国内压裂技术介绍讲义
压裂技术详解
压裂技术详解第一节压裂设备1．压裂车：压裂车是压裂的主要设备，它的作用是向井内注入高压、大排量的压裂液,将地层压开，把支撑剂挤入裂缝。
压裂车主要由运载、动力、传动、泵体等四大件组成。
压裂泵是压裂车的工作主机。
现场施工对压裂车的技术性能要求很高，压裂车必须具有压力高、排量大、耐腐蚀、抗磨损性强等特点。
2．混砂车：混砂车的作用是按一定的比例和程序混砂，并把混砂液供给压裂车.它的结构主要由传动、供液和输砂系统三部分组成。
3．平衡车：平衡车的作用是保持封隔器上下的压差在一定的范围内，保护封隔器和套管.另外，当施工中出现砂堵、砂卡等事故时，平衡车还可以立即进行反洗或反压井，排除故障。
4．仪表车：仪表车的作用是在压裂施工远距离遥控压裂车和混砂车，采集和显示施工参数，进行实时数据采集、施工监测及裂缝模拟并对施工的全过程进行分析。
5．管汇车:管汇车的作用是运输管汇，如;高压三通、四通、单流阀、控制阀等。
第二节压裂施工基本程序1．循环:将压裂液由液罐车打到压裂车再返回液罐车。
循环路线是液罐车—混砂车-压裂泵—高压管汇-液罐车,旨在检查压裂泵上水情况以及管线连接情况。
循环时要逐车逐档进行，以出口排液正常为合格。
2．试压:关死井口总闸，对地面高压管线、井口、连接丝扣、油壬等憋压30-40Mpa，保持2-3min不刺不漏为合格。
3．试挤：试压合格后,打开总闸门，用1—2台压裂车将试剂液挤入油层，直到压力稳定为止.目的是检查井下管柱及井下工具是否正常，掌握油水的吸水能力。
4．压裂：在试挤压力和排量稳定后,同时启动全部车辆向井内注入压裂液，使井底压力迅速升高,当井底压力超过地层破裂压力时，地层就会形成裂缝。
5．支撑剂：开始混砂比要小，当判断砂子已进入裂缝，相应提高混砂比。
6．替挤：预计加砂量完全加完后，就立即泵入顶替液，把地面管线及井筒中的携砂液全部顶替到裂缝中去，防止余砂乘积井底形成砂卡。
7．反洗或活动管柱顶替后立即反洗井或活动管柱防止余砂残存在井筒封隔器卡距之内,造成砂卡.第三节压裂液原理压裂的实质是利用高压泵组，将具有一定粘度的液体高速注入地层。
采油工艺--压裂工艺技术
采油工艺–压裂工艺技术1. 简介压裂工艺技术是一种常用的采油工艺，旨在通过增加油井的产能和压裂储量来提高油井的采油效果。
本文将介绍压裂工艺技术的原理、分类、应用以及发展趋势。
2. 压裂工艺技术原理压裂工艺技术通过注入高压液体（常用的是水和添加剂）到油井中，使岩石破裂并形成裂缝，从而增加油井的渗透性和储量。
其原理主要有以下几个方面：•液体注入：通过注入高压液体进入油井，增加油井的压力，从而使岩石发生破裂。
•裂缝形成：液体的高压作用下，使岩石产生裂缝，从而增加孔隙度和渗透性。
•井壁固化：使用添加剂将油井周围的裂缝固定，防止裂缝的闭合。
•液体回收：通过回收注入的液体，减少资源的浪费。
3. 压裂工艺技术分类压裂工艺技术可根据不同的标准进行分类，下面是一些常见的分类方式：3.1 挤压压裂挤压压裂是一种常用的压裂技术，其特点是施加持续的高压来形成裂缝，适用于一些密度高、渗透性差的岩石。
3.2 爆炸压裂爆炸压裂是一种利用爆炸产生的冲击波来形成裂缝的技术，适用于一些硬度高的岩石。
3.3 液压压裂液压压裂是一种利用高压液体来形成裂缝的技术，适用于一些渗透性较好的岩石。
4. 压裂工艺技术应用压裂工艺技术在石油工业中有广泛的应用，其主要应用领域包括：•陆地油田：压裂工艺技术可以提高陆地油田的产能和采收率。
•海洋油田：压裂工艺技术可以应用于海洋油田，提高海洋油田的开发效率。
•页岩气开采：压裂工艺技术可以用于页岩气的开采，改善页岩气的渗透性。
5. 压裂工艺技术的发展趋势随着石油行业的不断发展，压裂工艺技术也在不断创新和发展。
未来压裂工艺技术的发展趋势主要包括：•绿色环保：未来的压裂工艺技术将更加注重环境保护，减少对地下水资源和环境的影响。
•高效节能：未来的压裂工艺技术将更加注重能源的利用效率，提高工艺的能源利用率。
•智能化：未来的压裂工艺技术将趋向智能化，通过自动化控制和人工智能等技术手段，提高工艺的自动化程度和智能化水平。
