压裂酸化技术知识知识讲解
压裂酸化介绍范文
压裂酸化介绍范文压裂酸化是一种常用于深层油气井的增产技术。
本文将从压裂酸化的定义、原理、工艺步骤、应用领域以及优缺点等方面进行详细介绍。
一、定义压裂酸化是通过注入一定比例的酸液进入油气井内，使岩石中存在的含石英砂等物质溶解，从而扩大油气井的有效产能的一种技术方法。
二、原理压裂酸化的原理主要有两个方面，分别是酸液的溶解作用和压裂作用。
1.酸液的溶解作用油气井地层中的石英砂、方解石等物质可以被酸液溶解，使岩石裂缝更加明显，从而扩大油气的渗流通道，提高井产能。
2.压裂作用通过注入高压液体或气体，在井筒内形成压力，使地层产生裂缝，进而通过岩石裂缝的连接，以提高油气井的产能。
三、工艺步骤压裂酸化工艺主要分为准备阶段、加酸阶段、压裂阶段和清洗阶段。
1.准备阶段包括井筒清洗、封堵固井和原油采集等步骤，确保井筒没有杂质和固化物，以及采集样品进行分析。
2.加酸阶段将酸液以一定浓度和流速注入井筒，与地层中的石英砂等物质发生反应，溶解岩石裂缝，扩大产能。
3.压裂阶段通过注入高压液体或气体，使地层形成裂缝，提高油气的渗流通道和产能。
4.清洗阶段通过注入清洗液进入井筒，清洗井筒和油管，清除沉积物和杂质。
四、应用领域压裂酸化主要适用于深层、低渗透、高阻力和低产油气井，可以显著提高油气的产量，改善井底流动条件。
五、优缺点1.优点：（1）可以有效扩大产能，提高油气的采收率；（2）适用于深层、低渗透的油气井，改善井底流动条件；（3）操作简单，工艺成熟，成本相对较低。
2.缺点：（1）存在一定的环境污染风险，酸液可能对地下水和周边环境产生影响；（2）对设备和井筒可能造成损坏，增加生产成本；（3）需要进行大量的工程设计和技术控制，操作不当可能导致不稳定的地质条件。
六、结论压裂酸化是一种常用的增产技术，通过注入酸液溶解岩石裂缝和施加压力形成裂缝，可以显著提高油气井的产能和采收率。
然而，其应用依然面临环境污染风险和设备损坏的问题，需要加强技术控制和环境保护措施。
酸化压裂相关工艺技术ppt课件
13
04d8dd
盐酸-氢氟酸(土酸)
化工界大批生产的氢氟酸(HF) 是氟 化氢的水溶液，有无水纯酸，或酸的浓 缩(40～70%)水溶液。氟化氢是一种无 色、恶臭有毒气体，氟化氢的溶点为－ 83℃，工业氢氟酸浓度为40％，比重 在1.11到1.13之间。
14
04d8dd
氢氟酸工业标准
品质 氟化氢含量 铁含量 硫 酸 含量 硅氟酸含量
清水 965.8 931.3 896.5 861.3 825.7 789.9 753.6 717.0 680.3 642.9 605.4 567.4 529.4 490.5 .7 412.3 372.8 332.7 292.4 251.7 210.4 169.0 127.2 84.8 42.6
0.0
重量 37.2 74.8 112.7 151.1 189.8 228.9 268.3 308.2 348.2 388.9 429.8 471.1 512.6 554.9 597.2 640.1 683.1 726.8 770.7 815.0 860.0 905.1 950.6 996.8 1042.7 1089.1 1136.8 1184.5
酸化压裂相关工艺技术
酸化用酸液及添加剂
2
04d8dd
酸液类型及选择
性能要求
1.溶蚀能量强，生成的产物能够溶解于残 酸水中 ，与储层流体配伍性好，对储层不 产生污染； 2.加入化学添加剂后所配制成的酸液的物 理、化学性质能够满足施工要求； 3.运输、施工方便，安全； 4.价格便宜，货源广
3
04d8dd
工业盐酸 配置盐酸
浓度，% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
油藏及酸化压裂知识
油藏及压裂酸化知识320、孔隙度:岩石的孔隙体积与岩石外观体积的比值。
