压裂分析与设计ppt课件
合集下载
《压裂分析与设计》课件
压裂泵参数、压裂液配方、压裂井位和井网设计是压裂施工中需要考虑的重点问 题。
2
设计步骤
地质分析、压裂设计参数确定和压裂施工方案制定是压裂设计的三个重要步骤。
常见压裂技术及其应用
液压压裂 爆破压裂 液氮压裂 液化气压裂
常用于缝洞油藏和各种类别的气藏、沉积岩储层 以及从重质油和稠油中开采中等稠度的烃
适合开采致密砂岩、碎屑岩以及其他天然含气、 含油储层。
压裂技术分类及应用
因地域和油气藏差异而不同，技 术应用灵活。
压裂分析与设计
了解压裂技术的概念和基本原理，理解压裂分析的重要性及方法，掌握压裂 设计的关键问题和步骤，熟悉常见的压裂技术和其应用场景。
压裂技术概述
定义
压裂技术是一种利用高压液 体将能够储藏和透过的岩石 中灌入助裂剂，使原本无法 储藏和透过的的油、气等能 源，得以开采的工艺技术。
原理
靠高压液体将岩石裂缝扩展 并保持在被液体充填的状态， 高体积效率裂缝形成使岩心 渗透率得到提高，漏失区域 减少，从而提高了原油、天 然气的产量。
多用于低渗透储层和特别致密储层的增透提效， 具有成本低、效果好、可控性好的优点。
常用于致密钙质岩、含硫储层，与同种技术中其 他油气勘探和开采方法相比，具有工程质量高、 施工效率快、经济效益好等优点。
总结
压裂技术
在油气勘探和开采中发挥重要作 用。
压裂分析和设计
基本原则和方法是确保压裂施工 效果的关键。
分类
目前国内外常见的压裂技术 可分为液压压裂、爆破压裂、 液氮压裂、液化气压裂。
压裂分析
1 概念
压裂分析是指预测岩石断裂及其扩展规律的过程。
2 目的
ห้องสมุดไป่ตู้准确分析地层力学特征，为压裂施工方案设计提供理论依据，从而提高压裂后原油、天 然气的产出量。
压裂施工设计ppt-课件
( ) = ( ) 地层流体粘度及压缩性控制过程
K<1MD， 粘土含量高的砂岩气藏 对于实际油气田，属于这两种情况的都有。
0,180
min
( ) = ( ) 为了在井底有足够的流体憋起高压，选择施工排量要考虑的因素是：
90，270 max 孔眼摩阻大小直接与压裂液通过孔眼的流量有关，因此提高泵注排量，必将增大孔眼摩阻，每个射孔孔眼好象是一个井下油嘴，提高
压裂液渗入地层引起的井壁应力
(Pi Ps)112
井壁上的总周向应力
(3 y x) P i (P i P s)1 1 2
＝地应力+井筒内压+渗滤引起的周向应力
二、造缝条件
• 讨论应力的目的：
– 地层在何种条件下形成裂缝
a—产生垂直裂缝；b—产生水平裂缝 裂缝面垂直于最小主应力方向
岩石破裂力学研究两大基础
1 2 裂缝。
P (P P ) 水力压裂 Hydraulic Fracturing
四、压裂液对储层的伤害及保护
zi
is
1 用于二维、三维模型
缺点：导流能力不及沉降式砂子分布 选择施工排量时，必须首先考虑的是所选排量应大于地层吸液速度，否则无法憋起高压。
12 v
(P P ) 1 z
is
排量，井底压力随即上升，直到另一层压开。
• 随r增加， 迅速降低(平方次) 毛管力的作用致使压裂后返排困难和流体流动阻力增加。
施工排量Ｑ必须大于地层吸液速度Ｑ′，即最小极限排量。
深地层出现的多为垂直裂缝，浅地层出现水平裂缝的几率多。
• 应力集中 氮气相对来讲具有可压缩性并且难溶解，所以对水敏性地层几乎没有污染。