压裂工艺基础知识介绍
压裂工艺基础知识介绍目录一、压裂工艺概述 (2)1. 压裂工艺定义及重要性 (3)2. 压裂工艺发展历程 (3)3. 压裂工艺应用领域 (4)二、压裂原理与基本流程 (5)1. 压裂原理简介 (6)（1）岩石破裂理论 (7)（2）水力压裂基本原理 (8)2. 压裂基本流程 (9)（1）前期准备 (10)（2）压裂施工 (11)（3）后期评估 (13)三、压裂设备与技术参数 (14)1. 压裂设备组成 (15)（1）压裂泵 (15)（2）高压管汇 (17)（3）地面设备 (18)（4）井下工具 (19)2. 技术参数介绍 (20)（1）压力参数 (22)（2）流量参数 (23)（3）化学药剂参数 (24)四、压裂液与支撑剂 (25)1. 压裂液介绍 (27)（1）压裂液种类与特性 (28)（2）压裂液性能要求 (30)2. 支撑剂介绍 (31)（1）支撑剂种类与特性 (32)（2）支撑剂作用及选择要求 (33)五、压裂工艺优化与新技术发展 (34)一、压裂工艺概述压裂工艺是一种用于开采石油和天然气资源的地质工程技术，它通过在地层中注入高压水，使岩石发生裂缝和破碎，从而释放出地下的石油和天然气资源。
压裂工艺在全球范围内得到了广泛的应用，尤其是在美国、加拿大、中国等国家的油气田开发中发挥了重要作用。
压裂工艺的主要目的是提高油气井的产量，延长油气井的使用寿命，降低生产成本。
随着科技的发展，压裂工艺也在不断地改进和完善，以适应不同类型的油气藏和地层条件。
压裂工艺主要包括水力压裂、化学压裂和生物压裂等多种类型。
水力压裂是最早的一种压裂方法，主要利用高压水流产生的压力差来破碎岩石。
随着技术的进步，化学压裂逐渐成为主流技术，它通过向地层中注入特殊的化学剂，使岩石发生化学反应，从而产生裂缝和破碎。
生物压裂则是近年来发展起来的一种新型压裂技术，它利用微生物降解有机物的过程来产生裂缝和破碎。
压裂工艺作为一种重要的地质工程技术，为石油和天然气资源的开发提供了有效的手段。
压裂基础知识讲义(精品)
❖ 1、填砂选压 ❖ 2、单封隔器选压 ❖ 3、双封隔器选压
1、填砂选压
用填砂方法将井内非 选压层封隔开，以免压裂 时压开非选压层。此法一 般适用于封隔下层、选压 上层的压裂井。
管柱结构图
2、单封隔器选压
管柱结构图
当选压层段处于油气
层组的最上部或最下部位
选压层
置时，可采用封隔器将非
选压层分隔开，压裂时只
优点：施工简单，可以最大限度的降低 管道摩阻，相应提高了泵的排量和降低了泵 的工作压力。
缺点：携砂能力低，一旦造成砂堵无法 利用循环法解堵，并且在套管损坏或腐蚀的 井中使用受到了限制。
合层压裂
3、油、套管环行空间压裂
压裂液在油、套管环行空间，在高压下 泵入目的层。
优点：与油管压裂相比较，在同样的排 量条件下其摩阻损失小。
（一）压裂液对储层的伤害类型
1.压裂液在地层中滞留产生液堵 2.地层粘土矿物水化膨胀和分散运移产生
的伤害 粘土矿物与水为基液的压裂液接触，立 即产生膨胀，使流动孔隙减小。松散粘 附于孔道壁面的粘土颗粒与压裂液接触 时分散、剥落，随压裂液滤入地层或沿 裂缝运动，在孔喉处被卡住，形成桥堵， 降低渗透率，从而引起伤害。
暂堵剂是一种具有临时 性堵塞作用的物质。它主要 有两个方面的作用：一是堵
。 塞已压裂的层段，实现分压
多层的目的；二是保护（或 隔离开）非压裂层，实现选 择性压裂的目的。
分层压裂 施工时，将封隔器卡在欲压裂层 顶部，泵入压裂液。当压开第一 条裂缝后就往压裂液内加入暂堵 球，封堵住压开的裂缝后使泵压 升高。当泵压升至高于第一层的 破裂压力后，便压裂第二层。
5、替挤 加砂完成后，打开混砂车旁通替挤流程向井内注入 替挤液，将携砂液替挤到油层裂缝中；一般替挤量 小于地面管线和井下管柱容积的1.2倍；
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
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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
