第七章增产措施

注水
4) 污水处理： 重点：1)脱油、过滤、水质稳定
来水 沉降 粗粒化 过滤 清水罐 注入
污水处理流程图 1）处理后的水应达到注水的水质标准。 2）处理后不腐蚀管线和设备，不产生结垢和堵塞。 3）不与地层水起反应生成沉淀。 5)海水处理： 重点：1）机械杂质处理—多级过滤
2）脱氧处理—不同方法多级脱氧
醛类 —甲醛、乙醛、乙二醛等
水力压裂
破胶剂
生物酶体系 适用温度21—5ຫໍສະໝຸດ Baidu℃,pH值范围pH=3—8,最佳pH=5
氧化破胶剂 适用于 pH=3—14。普通氧化破胶剂适用温度 54—93℃；延迟活化氧化破胶剂适用温度 83—116℃，常用氧化破胶剂是过硫酸盐。
有机弱酸 很少用作水基压裂液的破胶剂,适用温度大于93
纤维素衍生物 — 羧甲基纤维素钠盐（CMC） — 羟乙基纤维素（HEC） — 羧甲基羟乙基纤维素（CMHEC）
生物聚多糖
水力压裂
交联剂
两性金属（非金属）含氧酸盐 —硼酸盐、铝酸盐、锑酸盐和钛酸盐等 弱酸强碱盐
无机盐类两性金属盐 —如硫酸铝、氯化铬、硫酸铜、氯化锆等强酸弱碱盐
无机酸脂 —如钛酸脂、锆酸脂
水力压裂
２）构造应力
定义 －构造运动引起的应力增量。
特点 —构造应力属于水平的平面应力状态 —挤压构造力引起挤压构造应力 —张性构造力引起拉张构造应力 —构造运动的边界影响使其在传播过程中逐渐衰减。
在断层和裂缝发育区是应力释放区。 — 正断层，水平应力x可能只有垂向应力z的1/3， — 逆断层或褶皱带的水平应力可大到 z的3倍。
随着井壁半径的增加，周向应力迅速减少，而压应力则增加。 井壁上的总应力＝地应力+井筒内压+渗滤引起的周向应力。
４．破裂压力梯度
矿场统计 当αF < 0.015～0.018 MPa/m, 形成垂直裂缝 当αF > 0.022～0.025 MPa/m, 形成水平裂缝
水力压裂
二、压裂液
压裂液的组成:
水力压裂
３）热应力
定义 温度变化在地层内部引起的内应力增量，与温度变化和岩石 的热力学性质有关。
２．人工裂缝方位
裂缝方向总是垂直于最小主应力 显裂缝地层很难出现人工裂缝。 微裂缝地层
垂直于最小主应力方向； 基本上沿微裂缝的方向发展，把微裂缝串成显裂缝。
水力压裂
３．井壁应力分布
应力集中引起的井壁应力大于原地应力，这是地层破裂压力 大于原地应力的一个重要因素。
增产作用
解除深而严重的堵塞。 改变流动形态，大大降低流动阻力。
水力压裂
一、水力压裂造缝机理
破裂 压
加砂
力
F 前置液
携砂液
停泵 裂缝闭合
a b
排量不变，提高砂比，压力 H 升高反映了正常的裂缝延伸
E
a—致密岩石 b—微缝高渗岩石
管内摩阻 裂缝延伸压力（静)
净裂缝延伸压力
C
裂缝闭合压力（静）
S 地层压力（静）
油气藏增产原理
第二节 水力压裂
用高压泵组将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排液量注入井中， 在井底憋起高压，使地层产生裂缝。然后继续将带有支撑剂（通常是颗 粒比较均匀的石英砂）的压裂液注入缝中，停泵后即可在地层中形成足 够长度、一定宽度和高度的填砂裂缝。它具有很高的渗透能力，大大改 善了油气层的渗透能力，使油气畅通流入井中，起到增产增注作用。
1）水易获取，而气的来源很受限制； 2）水在油藏中具有扩展能力，洗油能力高； 3）注水的设备与工艺比较简单。
注水
一 、注水方式 边外注水（适合于中小型油藏）
注水方式 切割注水（适合于大型油藏） 面积注水（ 适于复杂断块油藏、后期强化开采） 底部注水（适合于底水油藏）
但对于很小的油藏，可依靠天然水的补给开发。 而十分致密的油藏和小的透镜体油藏不能注水。 水源：(水量充足,水质稳定,处理简便,成本低) （1）地面水：淡水，水质、水量不稳定。 （2）河床等冲积层水：淡水，水质、水量稳定。 （3）海水：盐水，量足，使用方便。 （4 ）地层水 ：淡水或盐水 （5 ）采出水：污水回注
注水
二、常用的水处理措施： 1）机械杂质的处理 经沉淀，机械杂质含量 < 50 mg / l 经过滤，机械杂质 < 2 mg / l 2）化学处理 加聚凝剂：提高沉降和过滤效果（明矾和硫铝） 软化处理：使水质稳定（用明矾、石灰或锰砂） 杀菌：用氯气或甲醛 3）脱氧处理 化学处理：用亚硫酸钠 气提脱氧：天然气与水逆流冲刷 真空脱氧：
前置液 携砂液 顶替液 （完整的压裂泵注程序中还可以有清孔液、前垫液、
预前置液）
水力压裂
对压裂液性能的要求：
(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。
水力压裂
１．压裂液类型 水基压裂液 油基压裂液
泡沫压裂液 酸基压裂液 液化汽压裂液
水力压裂
１）水基压裂液 发展 活性水压裂液稠化水压裂液水基冻胶压裂液 水基冻胶压裂液组成
➢ 水＋稠化剂（成胶剂） ＋添加剂 成胶液 ➢ 水＋添加剂＋交联剂 交联液
水基压裂液添加剂
水力压裂
稠化剂
植物胶及衍生物 — 胍胶 — 田箐
油基压裂液中典型的破胶剂 碳酸铵盐、氧化钙和/或氨水溶液
水力压裂
２）油基压裂液 适应性: 水敏性地层、有些气层 发展: 矿场原油 稠化油 冻胶油 基液: 原油、汽油、柴油、煤油、凝析油 稠化剂: 脂肪酸皂(脂肪酸铝皂、磷酸脂铝盐等) 特点: 污染小、遇地层水自动破乳；
石油工程概论
第七章 油气藏增产原理
注水
水力压裂 酸化 提高采收率(EOR)
油气藏增产原理
第一节 注水
目前我国90%以上的油田都采用注水开发。这是因为油 藏本身能量极为有限，如果没有外来水的补充，油藏会很 快地衰竭，即使有外来水增补，还常常由于增补速度较慢 无法补偿合理的采油速度而需人工补充能量。在我国，通 常采用注水方式补充能量。这是因为：
PF—破裂压力
图6-1 压裂施工曲线 PE —延伸压力 PS —地层压力
P井底>= PF时
时间
水力压裂
１．地应力场 地应力场是重力应力、构造应力、孔隙流体压力和热
应力场等原地应力及人工诱发的扰动应力叠加的结果。 １）重力应力：指沉积盆地中的储层受到上覆岩层重
力引起的应力。 特点：垂向应力分量根据上覆岩石的重量决定。 垂向负荷产生的水平应力分量还与岩石 的 泊松比 有关。