第二节 压裂液
•压裂液及其性能要求 •压裂液的滤失性 •压裂液的流动性质 •压裂液对储层的伤害及保护
压裂施工常见问题分析讲课PPT课件
-
8
压窜的原因分析
2、压裂过程中由于封隔器坏引起的套喷
封隔器是用来封隔油套环形空间的一种工 具，如果封隔器损坏，其胶筒不能膨胀，无 法封隔油套环形空间时，则形成套喷。上封 隔器损坏形成的套喷现象非常明显，因为油 套完全处于连通状态。我们可以通过上提验 封的办法来判断。
-
9
压窜的原因分析
3、压裂过程中由于油管打洞、断裂引起的套喷
造少解下蜡致如压反出对是多 以 法 开 已水中对导不果喷洗。待采炮压推发 上 通 井 压的井炮致开成或决是砂井这用生的常段开眼裂 到金中眼在。深器，类瞬在层是的井炮无的堵管 目属， 造 管井 将 压的 间压位将卡段由 成 柱塞离柱 的底 脏 不， 起眼炮方裂。卡距或部 物 开可 停于 的 限子压时 层第在下上处数眼法下 循 井通 泵注 污 压和不把，二压放提理有 环 ，过 憋入 染 内杂。量只层不至到办开死导导 洗 一正 放水 ， 压质，、 ，， 有处二其是理它重采高措新取渗施迅射透：速油孔大压层幅。前上度，用上
-
3
压 不 开
目的层 无注入量
的
原
因
低排量持续
分
高压不降
析
-
地质因素 管柱因素 井身因素
4
地质因素
地层物性较差，吸液困难， 在地面设备及井下工具所承受 的压力范围内无法把地层压开， 形成裂缝。
、处理措施
在不超压的基础上 瞬间起停泵憋放 挤酸
-
5
管柱因素
喷砂器被砂埋 压裂施工中替挤量不足
上提管柱过程中地层吐砂
大度但，越是脱低 压砂， 裂量性 液增能 成加越 胶，差不泵，好压砂，会比经逐越压渐高裂升，车高压大至力泵最上 剪高升 切允到 后许最 携
压裂基础知识ppt课件
No
Pump Minifrac
with Proppant Slugs
Pump Minifrac
Real Time Data Modelling
No
Pressure
Yes
Rise due to Prop.
Slugs?
Pump Proppant Slugs as per SPE 25892
75
Frac Job Flow Chart
72
Example Treatments
Frac Job Flow Chart
Input Speculative Fracture Geometry into Production
Simulator
Run Production Simulation with Fracture
Optimum
No
Fracture
FCD > 1 Fracture More Conductive FCD < 1 Fracture Less Conductive
FCD > 20 “Infinite Conductivity” 11
Advanced Concepts
Dimensionless Fracture Conductivity
则附加压降越大
66
支撑剂
8. 多相流
相对渗透率影响 与非达西流一样，降低有效渗透率
67
支撑剂
支撑剂的选择
根据井况对渗透率的要求进行支撑剂的优选 用厂方提供的一定闭合应力下的渗透率值
记住闭合应力可能增加 考虑非达西流和多相流情况
68
支撑剂
支撑剂的选择
一般人造支撑剂的渗透率是天然压裂砂的2-3倍， 即使在低闭合应力下也如此.