ppt课件
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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
ppt课件
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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，
压裂工艺基础知识介绍
压裂工艺基础知识介绍目录一、压裂工艺概述 (2)1. 压裂的定义与目的 (2)2. 压裂技术的发展历程 (3)3. 压裂工艺的重要性 (5)二、压裂工艺基本原理 (6)1. 压裂液的组成及作用 (7)（1）主要成分 (8)（2）添加剂的功能 (9)2. 压裂液的流动性与黏度控制 (10)3. 岩石的破裂机理 (11)（1）应力与应变的关系 (12)（2）岩石的破裂条件 (13)三、压裂工艺操作流程 (14)1. 井场准备与设备配置 (16)（1）井场选址与布局 (17)（2）设备选择与配置 (18)2. 施工前的准备工作 (19)（1）井筒处理 (21)（2）压裂液的准备 (21)3. 压裂施工流程 (23)（1）压裂液的注入 (24)（2）压力控制 (25)（3）裂缝的扩展与控制 (26)4. 施工后的工作 (28)（1）井场清理 (29)（2）数据分析与评估 (30)四、压裂工艺的关键技术 (31)一、压裂工艺概述压裂技术是一种常用的油气藏开发技术，是指通过将高压介质注入油气藏缝中，以增加缝隙的有效面积，从而提高油气采收率的一种工艺。
压裂就是利用外力的强大冲击，使岩石裂缝变大或者新形成裂缝，从而扩大油气藏的产能。
评价及设计:对油气藏进行详细的测井、物理模型模拟等，确定压裂的适宜性及最佳工艺参数，例如压裂液种类、压裂泵送量、压裂压力等。
压裂泵送:通过压裂泵等设备，将压裂液以高压泵入油气藏中，使岩石裂开。
压裂液选择:压裂液种类多样，常见的有水基粉体系、水基酸体系、油基体系等，其选择要考虑油气藏特征和压裂目标。
控压处理:压裂完成后，需要通过控压处理，稳定油气藏，防止裂缝过早闭合。
压裂技术在油气田开发中得到广泛应用，特别是对低渗透或岩性和天然裂缝发育不良的油气藏，其效果显著，能够有效提高油气产能。
1. 压裂的定义与目的压裂技术是油气井增产及煤层气、页岩气等非常规油气资源高效开发的一种关键工艺。
在地下油气井实施过程之中，由于岩石的密实性和高渗透层间的限制，油气井的生产能力受到自然渗透率的束缚，进而导致产能低下。
《压裂基础培训》课件
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。
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压裂技术理论及应用精讲
001
002
003
0099
设计软件处于世界领先技术水平
5.0 0 5.0
0089 0099
19
2.压裂液和支撑剂
在压裂施工中，压裂液的主要作用是：造缝和携砂。压裂液 与地层岩石和油藏流体要配伍并且对支撑剂渗透率伤害最小。 一般来说，压裂液体系主要包括：水基压裂液（羟丙基瓜尔 胶）、清洁压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液（CO2或N2）以 及相应的交联剂、破胶剂和添加剂，目前胜利油田主要使用 水基压裂液。
• 10 > k > 0.001 md (Gas) • 100 > k > 0.1 md (Oil) • 储层厚，含油性好 • 隔层遮挡性好 • 泄油面积大
复杂的压裂储层特性
• k ≥ 100mD或 k ≤ 0.1 mD (Oil) • k ≤0.001 mD (Gas) • 储层薄，含油性差 • 隔层遮挡性差 • 透镜体油气藏 • 敏感性储层
由于体积气体的泡沫含量高达95%，所以液相最小。在水基液
