (MPa)-1, (12) 岩石弹性模量 2.5×104MPa, 泊松比值0.25 (13) 地层油粘度 2×10-3 Pa•S, (14) 井距 400×400 m2.
K f W f K 40 50102 4 2.4710 A 2.5 40 0.4 4 2 2.4710 200
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取有效缝长为供油半径的 50%能获得最理想的增产倍数 和较好的经济效益. 供油半径为井距之半,则缝长为: La=200×50%=100m 5.确定填砂裂面积 另由测井资料知道,该油层上下无遮挡层,裂缝将在油层上 下同时延伸(假设上下各超越5m),取缝高为25m 缝面积:
KPa
2．功率
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N 0.0168 Pp Q 0.0168 31875 1.8 963 .9 KW N 963 .9 HP 1134 KW 0.85
3.压裂车台数
n1 HP 1134 2.14 hp 530
Q 1.8 n2 2.86 q 0.63
A 2H f La 2 25100 5000 m2
(二) 确定压裂液用量及加砂量 1.压裂液滤失系度: 由流态指数n=1可知
15
f K 0.03 pa s
K P 2.5 103 (45.0 26.2) 0.1 0.171 C1 0.171 0 . 03 f 2.17 103
取泵注时间为73分钟
3．求压裂液用量： U Q t 1.8 73 131m3
4．求加砂量： 按每平方米含砂4.87Kg，每方砂重2650 Kg计算
Vs 4.87 5000 9.19 m 3 2650
5．求携砂液:采用砂比15% 9.19/15%=61.3 m3
17
6．顶替液： 采用油管压裂液时 井筒体积= 0.062 2 2500 7.55
(7) 确定加砂量和加砂浓度
(8) 确定平衡压力
6
(二) 压裂设计的一般步骤
压裂设计分为两大类：
第一类设计： 已知地层条件，预定增 产倍数，寻求最佳方案
第二类设计： 先给定压裂液用量、排 量等，预测裂缝尺寸、增产倍数
7
第一种类型设计步骤：(预定增产倍数)
1. 由Pc 确定(KfWf) (一组数据)
压裂施工设计步骤
一 压裂设计的内容
二 压裂设计步骤
1
一、压裂设计 （一） 地质设计
（二） 工程设计
2
压裂工程设计的内容
1. 压裂施工井的基本情况和动态资料； (1) 施工井的基本数据 (2) 压裂层段基本数据 (3) 生产动态资料(油井生产方式，油咀尺寸（或泵径），油套压，
流 压，目前地层压力，油气产量，气油比，含水率等。)
m3/min, (3) 砂子粒径0.42-0.84mm(40-20目),砂
子密度2650Kg/m3 (4)缝内砂浓度：4.87Kg/m2
12
4.设备参数 压裂车单车功率hp=530KW, 最大压力50.0MPa ,压裂车效 率0.85,泵压30.0-40.0MPa时,排量0.85-0.63m3/min.
4
(5)确定压裂所需功率
水马力: 在单位时间内将一定量的液 体提升或泵送一定距离所需要的功率.
HP 16.7 P b Q
HP---(水马力)KW，Pb---MPa，Q---M3/min
(6) 确定压裂车台数
n1
HP hp
5
n2
Q q
n Max( n1 , n2 )
n为不小于n1,n2的整数
支撑剂
12. 成本核算,方案优选
第二种类型设计步骤
自学
9
压裂设计举例：
已知某油井，基本参数如下：
1．油层参数：
(1) 油层深度2500m, (2) 油层厚度15m,
(3) 每米射孔10孔，孔径10mm,
(4) 油层压力26.2MPa， (5) 生产流压15.0MPa, (6)孔隙度 10%, (7) 渗透率2.5×10-3µ m2 ,
(一组数据) 2. 由(KfWf) 及Jf/J0 确定LD
3. 确定H,A (有效缝面积)
A R
2
A 2 HL
计算C (一组数据)
4. 确定压裂液配方(若干),
5. 给定Q (若干), 计算缝宽W (若干组数据) 6. 用试算法确定施工时间 t (若干组数据) 给定t,计算A,将此A与步骤3中的A对比,若不相符, 重定t值再试
0.5
m / min
0.5
K C f C2 0.136P
2.25 103
m / min
C 9.8 10
3
m / min
2.求泵注时间: 设动态缝长为110M(比有效缝多10m)
16
由公式
L
2
1 Q t 2 HC
得:
2
2 25 9.8 103 110 2HCL t 73min Q 1 . 8
2
1 4
0.005 m 5mm
ds=0.42-0.84mm
W > 2-3ds
前位置液用量能满足支撑剂进入裂缝的要求
（三）确定泵压及压裂功率 1．泵压
Pb PF Pfr PH
2500 45000 650100 0.7 9.8 2500 31875
11
2. 压裂液参数
(1) 流态指数 n=1.0,
K=0.03N· Sn/m2(Pa· Sn),
(2) 稠度系数
(3)密度1000kg/m3,
(4) C3=9×10-3 m/(min)½, (5) 水摩阻650kPa/100m,
(6).压裂液摩阻为水的70% 3.施工参数 (1) 破裂压裂梯度0.018MPa/m,(2) 排量1.8
8
7. 确定压裂液总量
(若干组数据) (若干组数据)
V=Q•t
8. 确定加砂量
ห้องสมุดไป่ตู้
Vs= 裂缝砂浓度(Kg/m2)×面积A/每方砂重
9. 携砂液量=Vs / 砂比(体积浓度) 10. 顶替液量=井筒体积 11. 前置液量=总压裂液量V - 携砂液量-顶替液量 前置液用量核算：注完前置液后的缝宽=2~3d
4
m3
取顶替液10M3
（为防止产生缩颈现象，顶替液体积，一般
不得超过井筒体积的1.5倍）
前置液：131-61=70M3
检验前置液用量： t=V/Q=70/1.8=38.9 min
1 1.8 38 .9 L 73 4 2 25 9.8 10
18
Qf L W 0.153 GH f
2. 3. 4. 5. 6. 7.
低产原因分析； 施工目的依据,效果预测； 确定施工参数； 选择管柱,确定压裂方式,校核管柱强度； 成本核算,效益分析； 制定安全措施；
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2、施工参数的确定
(1) 确定压裂液配方 (2) 确定压裂液用量及排量 (3) 确定压裂方式 (4) 确定施工泵压
Pb PF Pfr PH