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
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
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
ppt课件
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
ppt课件
25
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
ppt课件
26
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
ppt课件
27
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，
《压裂基础培训》课件
环境保护法规的限制
随着全球对环境保护意识的提高，许多国家对压裂技术中的用水 、废弃物处理等方面提出了更严格的法规和限制。
技术更新换代的压力
随着油气开采难度的增加，对压裂技术的要求也越来越高，需要不 断更新技术和设备来满足开采需求。
高成本与低效益的矛盾
压裂技术的实施成本较高，而油气价格受市场波动影响大，导致压 裂技术的经济效益不稳定。
压裂技术的发展经历了从传统水力压裂到新型复合压裂的演变，技术不断进步和创新。
详细描述
自20世纪50年代以来，压裂技术经历了多个发展阶段。最初的传统水力压裂技术使用 单一的液体或气体来施加压力。随着技术的进步，复合压裂技术开始出现，结合了多种 液体和支撑剂来提高压裂效果。如今，新型的复合压裂技术已经成为主流，能够更有效
《压裂基础培训》ppt课件
• 压裂技术概述 • 压裂技术的基本原理 • 压裂技术的主要设备 • 压裂技术的实际应用案例 • 压裂技术的挑战与未来发展
01 压裂技术概述
压裂技术的定义
总结词
压裂技术是一种通过施加压力将岩石破碎，从而释放和增加油气井产量的技术 。
详细描述
压裂技术是一种广泛应用于油气开采领域的增产技术。通过使用高压力将岩石 破碎，形成裂缝，使油气在井筒内流动更加顺畅，从而提高油气的产量。
04 压裂技术的实际应用案例
油田开发中的应用案例
案例一
某油田采用压裂技术提高采收率 ，通过压裂改造，单井产量提高
30%，最终实现增产目标。
案例二
某油田针对低渗透油藏，采用压裂 技术实现有效开发，通过优化压裂 参数和工艺，提高了储层渗透率和 产能。
案例三
某油田在老油田二次开发中，利用 压裂技术对老井进行改造，成功挖 掘出剩余油藏潜力，提高了采收率 。
随着全球对环境保护意识的提高，许多国家对压裂技术中的用水 、废弃物处理等方面提出了更严格的法规和限制。
技术更新换代的压力
随着油气开采难度的增加，对压裂技术的要求也越来越高，需要不 断更新技术和设备来满足开采需求。
高成本与低效益的矛盾
压裂技术的实施成本较高，而油气价格受市场波动影响大，导致压 裂技术的经济效益不稳定。
压裂技术的发展经历了从传统水力压裂到新型复合压裂的演变，技术不断进步和创新。
详细描述
自20世纪50年代以来，压裂技术经历了多个发展阶段。最初的传统水力压裂技术使用 单一的液体或气体来施加压力。随着技术的进步，复合压裂技术开始出现，结合了多种 液体和支撑剂来提高压裂效果。如今，新型的复合压裂技术已经成为主流，能够更有效
《压裂基础培训》ppt课件
• 压裂技术概述 • 压裂技术的基本原理 • 压裂技术的主要设备 • 压裂技术的实际应用案例 • 压裂技术的挑战与未来发展
01 压裂技术概述
压裂技术的定义
总结词
压裂技术是一种通过施加压力将岩石破碎，从而释放和增加油气井产量的技术 。
详细描述
压裂技术是一种广泛应用于油气开采领域的增产技术。通过使用高压力将岩石 破碎，形成裂缝，使油气在井筒内流动更加顺畅，从而提高油气的产量。
04 压裂技术的实际应用案例
油田开发中的应用案例
案例一
某油田采用压裂技术提高采收率 ，通过压裂改造，单井产量提高
30%，最终实现增产目标。
案例二
某油田针对低渗透油藏，采用压裂 技术实现有效开发，通过优化压裂 参数和工艺，提高了储层渗透率和 产能。
案例三
某油田在老油田二次开发中，利用 压裂技术对老井进行改造，成功挖 掘出剩余油藏潜力，提高了采收率 。
《压裂工艺技术》PPT课件
（三） 压裂工具与管柱
压裂管柱组配和使用技术要求：
①压裂管柱采用N-80以上钢级的外加厚油 管和短节组配。
②封隔器卡点应选择在套管光滑部位，避 开套管接箍。
③压裂管柱喷砂器与封隔器直接连接，最 下一级封隔器以下的尾管长度不小于8m。管柱 底端距井内砂面或人工井底距离不小于10m。
（三） 压裂工具与管柱
④按照施工设计精确配出封隔器卡距、油 管下入深度，卡点深度与设计深度误差不超过 ±0.2m。
⑤由K344-114封隔器组成的浅井分压多层 管柱最多允许使用4级封隔器，允许上提一次。 该管柱承压能力为40 Mpa。
⑥压裂管柱是专用管柱，严禁用于替喷、 冲砂、压井、打捞等作业施工。
（三） 压裂工具与管柱 滑套式分层压裂管柱
（三）压裂的应用
大约40%完钻井数实施了压裂
125
80
100
1981年
1991年
2001年
全球压裂井次（万口）
美 石油储量的30%是通过压裂改造才达到经济开采条件的。
国 北 通过压裂增加130亿吨石油储量。
美 我 已探明低渗透地质储量约40亿吨,这些储量只有通过 国 压裂改造才能具备工业开采价值。
4 ± Ê »æ ͼ Æ÷
H D E ÏÖ ³¡ ²Î Êý У Õý ÒÇ ¡¢ S M ¡ª A ѹ ²î ʽ É°ÃÜ ¶È ¼Æ
1 ¡¢ ´ó ± à ˮ ¹¦ ÂÊ 1 3 0 0 Âí Á¦ £» 2 ¡¢ Öù Èû Ö±¾¶ 1 1 4 . 3 m m £» 3 ¡¢ ³å ³Ì 2 0 3 . 2 m m ¡£
²Ù ×÷Ä£ ʽ
ÊÖ ¿Ø
ÒÇ ±í ³µ
´ó ±Ã ¿Ø ÖÆ
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
压
支
裂
撑
液
剂
.