中，充满泡沫的液体极大地减少了与地层接触的液量，因此在
水敏地层中泡沫液的效果良好。
27
乳化压裂液
乳化液是两种不融和相的分散体系，如用表面活性剂稳定的水 中油或油中水。乳化基压裂液是高度粘稠溶液，具有良好的传 输性。
2475
2475
2500
2500
K-25L sand
K-25L 187 ft
2525
2525
2550
2550
2575 2600 2625
K-30 sand Mudstone
2575
K-30/35 207 ft
2600
Proppant Concentration (lb/ft²)
2.压裂工艺技术讲义
目录第一节前言第二节大庆油田的水力压裂技术发展历史及现状第三节油层水力压裂的概念第四节压裂机理第五节优化压裂设计第六节压裂施工工艺1947年美国首次进行了采油井水力压裂增产作业,由于增产效果十分显著,因此该工艺技术受到普遍重视,研究不断深入、应用范围不断扩大。
五、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,使许多没有工业开采价值的低渗透油气田,成为具有相当可采储量和开发规模的大油气田；其后，随着工艺技术发展和对油藏地质研究的不断深入，压裂工艺技术的应用领域也在不断拓宽，特别是用于调整层间矛盾、改善驱油效率及低渗油田的整体优化压裂开发，使压裂工艺技术成为提高采油速度和采收率及改善油田开发效益的重要手段。
据不完全统计,至九十年代年中期,世界上每年压裂作业井次已超过125万井次，大约完钻井数的35-40%进行了水力压裂。
美国是目前世界上油层压裂应用较多、工艺技术最先进、设备最优良的国家。
美国石油储量的25-30%是通过压裂改造才达到经济开采条件的。
我国已探明的低渗透地质储量约40亿吨,占全部探明储量的24.5%,这部分储量只有通过压裂改造才能具备工业开采价值。
大庆油田自1973年应用水力压裂以来,工艺技术不断创新,设备工具不断完善,下井原材料性能不断改进,应用效果不断提高，目前已达到了国内油层压裂行业的先进水平,为油田实现各阶段的开发目标,作出了巨大贡献。
1、工艺技术方面，压裂方式经历了笼统压裂、分层压裂，压裂工艺由最初的滑套式分层压裂，发展到目前适应各种井况和地层条件的选择性压裂、多裂缝压裂、限流法完井压裂、平衡限流法压裂、定位平衡压裂工艺、水平缝端部脱砂压裂、热化学压裂工艺、水平井压裂、斜直井压裂、小井眼压裂工艺、高能气体复合泡沫压裂等13套工艺技术。
压裂、CO22、设备方面,由初期的水泥车,人工加砂,发展到目前机械混砂、自动控制的K2000型及K1800型压裂车组。
《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
国内压裂技术介绍课件
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
水力压裂讲义
(2) 油基压裂液
a.矿场原油或炼厂粘性成品油
b.稠化油 ，稠化油 =油（原油、汽 油、柴油、煤油、凝析油 ）+稠 化剂（脂肪酸铝皂、磷酸酯铝盐 ）
(3) 多相压裂液
1）泡沫压裂液
外相： 水、水基溶胶或水基冻胶 内相：气体 优点：对地层伤害小、携砂能力和造缝能力强、易于 反排、摩阻低等特点。 缺点：所需注入压力高。
对称的两条缝的原因。实际上多数情况是不对称的。
(2) 形成水平裂缝
条件：当注入压力达到或超过井壁附近地层的最小 垂向应力及岩石的垂向抗张强度时，在垂直于垂向应 力的方向上产生水平裂缝，其条件为：
ze T
Z z ( piwf
v
1 2 p p ) 1
1）存在滤失时：
增产原理：油气向井的径向流 从裂缝
裂缝
井底
由径向流变为两个单相流，节约了能耗。
作用 连通地层深处
解除近井地带污染
一、
在压裂中，了解裂缝的形成条件，裂缝形态及 方向对有效地发挥压裂在增产，增注中的作用是极 为重要的。但由于地下条件的复杂性，虽然进行了 大量的研究，但仍未得到较好的解决。
地层中造缝的影响因素 井底附近的地应力及其分布
K p
a
a
KCl p p ( ) a K a Cl