321、渗透率:在一定压差条件下，岩石能使流体通过的性能叫岩石的渗透性，岩石渗透性的好坏以渗透率数值表示，流体通过孔隙介质时服从达西公式。
322、绝对渗透率：岩石中只有一种流体通过时，求的得渗透率值称绝对渗透率。
通常则以气体渗透率为代表。
323、有效渗透率：岩石中有两种或三种流体，岩石对其中每一相的渗透率称有效渗透率或相渗透率。
324、相对渗透率：有效渗透率与绝对渗透率的比值称相对渗透率。
325、达西定律：描述一定流体通过多孔介质单位截面积渗流，其速度与沿渗流方向上的压力梯度成正比的定律。
326、油层物性主要是指油层岩石的孔隙性和渗透性能，这两种物性决定了储层所含油气的产能。
327、饱和度：孔隙体积中某相流体所占有的百分数。
328、束缚水饱和度：油层中不参与流动的水的饱和度，称为束缚水饱和度。
329、残余油饱和度：在一定开采方式下，不能被采出而残留在油层中的油的饱和度。
330、润湿性：当固体表面存在不相容的流体时某相流体优先附着到固体表面的趋势。
也称为选择性润湿。
331、亲水性：油层岩石对所储水相的润湿亲和能力大于对所储油相的润湿亲和能力时为亲水性。
332、润湿反转：指岩石表面在一定条件下亲水性和亲油性相互转化的现象。
333、孔隙：砂岩中由三个或三个以上的颗粒（胶结物）包围的空间称为孔隙。
334、喉道：砂岩中孔隙（孔腔）之间的连接部分称为喉道，其几何尺寸要明显小于孔隙。
喉道的大小以累积频率图表示，图上相应于50%的喉道值称喉道中值。
335、渗透率突进系数：层内最大渗透率与平均渗透率的比值，也称非均质系数。
336、胶结物：指成岩期在岩石颗粒之间起粘结作用的化学沉淀物。
有钙质,硅质,铁质,泥质及可溶盐等。
337、常规岩心分析：分为部分分析和全分析。
部分分析是使用新鲜或者经过保护处理的岩样只进行孔隙度和空气渗透率的测定。
全分析是使用新鲜或者经过保护处理的岩样进行空气渗透率、孔隙度、粒度、碳酸盐含量以及油、气、水饱和度的测定。
采油工程压裂酸化ppt课件
增产（注）措施——压裂
二、高能气体压裂(High Energy Gas Fracturing)
1.增产（注）机理
1）造缝作用
井筒附近地层产生多条、多方位随机的径向裂 缝，在地层岩石应力作用下产生剪切错位，使缝 面凹凸处相错，同时裂缝面处岩石产生少量碎屑 也能支撑裂缝，改善了地层的渗流能力。
增产（注）措施——压裂
一、水力压裂（Hydraulic Fracturing）
5.压裂液
2）压裂液的性能要求 滤失少；悬砂能力强；摩阻低；稳定性好
（热稳定性和抗机械剪切）；配伍性好；低 残渣；易返排；货源广、便于配制、价格便 宜
增产（注）措施——压裂
一、水力压裂（Hydraulic Fracturing） 5.压裂液
增产（注）措施——酸化
1.酸化的分类
按作用原理分:解堵酸化和深穿透酸化
按施工压力分:基质酸化和压裂酸化
按施工所用酸液体系分:常规酸化、降 阻酸酸化、胶凝酸酸化、胶联酸酸化、泡 沫酸酸化和乳化酸酸化
增产（注）措施盐酸，有时也用醋酸、 甲酸、混合酸和氨基磺酸等，为了满足酸化缓速、提高 酸处理效果的需要，有时还采用胶化酸、乳化酸和泡沫 酸等。
增产（注）措施——压裂
一、水力压裂（Hydraulic Fracturing） 4. 地应力状态对造缝的影响
增产（注）措施——压裂
一、水力压裂（Hydraulic Fracturing）
5.压裂液
影响压裂施工的各种因素中，压裂液的性 能是其中的主要因素之一。 1）压裂液的任务
压裂液是一个总称，根据其在施工过程中 不同阶段的任务不同，可分为前置液、携砂 液和顶替液三种。
压裂酸化技术经典知识集
酸化增产原理的理论分析
S K Kd 1ln rd rw
S、K、Kd、rd 、rw的物理意义； 渗透率下降对表皮系数的影响比
污染深度的影响要大得多。
基质酸化增产原理