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。
《压裂工艺技术》PPT课件
（一）压裂的机理
利用地面高压泵， 注入液体压开缝。 填充适量支撑剂， 改善地层渗透性。
（二）压裂技术的发展
1947年在美国进行了首次水力压裂增产作业 六十年代，压裂主要作为单井的增产、增注措施 七十年代，进入低渗透油田的勘探开发领域 八十年代以后，成为提高采油速度和原油采收率 及油田开发效益的重要手段。
(二) 压裂设备
混
砂 车
一是把支撑剂与压裂液充分混合,
的
二是为泵车提供充足的液体。
作
用
最大排量15.9 m3/min,最大输 送砂量8165 Kg /min,8个泵车 接口。
(二) 压裂设备
仪
表 车
一是控制泵车和混砂车的运行参数
的 作
二是适时记录及监测分析施工参数
用
201队在用压裂设备综合性能参数表
（一）压裂施工过程
⑵ 试压
缓慢平稳启动压裂车高压泵，对井口阀 门以上的设备和地面压裂流程管线进行承受 高压性能试验，试验压力为预测泵压的1.2－ 1.5倍，稳压5min，不刺不漏，压力不降为合 格。
（一）压裂施工过程
（3） 试挤
打开井口阀门，关闭循环放空阀门，逐台 启动压裂车，按压裂施工设计规定的试挤排量 将压裂液试挤入油层，压力由低到高至稳定为 止。目的是检查井下管柱及井下工具情况，检 查压裂层位的吸水能力。
77.5 107.9 130.2 150.1 181.3 221.5 283.3
（一）压裂施工过程
1、压裂准备 (4) 连接地面压裂流程 地面管线要使用N80以上钢级的油管和短节，
禁止使用软管线，并要求保证不刺不漏。 （5） 准备好压裂材料 主要是指压裂液和支撑剂。
（一）压裂施工过程
2、压裂施工工序
13压裂技术PPT课件
5 – 支撑剂在缝中向更远处前进， 随着压裂液继续向渗透性地层的 滤失 ，可到达水力裂缝的端部。
6 –停止泵注压裂液/携砂液，缝 内压裂液继续向渗透性地层滤失 。
7 – 裂缝闭合在支撑剂上，在地层 留下一条导流通道。
1 2
3
地面泵压 5
4
6
排量 砂比
理想的地面施工压力变化示意图
1 –开始泵注压裂液，地层破裂 2 – 裂缝随压裂液的泵注而延伸
18
Mfrac可实现多层压裂裂缝三维几何尺寸、并实现多裂缝的可视
化的显示和复杂裂缝的模拟。
19
Gohfer基于离散方法论、采用全三维模型、考虑各种复杂的地层因素，能
模拟非对称裂缝、复杂裂缝形状。
20
5、实施水力压裂基本条件
施工设备与管柱
基
施工工艺
本
施工参数
条
件
施工材料
配套措施
满足特定施工工艺条件下的地 层改造需要。
胜利油田压裂技术应用现 状
2013.11
1
提纲
一、压裂技术发展概况 二、大型压裂技术 三、机械分层压裂技术 四、非常规储层压裂技术
一、压裂技术发展概况
1、水力压裂的定义 2、水力裂缝延伸过程及关联的物理机理 3、水力压裂工艺技术分类 4、水力压裂设计方法 5、实施水力压裂的基本条件 6、水力压裂技术系列
3 – 支撑剂以悬浮状态进入水力裂缝
4 – 支撑剂随着泵注的继续向更远处
运移
5 –支撑剂在缝中向更远处前进，
7
随着压裂液继续向渗透性地层的滤
失 ，可到达水力裂缝的端部。
6 –停止泵注压裂液/携砂液，缝 内压裂液继续向渗透性地层滤失 。
7 –裂缝闭合在支撑剂上，在地层 留下一条导流通道。
6 –停止泵注压裂液/携砂液，缝 内压裂液继续向渗透性地层滤失 。
7 – 裂缝闭合在支撑剂上，在地层 留下一条导流通道。
1 2
3
地面泵压 5
4
6
排量 砂比
理想的地面施工压力变化示意图
1 –开始泵注压裂液，地层破裂 2 – 裂缝随压裂液的泵注而延伸
18
Mfrac可实现多层压裂裂缝三维几何尺寸、并实现多裂缝的可视
化的显示和复杂裂缝的模拟。
19
Gohfer基于离散方法论、采用全三维模型、考虑各种复杂的地层因素，能
模拟非对称裂缝、复杂裂缝形状。
20
5、实施水力压裂基本条件
施工设备与管柱
基