1 2
C2 则v t
(3) 具有造壁性压裂液的滤失系数C3 有的压裂液具有很好的造壁性，其中添加有防 滤失剂(硅粉或沥青粉等)，能在壁面上形成滤饼， 有效地降低滤失速度，其滤失系数由实验方法确 定。 (4)综合滤失系数 C
2）携砂液：作用是将支撑剂带入裂缝中并将砂子放 到预定位置上去。在压裂液的总量中，这部分占的比重 较大。有造缝及冷却地层的作用。 3 ）顶替液：作用是打完携砂液后，用于将井筒中全 部携砂液替入裂缝中。中间顶替液用来将携砂液送到预 定位置，并有预防砂卡的作用。
压裂技术详解
压裂技术详解压裂技术又称为水力压裂技术，是一种利用高压水进行地下岩石层破裂的技术。
在油气开采中，压裂技术被广泛应用，可以刺激原油和天然气井的产量，提高资源回收率。
本文将对压裂技术的原理、优劣性和应用范围进行详细的介绍。
1. 压裂技术的原理压裂技术是一种利用高压水强制进入地下岩石层，形成高压水力作用，使岩石产生破裂和裂缝的技术。
具体而言，压裂技术可以分为两种类型：垂向压裂和水平压裂。
垂向压裂是将高压水垂直注入岩石层，形成一系列垂向的裂缝和破裂，加快油气运移速度，促进油气在储层内的聚集。
水平压裂则是将高压水以水平方向注入岩石层，增加破裂面积，形成连通的立方体形状的裂缝，从而实现储层中原油和天然气的释放和采集。
1）改善油藏渗透性：压裂技术通过制造一系列地下岩石支架破裂和裂缝，增加原油和天然气的采集率，能够将原本不可采取的储量变成可开采的储量。
2）提高油气产量：压裂技术可以在原油和天然气井中形成一系列裂缝，加速原油和天然气从储层中运动到井筒内，提高井筒的产量。
3）可重复使用：压裂技术是可重复使用的技术，可实现多次压裂，提高原油和天然气生产效率。
与此同时，压裂技术也存在以下缺点：1）环境污染：压裂技术需要大量的水和化学添加剂，通过高压水注入地下岩石层，将混合物压入地下。
这些添加剂中可能会含有有毒物质，从而对环境造成污染。
2）地震风险：压裂技术可能会导致地震，特别是在地震活跃区进行压裂活动更容易引起地震。
3）资金投入高：压裂技术需要大量的资金投入，对于早期开采的小油田来说，压裂技术可能投入不够经济。
压裂技术最初是在美国被广泛使用的。
目前，在美国和加拿大，压裂技术已成为油气开采的主流技术，占据了大部分市场。
除此之外，压裂技术还被应用于中国、俄罗斯、澳大利亚等国家和地区。
压裂技术的应用范围主要有以下几个方向：1）钻井工作：在油气勘探、钻井等领域，压裂技术可以使深部地层中的原油和天然气排入井口，方便开采。
2）页岩气勘探和开发：在成功开采美国页岩气后，压裂技术被广泛应用于页岩气勘探和开发工作中，可以将原本积存在深部页岩层中的天然气释放出来，大幅提高天然气资源的利用。
13压裂技术PPT课件
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。
压裂技术手册
压裂技术手册第一章：压裂技术概述1.1 压裂技术的定义压裂技术是一种利用高压液体将岩石裂开，以增加天然气或石油的产量的方法。
它是一种常用的增产手段，通过将液体压力传输到井下岩层，使岩石发生裂缝，从而增加天然气或石油的流动性和产量。
1.2 压裂技术的应用领域压裂技术主要应用于页岩气、页岩油、致密气和致密油等非常规油气储层的开发。
压裂技术也应用于重新注入井、水力增程和环境地下水治理等领域。
1.3 压裂技术的发展历史压裂技术起源于20世纪40年代，最初应用于石油与天然气勘探开发领域。
经过多年的发展和改进，压裂技术在不同类型的油气藏中得到了广泛应用，极大地推动了油气产量的提高。
第二章：压裂技术原理与方法2.1 压裂工艺压裂工艺包括井筒准备、液体携带体准备、良好的液体混合、压裂蓄能、施工压裂和压裂后处理等步骤。
其中压裂蓄能和施工压裂是整个压裂工艺的核心步骤，对良好的施工效果有着至关重要的作用。
2.2 压裂液体的选择压裂液体是压裂过程中的重要组成部分，影响着压裂效果和成本。
目前常用的压裂液体包括水基压裂液、油基压裂液和凝胶压裂液等。
不同类型的压裂液体适用于不同的岩石储层，需要根据具体情况进行选择。