— 酸液挤入孔隙或天然裂缝与其发生反应， 溶蚀孔壁或裂缝壁面，增大孔径或扩大裂缝，提 高储层的渗流能力；
— 溶蚀孔道或天然裂缝中的堵塞物质，破坏 泥浆、水泥及岩石碎屑等堵塞物的结构，使之与 残酸液一起排出储层，起到疏通流动通道的作用， 解除堵塞物的影响，恢复储层原有的渗流能力。
碳酸盐岩储层酸化设计计算
内
砂岩储层酸化设计计算
容
酸化工艺设计
酸液及添加剂
常用酸化工艺
酸洗
Acid Wash
基质酸化
Matrix Acidizing
酸压
Acid Fracturing
酸洗---- 是一种清除井筒中的酸溶性结垢或 疏通射孔孔眼的工艺。
•清洗：井筒 射孔眼
•方式：正洗 反洗
泵组
酸洗
基质硅酸盐的反应。
氢氟酸的溶解能力
酸浓
石英
度%
X
钠长石，(NaAlSi3O8)
X
2 0.015 0.006 0.019
0.008
3 0.023 0.010 0.028
0.011
4 0.030 0.018 0.037
0.015
6 0.045 0.019 0.056
0.023
8 0.060 0.025 0.075
— 碳酸盐岩储层酸化常用盐酸 — 典型反应
2HCl+CaCO3CaCl2+H2O+CO2 ↑ 4HCl+CaMg(CO3)2CaCl2+ MgCl2+2CO2 ↑+2H2O
酸化压裂理论知识ppt课件
注入压力 p iwf 的不断增加， 当 p iwf 达到或超过井壁附
h T
时，在垂直于水平周向应力的方向上产生垂直裂缝，
即：
e th e piwf
其中：
(3yx) p iw ( fp iw p fP )1 1 2
即：
p iw 3 f yx p iw ( fp iw p fP )1 1 2th
2p x 2
令
K aC l
2p x 2
1
p t
对无限地层，边界压力为常数的解为：
p(x,t)pe erf(c x )
p
2 t
上式对x求导得缝壁面上的压力梯度值：(px)x0
p
t
v K (p )
a x
壁面处：
vx0
K
a
(
p x
)
x
0
K
a
p
t
令C2
K
a
p
K
a
p
p(
KC
l
)
1 2
K
a
aC l
zH [1 g ( Φ )ρ m aΦ f]ρ
②有效垂向应力
zez pp
③岩石的有效水平应力为：
xe
1
Ze
推导：单元体在x轴方向上的应变为
xxxxyxzxe/Eye/Eze/E E 1[xe(yeze)]
侧向应变为0，令
x y 则得
xe
1
Ze
(2) 地质构造对应力的影响
如果岩石单元体是 各向同性材料，岩 石破裂时的裂缝方 向总是垂直于最小 主应力轴。
Kp dL
va aL dt
L
LdL
t Kpdt
压裂酸化技术
2、酸化的机理简述：
分为孔隙酸化和前置液压裂酸化两种。 空隙酸化是以低于油层破裂压力的速度，向 井筒中泵注酸液。进入地层孔隙或天然裂缝 中的酸能溶解地层矿物及钻井或修井作业时， 漏入地层的泥浆等外来物质，使油层解除污 染堵塞，恢复原有的渗透率，从而达到增产 的目的。这种酸化一般称为常规酸化，又称 孔隙酸化，酸与地层中岩石化学反应式是：
现场应用该封隔器 11 口井，与原 Y341—114 压裂封隔器相比， 具有如下优点：
1.压裂后不动管柱用原压裂管柱排液求产，同时还可以用该管柱 直接测压后井温剖面，节省了起下一次管柱的费用；
2.改善了压裂井工人顶喷起下的作业环境，大大降低了工人的劳 动强度，减少了环境污染程度，符合 HSE 标准； 3.压裂后压力液放喷量计量准确，使起压裂管柱无法计量放喷量 成为历史； 4.压裂后排液比以前更及时、更准确，大大缩短了试油周期；
与堵球配合清洗射 油层孔隙体积的3-5倍 孔孔眼 用于水敏性地层
此工序可根据情况省 略
冻胶前置液的1/3， 2000m内的浅井可省略。
预前置液
未胶联的原胶
冷却地层，预造缝
前置液
冻胶液