施工工艺
本
施工参数
条
件
施工材料
配套措施
满足特定施工工艺条件下的地 层改造需要。
胜利油田压裂技术应用现 状
2013.11
1
提纲
一、压裂技术发展概况 二、大型压裂技术 三、机械分层压裂技术 四、非常规储层压裂技术
一、压裂技术发展概况
1、水力压裂的定义 2、水力裂缝延伸过程及关联的物理机理 3、水力压裂工艺技术分类 4、水力压裂设计方法 5、实施水力压裂的基本条件 6、水力压裂技术系列
3 – 支撑剂以悬浮状态进入水力裂缝
4 – 支撑剂随着泵注的继续向更远处
运移
5 –支撑剂在缝中向更远处前进，
7
随着压裂液继续向渗透性地层的滤
失 ，可到达水力裂缝的端部。
6 –停止泵注压裂液/携砂液，缝 内压裂液继续向渗透性地层滤失 。
7 –裂缝闭合在支撑剂上，在地层 留下一条导流通道。
压裂设计步骤PPT课件
13
学生常见病预防知识
解:
(一) 确定压裂增产倍数及缝面面积
1.破裂压力
= 0.018×2500=45.0MPa
P H 2.闭合压裂:
PC =FPF-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
7
学生第常见病一预防种知识类型设计步骤：(预定增产倍数)
1. 由Pc
确定(KfWf) (一组数据)
2. 由(KfWf) 及Jf/J0 确定LD (一组数据)
3. 确定H,A (有效缝面积)
A R2
A 2HL
4. 确定压裂液配方(若干), 计算C (一组数据) 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
流压，目前地层压力，油气产量，气油比，含水率等。)
2. 低产原因分析； 3. 施工目的依据,效果预测； 4. 确定施工参数； 5. 选择管柱,确定压裂方式,校核管柱强度； 6. 成本核算,效益分析； 7. 制定安全措施；
3
学生常见病预防知识
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
4
学生常见病预防知识
(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 16.7Pb Q
HP---(水马力)KW，Pb---MPa，Q---M3/min
学生常见病预防知识
解:
(一) 确定压裂增产倍数及缝面面积
1.破裂压力
= 0.018×2500=45.0MPa
P H 2.闭合压裂:
PC =FPF-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
7
学生第常见病一预防种知识类型设计步骤：(预定增产倍数)
1. 由Pc
确定(KfWf) (一组数据)
2. 由(KfWf) 及Jf/J0 确定LD (一组数据)
3. 确定H,A (有效缝面积)
A R2
A 2HL
4. 确定压裂液配方(若干), 计算C (一组数据) 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
流压，目前地层压力，油气产量，气油比，含水率等。)
2. 低产原因分析； 3. 施工目的依据,效果预测； 4. 确定施工参数； 5. 选择管柱,确定压裂方式,校核管柱强度； 6. 成本核算,效益分析； 7. 制定安全措施；
3
学生常见病预防知识
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
4
学生常见病预防知识
(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 16.7Pb Q
HP---(水马力)KW，Pb---MPa，Q---M3/min
《压裂施工》课件
04
压裂施工安全与环保
施工安全措施
员工安全培训
确保所有员工都接受过压裂施工 安全培训，了解操作规程和应急
处理措施。
设备维护与检查
定期对压裂设备进行维护和检查， 确保设备处于良好工作状态，防止 发生故障。
安全作业程序
制定严格的安全作业程序，要求员 工在施工前进行安全风险评估，并 采取相应的预防措施。
对施工现场进行清理，确 保设备和管线得到妥善保 养和维护。
质量评估与反馈
对施工质量进行评估，总 结施工经验教训，提出改 进措施和建议。
03
压裂施工设备
压裂泵
01
02
03
04
压裂泵是压裂施工中的核心设 备，用于提供高压液体，将地
层压开并支撑裂缝。
压裂泵的种类繁多，根据不同 的应用场景和施工需求，可以
压裂施工的原理
01
02
03
高压注入
在压裂施工中，需要使用 高压泵将压裂液注入地层 ，以将地层压开裂缝。
支撑剂的填充
在裂缝形成后，需要将支 撑剂注入裂缝，以保持裂 缝的开启状态并增加油气 渗透性。
压裂液的回收
在压裂施工完成后，需要 将压裂液从地层中回收， 以便重复使用。
02
压裂施工流程
施工前的准备
混砂车的性能参数包括砂罐容量、砂 子粒度、混合比例等，这些参数对压 裂施工的效果有重要影响。
在选择混砂车时，需要考虑其容量、 搅拌能力、可靠性以及维护成本等因 素。
供ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ车
供液车是压裂施工中的辅助设备之一，用于提供充足的 压裂液。
供液车的工作原理是通过泵将压裂液从储罐中抽出，经 过滤、增压后输送到压裂泵和混砂车中。
环保与可持续发展
压裂施工曲线分析 PPT
压裂施工曲线分析
水力压裂是油气井增产的一项重要措施, 当地面高压泵组将高粘度液体以超过地层吸 收能力的排量注入井中,在井底产生的力,超过 井壁附近地应力和岩石抗张强度后,即在地层 中形成裂缝,随着带支撑剂的液体注入地层中, 裂缝逐渐向前延伸形成具有一定长度、宽度、 高度的填砂裂缝。这些裂缝具有较高的导流 能力,改变了油气渗流流态,由原来的径向流改 变为从地层单向流入裂缝,再由裂缝单向流入 井筒,使油气井产量大幅度提高。
无明显破裂显示的层一般是:地层位于断层附近、地层 微裂缝发育、重复压裂层等。
2、携砂液时期曲线类型
下降型: 特点是当排量稳定 时,随着压开裂缝的 延伸和扩展,砂比逐 渐加大,泵压连续下 降。
下降稳定型: 特点为排量相对稳定 时,随着裂缝延伸和 扩展,砂比逐步增加, 泵压下降至一定程度 后相对稳定。
携砂液曲线形态认识分析
• ②加砂曲线形态与地层性质有关:地层物性较好,且 均质,曲线多为下降型。
地层物性差异大,渗透率大小变化,携砂液在裂缝中 通过时受阻,使泵压上、下波动,曲线多为波动型。
• 下降、下降稳定型:是现场施工比较理想的类型,施工成功 率、有效率较高,但应注意井浅、断裂破碎带、薄夹层或 邻层为高渗透层时,液体是否滤失较大。
P—t双对数曲线图
携砂液曲线形态认识分析
• ①加砂曲线的形态与压裂液的性质有关:压裂液性质好坏 与携砂能力、摩阻等有特别大关系。
在其他条件相同时,高粘度水基压裂液比低粘度水基压裂液 造成的裂缝宽度和长度要大。因此高粘度凝胶水基压裂液 能产生长而宽的裂缝,携砂液容易在裂缝中运动,一般高粘 度压裂液的加砂曲线形态多为下降型和下降稳定型;低粘 度压裂液的加砂曲线形态有多种形态。
• 上升型:斜率特别小的上升型曲线属正常的施工曲线,现场 施工时应采取小排量、低砂比慢速施工,扩大施工规模。 斜率近为1的上升曲线是最令人担心曲线类型,现场应合理 调小砂比、排量,以便达到设计加砂量要求。若曲线斜率 大于1时,应马上停止加砂,泵入顶替液防止发生砂堵。
水力压裂是油气井增产的一项重要措施, 当地面高压泵组将高粘度液体以超过地层吸 收能力的排量注入井中,在井底产生的力,超过 井壁附近地应力和岩石抗张强度后,即在地层 中形成裂缝,随着带支撑剂的液体注入地层中, 裂缝逐渐向前延伸形成具有一定长度、宽度、 高度的填砂裂缝。这些裂缝具有较高的导流 能力,改变了油气渗流流态,由原来的径向流改 变为从地层单向流入裂缝,再由裂缝单向流入 井筒,使油气井产量大幅度提高。
无明显破裂显示的层一般是:地层位于断层附近、地层 微裂缝发育、重复压裂层等。