压开地层，冷却地 保持裂缝效率在80%层，延伸裂缝 90%来计算用量。 携砂入裂缝，铺设 根据压裂设计要求， 高导流能力的砂床 主要是看缝长的需要 将携砂液顶入裂缝 按井筒容积计算不超 过井筒容积
酸与地层中岩石化学反应式
盐酸与碳酸盐反应式： 2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2 4HCl+CaMg(CO3)2=CaCl2+MgCl2+2H2O+2CO2 氢氟酸与二氧化硅反应式：
SiO2+HF----SiF4+2H2O
压裂和酸化的作用
压裂和酸化的作用压裂和酸化是石油、天然气开采中常用的两种工艺，它们都是通过改变储层岩石的物理性质来提高油气的产出效率。
下面将详细介绍这两种工艺的作用。
压裂技术是一种通过施加高压液体将岩石打裂的方法，使储层中的油气能够更容易地流向井口，并提高油气的开采比例。
压裂技术常用于低渗透率的储层，因为高渗透率的储层本身不需要进行压裂。
下面是压裂技术的作用及过程：1. 增加储层渗透率：压裂技术可以通过打裂储层石块来创造一个大面积的裂缝网络，从而增加孔隙的连通性，使油气更容易流动，提高储层的渗透率。
2. 增加储层的有效面积：裂缝网络可以扩大储层的有效面积，增加与井眼接触的储层面积，从而提高储层的采收率。
3. 扩大油气的流动路径：通过压裂技术，可以将裂缝网络延伸到远离井眼的区域，形成较大的流动路径，使油气流动的距离更长，提高采收率。
4. 提高井眼周围的产能：通过压裂技术，可以在井眼周围打裂石块，增加与井眼接触的储层面积，提高周围储层的产能。
酸化技术是一种通过注入酸性溶液来腐蚀岩石并且改变储层的性质的方法。
酸化技术常用于含有碳酸盐岩或砂岩的储层，因为这些岩石容易受到酸性溶液的侵蚀。
下面是酸化技术的作用及过程：1. 去除岩石堵塞物：酸溶液可以溶解掉阻塞孔隙的颗粒物质，如沉积物、油泥等，使原本堵塞的孔隙重新打开，提高渗透率。
2. 溶解岩石构造：酸溶液可以腐蚀岩石中的碳酸盐矿物，如方解石、白云石等，形成孔隙，增加渗透率，从而使油气更容易流动。
3. 扩大孔隙结构：酸溶液可以通过溶解岩石中的一些更脆性的矿物质，如黏土矿物、石英等，扩大孔隙结构，提高流体的渗透性。
4. 咬合岩石表面：酸性溶液中的阳离子可以与岩石表面的负离子形成化学键，从而咬合住岩石表面的颗粒，防止颗粒脱落，提高储层的稳定性。
通过压裂和酸化技术，可以有效提高油气田的开采效率。
这两种工艺可以根据不同的储层类型和地质特征进行优化设计，并与其他增产技术相结合，以实现更高的产出效果。
采油工程压裂酸化课件
目录
• 压裂酸化技术概述 • 压裂技术 • 酸化技术 • 压裂酸化技术实践应用 • 压裂酸化技术面临的挑战与解决方
案
01
压裂酸化技术概述
压裂酸化技术的定义
压裂酸化技术是指利用液体压力将地层压开裂缝 01 ，并注入酸液进行酸化处理，以达到提高油、气
、水井产能和疏通地层的目的。
亟待解决的问题。
复杂地质条件的影响
不同地区的地质条件复杂多变，对压 裂酸化技术的应用提出了更高的要求 。
技术更新换代迅速
随着科技的不断进步，需要不断更新 压裂酸化技术以适应新的开采需求。
解决压裂酸化技术挑战的方案
加强基础理论研究
深入研究低渗透油藏的孔隙结构和流 体性质，为压裂酸化技术的应用提供
理论支持。
压裂技术主要利用了地层岩石的抗张强度远小于其抗压强度的特点，通过在井筒周 围形成高压，使地层产生裂缝。
压裂技术适用于不同类型和不同岩性的地层，特别是低渗透和特低渗透油田。
压裂技术的主要步骤
准备阶段
包括选择压裂液、支撑剂 和压裂设备等。
试压阶段
对压裂液进行试压，检查 井筒和管线的密封性。
压裂阶段
向地层中注入高压液体， 使地层产生裂缝。
引入智能监测技术
利用智能监测技术实时监测压裂酸化 过程，提高施工效果和安全性。
开发新型压裂酸化材料