2、携砂液时期曲线类型
下降型: 特点是当排量稳定 时,随着压开裂缝的 延伸和扩展,砂比逐 渐加大,泵压连续下 降。
下降稳定型: 特点为排量相对稳定 时,随着裂缝延伸和 扩展,砂比逐步增加, 泵压下降至一定程度 后相对稳定。
携砂液曲线形态认识分析
• ②加砂曲线形态与地层性质有关:地层物性较好,且 均质,曲线多为下降型。
地层物性差异大,渗透率大小变化,携砂液在裂缝中 通过时受阻,使泵压上、下波动,曲线多为波动型。
• 下降、下降稳定型:是现场施工比较理想的类型,施工成功 率、有效率较高,但应注意井浅、断裂破碎带、薄夹层或 邻层为高渗透层时,液体是否滤失较大。
P—t双对数曲线图
携砂液曲线形态认识分析
• ①加砂曲线的形态与压裂液的性质有关:压裂液性质好坏 与携砂能力、摩阻等有特别大关系。
在其他条件相同时,高粘度水基压裂液比低粘度水基压裂液 造成的裂缝宽度和长度要大。因此高粘度凝胶水基压裂液 能产生长而宽的裂缝,携砂液容易在裂缝中运动,一般高粘 度压裂液的加砂曲线形态多为下降型和下降稳定型;低粘 度压裂液的加砂曲线形态有多种形态。
• 上升型:斜率特别小的上升型曲线属正常的施工曲线,现场 施工时应采取小排量、低砂比慢速施工,扩大施工规模。 斜率近为1的上升曲线是最令人担心曲线类型,现场应合理 调小砂比、排量,以便达到设计加砂量要求。若曲线斜率 大于1时,应马上停止加砂,泵入顶替液防止发生砂堵。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
入口摩阻：包括孔眼摩阻和近井筒摩阻
——采用降排量分析方法确定 ——
理想的裂缝
理想裂缝
实实际际的裂裂缝缝
2.实例分析
井筒结构：
套管 油管
下入深度 内径（cm） 外径（cm） 钢级
2880 2765
15.479 4.707
17.78 7.302
N-80 N-80
射孔深度：
2770—2775 m 采用TY102-127，孔径为1.25 cm，孔密为16 个/m
闭合应力：地层裂缝闭合时液体压力
——理想条件时，为地层最小水平主应力
——地层复杂时，为裂缝高度贯穿地层最小水平主应力的平均值
确定闭合压力方法
井底压力
平方根法
G函数法
双对数法
ISIP（瞬间停泵压力） 净压力
闭合时间
时间
1.2 压裂分析模块
平方根法：
BHP
Fracture closure
双对数法：
Fracture closure
实例分析—清水压裂
测试压裂分析
井底瞬间停泵压力40.71 MPa
井底闭合压力35.72 MPa， 闭合应力梯度0.0129 MPa/m， 闭合时间61 min， 净压力4.99 MPa
实例分析—清水压裂
测试压裂分析
井底闭合应力35.71 MPa， 闭合应力梯度0.0129 MPa/m, 闭合时间60.52 min， 净压力5 MPa
小型压裂闭合压力分析的基础是裂缝闭合前的流体流动为线性流，闭合
后为过度阶段
1.2 压裂分析模块
G函数法： BHP
Fracture closure
Reference line
BHP
Fracture closure
Reference line
Pressure, dP/dG, G*dP/dG
Pressure, dP/dG, G*dP/dG
压裂分析解释和设计
汇报提纲
1、三维压裂设计软件介绍 2、实例分析
1.1 Fracpro PT的主要模块
压裂分析模块
进行测试压裂分析和净压力拟合，可以确定闭合应力，地 层参数，分析近井筒摩阻和多裂缝效应。
压裂设计模块
评价最合适的裂缝缝长，生成设计施工泵序一览表。
产能模块
根据设计模块中压裂裂缝扩展和支撑剂运移模型，模拟支 撑剂浓度剖面对产能的影响
Pressure, dP/dt
Log Scale (ΔP, t*dΔP,dΔt)
ΔP = BHP-ISIP
½-slope
dP/dt
Reference line
linear flow
1-slope
Δt*dΔP/dΔt Radial flow
Square-root-of-shutdown time
Log Scale (Δt = t-t shut-down)
G*dP/dG dP/dG
G-function
BHP
Fracture closure
Reference line
Pressure, dP/dG, G*dP/dG
G*dP/dG
dP/dG
Deviation above reference line could indicate pressure dependent
净液体积 (m3) 18.927 3.785 7.571 11.356 18.927 30.283 45.425 64.352 4.905
150
200
250
300
缝长 m
结论：缝长150 m为最优
实例压裂设计
泵序一览表
泵注阶段类型
主压裂的前置液 主压裂的携砂液 主压裂的携砂液 主压裂的携砂液 主压裂的携砂液 主压裂的携砂液 主压裂的携砂液 主压裂的携砂液 主压裂的顶替
排量 (m3/min)
3 3 3 3 3 3 3 3 3
支撑剂浓度 (kg/m3) 0 60 120 180 240 300 359 419 0
胍胶造壁系数9×10-5 m/min0.5， 泥岩闭合应力梯度0.016 MPa/m
实例分析—主压裂
净压力拟合
多裂缝效应
时间 体积因子 开缝因子
01
1
17 1
1
40 1.5
1.5
67 3
3
滤失因子 1 1 1.5 3
结论：随着加砂液的泵入，有更多的裂缝张开
加砂量 t 累积产量 ×104m3
实例压裂设计
两种方法平均值：
井底闭合应力35.71 MPa， 闭合应力梯度0.0129 MPa/m
实例分析——清水压裂
入口摩阻分析
净压力拟合
孔眼摩阻1.11 MPa 近井筒摩阻0.64 MPa
结论：以孔眼摩阻为主
砂岩渗透率0.022 md
Btm
实例分析—胍胶压裂
入口摩阻分析
净压力拟合
孔眼摩阻0.56 MPa 近井筒摩阻0.46 MPa 结论：与清水压裂相比 孔眼摩阻降低
优化缝长：
长度（米） 50
102.3 150.9 207.6 251.1
加砂量（吨） 产量（万方）
6.8
330.3
17.7
423.8
36.3
508.8
61.8 99.1
561 583.3
700 600 500 400 300 200 100
0 0
700
600
500
400
300
200
100
0
50
100
leakoff/fissure opening
G-function
G*dP/dG
dP/dG
Deviation below reference line could indicate height recession
G-function
BHP
Fracture closure Reference line
G*dP/dG
Pressure, dP/dG, Gห้องสมุดไป่ตู้dP/dG
dP/dG
Linear behavior, but intersection above the origin could indicate fracture growth after shut-down
G-function
1.2 压裂分析模块
2.实例分析
储层物性：
储层深度为2756—2775 m； 测井渗透率为1 md； 孔隙度为10%； 含油饱和度为70%； 孔隙压力：27.29 MPa 流体压缩系数：0.0366 1/MPa 粘度：0.03 mpa·s 杨氏模量：20000 MPa 泊松比：砂0.2，泥0.25
压裂液和支撑剂：
压裂液为0.45%的胍胶 支撑剂为20-40目的陶粒
数据转换模块
1.2 压裂分析模块
压裂分析的步骤：
测试压裂分析 入口摩阻分析
确定闭合应力、瞬间停泵压力 和净压力
确定孔眼摩阻和近井 筒摩阻
净压力拟合
确定砂岩渗透率、多裂缝系数和 造壁系数
模拟净压力是由计算机根据模型计算得到
测定净压力： Pnet Ptub P液柱 P摩阻 Pc
1.2 压裂分析模块