研究开发具有更高耐温、耐压和耐腐 蚀性能的压裂酸化材料。
强化技术培训和交流
加强技术培训和交流，提高从业人员 的技能水平，推动技术的更新换代。
对未来压裂酸化技术的展望
绿色环保技术
未来压裂酸化技术的发展将更 加注重环保，减少对环境的破
酸化技术的缺点包括
酸化压裂相关工艺技术
酸化压裂技术的智能化与自动化
总结词
随着科技的不断进步，智能化和自动化已成 为酸化压裂技术的重要发展方向。通过引入 智能控制和自动化技术，可以提高酸化压裂 过程的效率和安全性。
详细描述
智能化与自动化技术在酸化压裂中的应用包 括实时监测、智能决策、自动控制等方面。 通过引入传感器、远程控制等技术手段，实 现对酸化压裂过程的实时监测和远程控制，
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提高作业效率和安全性。
酸化压裂技术的环保与安全问题
要点一
总结词
要点二
详细描述
随着环保意识的不断提高，酸化压裂技术的环保与安全问 题越来越受到关注。如何降低酸化压裂过程对环境的影响 ，提高作业安全性是当前的重要研究方向。
针对环保与安全问题，应从多个方面入手，包括优化酸化 剂配方、减少废液排放、加强作业监管等。同时，应积极 探索新型的环保型酸化剂和无水压裂技术等，以降低酸化 压裂过程对环境的影响。
酸化压裂技术包括常规酸化压裂技术和非常规酸化压裂技术 ，其中非常规酸化压裂技术包括水力喷射酸化压裂、泡沫酸 化压裂、固体颗粒酸化压裂等。
酸化压裂技术的原理
酸化压裂技术的原理是利用酸液或碱液的化学溶蚀作用，将地层岩石中的矿物成 分溶解，形成微小的溶蚀裂缝或孔洞。这些裂缝或孔洞在压力的作用下会扩大， 从而形成较大的通道，提高地层的渗透性。
裂缝。
酸化
将酸液注入裂缝中，对裂缝进 行酸化处理，提高地层渗透性
。
返排
通过返排设备将残余的酸液和 压裂液排出地层，恢复地层正
常状态。
03 酸化压裂技术的主要类型Biblioteka 常规酸化压裂技术总结词
通过酸液对储层岩石的溶蚀作用，扩大 裂缝的长度和直径，提高储层渗透性。
压裂酸化介绍
2500型压裂泵车
2500型压裂泵
外型尺寸：10.94×2.6m×4.05m 额定最大排量：15.9m3/min 额定最大输砂：10909Kg/min 工作液最大含砂浓度： 1820Kg/㎥ 添加支撑剂、为压裂泵车供液 、添加化学添加剂
外型尺寸：10.8×2.5m×3.97m 液吊最大吊重：8000Kg 试压泵最高试验压力： 103.4MPa 3″高压管汇最大推荐排量： 2.86 m3/min （18bbl/min）
（2）离子与矿物反应；
（3）反应产物从矿物表面传递到本体溶液。 若这些步骤中的某一步骤比其它步骤慢，则这一步骤决定整 个反应过程的反应速度，并被称作决速步骤。
酸岩反应步骤
1、酸至反应壁面的传递 2、表面反应 3、反应产物离开表面
岩面 酸分子
滤失
三维径向酸蚀孔洞形式的实验模拟 （据Daccord和Lenormand。1987）
压裂酸化
原理：
压破地层的情况下将酸液注入溶蚀裂缝壁 面形成沟槽的工艺。利用裂缝壁面的不整合, 建立高导流通道，改善储层渗流条件,提高油 气产能。
目的：改善渗流环境 特点：压破地层。
基质酸化酸化增产原理
1、酸液进入孔隙或裂隙与岩石发生反应，溶
蚀孔壁或缝壁，增大孔隙体积，扩大裂缝宽 度，改善流体渗流条件。 2、酸液溶蚀孔道或裂缝中的堵塞物，或破 坏堵塞物的结构使之解体，然后随残酸液一 起排出地层，起到疏通流道的作用，恢复地 层原始渗透能力。
压裂酸化增产原理
1、酸溶蚀压开的人工裂缝，形成大大高于地层原
始渗透率的酸蚀裂缝，提高油气渗流能力。 2、酸蚀裂缝沟通高渗透裂缝带，扩大泄流面积 3、酸液进入裂缝壁面孔隙或裂隙与岩石发生反应， 溶蚀孔壁或微缝壁，改善流体向裂缝渗流条件。 4、酸液溶蚀孔道或裂缝中的堵塞物，或破坏堵塞 物的结构使之解体，疏通流道，恢复地层原始渗透 能力。
石油开采-压裂与酸化
6
6
压裂技术与实践应用
3、支撑剂：
在水力压裂中支撑剂的作用在于充填压裂产生的水力裂缝，使之不再闭
合，且形成一个具有高导流能力的流动通道。
压裂用支撑剂可大致分为天然的与人造的两大类型。前者以石英砂为代
表，后者则是通常称之为陶粒的支撑剂。
应用最多的是石英砂： 因为：①石英砂货源广，价格便宜；②3000m以内的浅井和中深井都可使
以上范围的探井、生产井本身应具有一定的产能，否则即使工艺成功，也不会达 到施工目的。
22
22
目
录
一、压裂技术与实践应用 二、酸化工艺技术与应用
23
23
主要内容
一、概述 二、为什么要进行酸化 三、砂岩酸化增产原理 四、砂岩酸化原理 五、砂岩酸化机理研究 六、HF酸化模拟技术 七、砂岩酸化工艺 八、酸液分流(置放)技术 九、储层伤害类型 十、酸液体系和添加剂选择 十一、酸化设计方法
但对低渗油藏而言，它包含了提高采收率的效果，水力压裂以低渗油藏
（区块）为工作单元，即低渗油藏（区块）整体压裂，它以建立的油藏注 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 高为其主要内容。通常，不但对油井进行压裂，而且也对相对应的注水井 进行压裂。其优化设计的目标将是油藏采油速度、采出程度与经济效益等 诸因素的关系，以实现油藏在整个开发期的最大净现值。
15
15
压裂技术与实践应用
7、压裂效果评价
⑵效果评价
①增产量评价：压裂后实际增产倍数与设计效果预测增产倍数的符合率，实际累计增 产量与设计累计增产量的符合率。
②技术评价：以压裂前后压力恢复曲线试井资料为基础，对比压裂前后油气污染消除 及油气层渗透率，采油指数变化值。
酸化压裂基础知识
水力压裂概念
水力压裂就是利用地面压裂车组将一定粘度的液体以 足够高的压力和足够大的排量沿井筒注入井中。由于注入速 度远远大于油气层的吸收速度，所以多余的液体在井底憋起 高压，当压力超过岩石抗张强度后，油气层就会开始破裂形 成裂缝。当裂缝延伸一段时间后，继续注入携带有支撑剂的 混砂液扩展延伸裂缝，并使之充填支撑剂。施工完成后,由于 支撑剂的支撑作用，裂缝不致闭合或至少不完全闭合，因此 即可在油气层中形成一条具有足够长度、宽度和高度的填砂 裂缝。此裂缝具有很高的渗滤能力，并且扩大了油气水的渗 滤面积，故油气可畅流入井，注入水可沿裂缝顺利进入地层 ，从而达到增产增注的目的。
50
压裂液在地层中滞留产生液堵
• 在压裂施工中，压裂液沿缝壁渗滤入地 层，改变了地层中原始含油饱和度，使 水的饱度度增加，并产生两相流动，流 动阻力加大。毛管力的作用致使压裂后 返排困难和流体流动阻力增加。如果地 层压力不能克服升高的毛细管力，水被 束缚在地层中，则出现严重和持久的水 锁。
51
压裂液滞留的地层保护
7
(一 )压裂液组成
前置液 携砂液 顶替液
8
前置液
作用
造缝 降温 减少 携砂液滤失 防砂卡
要求
一定粘度 足够用量
9
携砂液
作用 将支撑剂代入裂缝 继续扩张裂缝 冷却地层
要求 粘度高 携砂能力强
10
顶替液
作用 中间顶替液 尾注顶替液
要求 用量适当，避免过量顶替
11
（二） 压裂液性能要求
滤失低 携砂能力强 摩阻低、比重大 稳定性好 配伍性好 残渣少 易于返排 货源广、价格便宜、便于配制
v
K f Pv
e L
实际滤失速度:
va
油井作业压裂酸化及防砂堵水技术探析
油井作业压裂酸化及防砂堵水技术探析一、引言近年来，随着油田勘探开发工作的不断深入，油井作业压裂酸化及防砂堵水技术已成为油田开发中不可或缺的重要环节。
压裂酸化技术是一种提高油井产能的重要手段，而防砂堵水技术则是为了保护油井的安全和长期生产。
本文将从这两种技术的基本原理、工艺流程和应用效果等方面进行探讨。
二、压裂酸化技术1. 基本原理压裂酸化是利用高压液体将固体颗粒或化学助剂注入油层，从而改变油层孔隙结构和渗透性，提高油井产能的一种技术。
其基本原理是通过压裂液将裂缝引起裂缝扩展，增加孔隙连接，提高流体的可排流性，从而提高油井的开采效率。
2. 工艺流程压裂酸化技术的工艺流程主要包括井筒准备、液压泵送、裂缝固化、产层测试等环节。
首先进行井筒准备，清理井底，清除井眼、封固外围，装置压裂设备，选用适当的压裂液体，将压裂液体通过高压液压泵送入油层裂缝中，使裂缝扩大，然后进行裂缝固化，最后进行产层测试，评估压裂酸化效果。
3. 应用效果压裂酸化技术在油田勘探开发中具有显著的效果，可以大幅提高油井产能，促进油田的高效开发。
该技术对油层的破坏小，对地质环境的影响较小，具有较高的适应性和灵活性，被广泛应用于各类油田。
三、防砂堵水技术1. 基本原理防砂堵水技术是为了防止油井产生砂粒或水的堵塞，确保油井的正常生产。
该技术主要包括防砂和堵水两方面，防砂是通过筛管、球囊、管式支撑等方式，防止油井产生砂粒，而堵水则是通过注入堵水剂，堵塞产水层，阻止水的进入。
2. 工艺流程防砂堵水技术的工艺流程主要包括油井封固、防砂措施、堵水措施、产层测试等环节。
首先进行油井封固，确定筛管、球囊、管式支撑等防砂措施，然后注入堵水剂，堵塞产水层，最后进行产层测试，评估防砂堵水效果。
3. 应用效果防砂堵水技术在油田勘探开发中具有重要的作用，可以有效防止油井产生砂粒和水的堵塞，保护油井的安全和长期生产。
该技术对油层的影响较小，能够在不同的地质条件下实现较好的效果，为油田的稳定生产提供了保障。
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目录
• 一、概述 • 二、压裂材料 • 三、压裂工艺技术 • 四、压裂设备 • 五、现场施工及质量控制 • 六、安全风险评估
水力压裂就是利用压裂车组将一定粘度的液体以足
够高的排量沿井筒注入油气层，由于注入速度远远大 于油气层的吸液速度，所以多余的液体在井底憋起高 压，当此压力和进入油气层的液体使井壁上某处的岩 石所受的应力超过岩石强度后，油气层就会在此处开 始破裂形成裂缝。
5.连续油管分层压裂工艺技术 连续油管底带封隔器+射孔枪 连续油管带双封分层压裂 连续油管喷射水力封隔分层压裂 连续油管喷砂留砂塞分层压裂 连续油管喷砂底带封隔器分层压裂
(二)水平井压裂技术
裸眼封隔器分段压裂 裸眼喷砂水力封隔分段压裂 泵送快钻桥塞分段压裂 投球暂堵分段压裂 拖动封隔器分段压裂 连续油管分段压裂
(四) 压 裂 液 类 型 简 介
1、水基压裂液 2、油基压裂液 3、泡沫压裂液 4、乳化压裂液 5、醇基压裂液 6、清洁压裂液 7、酸基压裂液
1、水基压裂液：危险性小，使用最广泛 2、油基压裂液：易燃，有危险性，很少使用 3、泡沫压裂液：液氮和CO2防止泄露冻伤，使用较多 4、乳化压裂液：配置过程中油相易燃，有危险性，很少使用 5、醇基压裂液：蒸汽易燃，有危险性，使用较少 6、清洁压裂液：危险性小，使用较少 7、酸基压裂液：有腐蚀性 ，使用较少
2.限流法分层压裂ຫໍສະໝຸດ 术限流法分层压裂是 通过控制各层的射孔孔 眼数量和直径，并尽可 能提高注入排量，利用 最先被压开层孔眼产生 的摩阻，提高井底压力 ，使其他它层相继被压 开，从而达到一次分压 几个层的目的 。
破裂压力低的层减 少射孔数量和直径
3.定位平衡分层压裂技术（目前使用较少）
定位平衡分层压裂技术是利用定位平衡压裂封 隔器上的长胶筒和喷砂体的组合来控制压裂目的 层裂缝形成的位置和吸液炮眼的数量，达到裂缝 定位和限制目的层吸液量的目的。压裂时，在需 要保护薄夹层的邻近高含水部位装有平衡装置， 该装置只进液不进砂，使高含水层与压裂目的层 处于同一压力系统中，夹层上下压力平衡而得到 保护。通过大排量施工，依靠压裂液通过吸液炮 眼所产生的摩阻，大幅度提高井底压力，从而相 继压开与破裂压力相近的各个目的层，达到一次 施工压开3～5个目的层的目的。
水力压裂的关键技术之一就是压裂液和支撑剂。压 裂液是对油气层进行压裂改造时使用的工作液，它的主 要作用是将地面设备形成的高压传递到地层中，使地层 破裂形成裂缝并沿裂缝输送支撑剂。支撑剂起到支撑裂 缝，使之处于张开状态，保持裂缝导流能力的作用。
（一）压裂液的分类
1、根据压裂液在不同泵注阶段的作用，可分为 前置液、携砂液和顶替液。 2、根据压裂液的类型，可分为水基压裂液、油 基压裂液、泡沫压裂液、乳化压裂液、醇基压 裂液、清洁压裂液、酸基压裂液。 3、根据压裂液所适应的地层温度，可分为低温 压裂液、中温压裂液、高温压裂液
产生裂缝
裂缝扩展
当裂缝延伸一段时间后，继续注入携带有支撑
剂的混砂液扩展延伸裂缝，并使之充填支撑剂。泵 注完毕后，通过破胶使压裂液粘度降低，并返排出 井。由于支撑剂的支撑作用，裂缝不致闭合或至少 不完全闭合。
注入支撑剂
放喷
水力压裂本质含义：在油气层与井筒之间制造出
一条具有足够长度、高度和宽度的填砂裂缝，此裂缝 具有很高的渗流能力。
4.投球分选压压裂工艺技术（应用开始减少）
投球分选压压裂工艺就是在某些油井中所有欲 压裂的层段已经一次射开，而且由于地层或其他 原因不能应用封隔器进行分层压裂。该工艺技术 利用各层间破裂压力不同，首先压开破裂压力低 的层段进行加砂，然后再注顶替液时投入堵球， 将其孔眼暂时堵塞，再提高压力压开破裂压力较 高的层段，也可利用各层渗透性的差异，在泵注 的适当时机泵入堵球，改变液体进入产层的分配 状况，在渗透性较差的层段建立起压力，直至破 裂，如此反复进行，直到更多的层段被压开。
( 一)分层及选层压裂技术（直井） 在压裂多个目的层时，如果压裂井段超过 一定距离或层间岩性差异大，不采用分层或选 层压裂技术，往往只能压开其中的几个目的层， 而达不到压裂改造的目的。
1.封隔器分层压裂技术 封隔器分层压裂就是在压裂管柱上连接
封隔器，隔开不同层段进行分层压裂，是目 前国内外应用较为广泛的一种分层压裂技术， 该技术具有压裂目的层明确，针对性强，有 效率高的特点。根据所选用的封隔器和管柱 不同，封隔器分层压裂可分为以下四种类型。
美国哈里伯顿公司生产， 具有自动超压保护功能，整套 车组采用局域网络控制，自动 化程度高，可靠性高。
参数名称 单机额定水功率 最高施工压力 最大施工排量
性能参数 2000HHP 101.3MPa 2.54m3/min
SJ-2000型压裂车组
第四石油机械厂生产， 具有自动超压保护功能。
参数名称 单机额定水功率 最高施工压力 最大施工排量
致密地层
疏松地层
水力压裂基本要件
支撑剂
混砂车
泵车
压裂液
裂缝
井口 油管
地层
压裂液
压裂材料：压裂液和支撑剂 施工参数：排量、压力、砂比 压裂设备：泵车(组)、液罐、砂车、仪表车
压裂流程 支撑剂
混砂车
压裂液
裂缝
泵车 井口 油管
地层
压裂液 支撑剂
混砂车
泵车
压裂液
高压管汇 井口 井筒内管柱
地层
交联剂
二、压裂材料
四、压裂主要设备
“BENZ”4144 8X6
柴油机
ALLISON传动箱
液气控制系统
仪表及控制系统
3ZB-1490泵
压裂泵三大主要组件：
柴油机输出动力 变矩器 泵
柴油机：卡特，底特律，康明斯三种 变矩器：艾利逊，双环，凯星（国产） 泵 头：哈里伯顿，双S，
常见的压裂泵有三缸泵和五缸泵两种。
HQ-2000型压裂车组
三、压裂工艺技术
压裂设计需要通过压裂现场施工来实现。随着压 裂技术的进步，压裂现场施工方法从初期的全井段笼 统压，发展到分层分段、有针对性的多种施工方法。 压裂技术没有明确的分类标准，通常按照分层方法， 液体特性及施工目的为依据进行分类。
主要介绍：分层压裂技术，重复压裂技术，水 平井压裂技术，自生热压裂技术，泡沫压裂技术，压 裂防砂一体化技术