2.3 压裂技术的方法常见的压裂技术方法包括液压压裂、酸压裂、液体增程压裂、射孔压裂和水力压裂等。
这些方法各有特点，可以根据油气藏的不同性质和地质条件进行选择和组合应用。
第三章：压裂技术设备与工具3.1 压裂泵压裂泵是压裂工程中的关键设备，主要用于将压裂液体输送到井下岩石储层，并施加高压以建立岩石裂缝。
根据不同的工程需求可以选择柱塞泵、隔膜泵或旋转泵等不同类型的压裂泵。
3.2 压裂管线与装置压裂管线是输送压裂液体的通道，需要具有耐高压、耐腐蚀和良好的耐磨性。
压裂装置包括防喷帽、防喷装置和安全阀等设备，能够保证施工过程的安全和稳定。
3.3 压裂监测与控制系统压裂监测与控制系统通过实时监测压裂施工现场的参数，包括压力、流量、井底压力和岩石裂缝参数等，以实现对压裂过程的精确控制和监测。
压裂常识讲座
2、油套环空注入/油套混合注入
(1)优点：沿程摩阻小，地面泵压低，泵注排量大，在相同的地层 条件下，同一排量可节约设备功率，降低施工成本。
(2)缺点：套管的每一部分均需要承受最高的施工压力，因此，泵 注排量的极限与地面泵压的极限取决于套管允许的抗内 压强度及固井质量。
六、水力压裂施工方法
• 常规压裂 • 分层压裂 • 投球法压裂 • 限流法压裂
但成本高、速度慢、操作复杂。 深度经验法
一般来说，目的储层中深低于700m产生水平裂缝，超过800m产生垂直 裂缝，700-800m两种情况都有可能。但这只是一种统计经验，每个地区情 况会有所不同，有时差异还较大。 破裂压力梯度经验法
一般来说，破裂压力梯度小于0.018产生垂直裂缝，大于0.023产生水 平裂缝，0.018-0.023两种情况都有可能。这也是一种统计经验，每个地 区甚至每口井因其它因素的影响会有所不同。
•管柱结构简单，施工比较安全，不易 砂卡； •适用于较浅且上部无射开井段的储层 压裂；
常规压裂工艺
分层压裂工艺
1、单封单卡分层压裂工艺 2、双封单卡分层压裂工艺 3、封隔器+桥塞分层压裂工艺 4、封隔器+填砂分层压裂工艺 5、多级滑套封隔器分层压裂工艺
•管柱结构简单，施工比较安全，不易 砂卡； •适用于各类油气层，特别是深井和大 型压裂； •水力锚的啮合力必须大于施工时作用 于封隔 器上的上顶力，以免顶弯油管； •施工时作用于封隔器上下的压差必须 小于封隔器允许的最大压差；
地面测斜仪 井下测斜仪
4、可控源大地电阻率层析成像技术
用高密度发射系统和接收系统对地下进行电场透视，利用大 地电阻率的差异进行CT成像。
压裂施工中，压裂液相对地层 为良导体，压裂液沿裂缝进入 储层，改变了储层的电阻率分 布,电流在良导体压裂液的引 导下进入裂缝区域，在地层中 形成一个场源，由于压裂液的 存在使原电场的分布形态发生 变化，大部分电流集中到充满 压裂液的低阻带，引起地表观 测电场的变化，不同形态的裂 缝形成不同的场源，在地表形 成不同形态的大地电场分布， 观测压裂前后地面电场的变化， 经过数据处理，得到裂缝的几 何参数。
压裂技术手册
压裂技术手册第一章：介绍1.1 背景压裂技术是一种常用于油气井开发和增产的工艺技术，通过将高压流体注入井中，从而在目标地层中形成裂缝，增加油气的产能。
本手册将介绍压裂技术的原理、装备和操作流程，帮助读者了解和掌握压裂技术。
1.2 目的本手册的目的在于系统地介绍压裂技术的原理和实施方法，以及相关的安全、环保、监测等内容，为相关从业人员提供参考和指导。
第二章：原理2.1 压裂工作原理压裂工作是通过将高压流体注入井下，将目标地层岩石打裂，形成裂缝以增加油气的生产能力。
通过携带摩擦剂的流体，能够在地层中形成长而细的裂缝。
2.2 压裂方式压裂主要分为两种方式：液压压裂和酸压压裂。
液压压裂通过注入液压裂剂将地层破裂；酸压压裂则使用酸液混合物进行压裂。
第三章：装备3.1 压裂设备介绍常见的压裂设备包括压裂车、压裂泵、压裂管线等。
对各种设备的特点、用途以及选择注意事项进行详细介绍。
3.2 压裂液介绍压裂液的种类、性能和应用。
液相压裂以及固相压裂液、其成分、选择及搅拌方法。
第四章：操作流程4.1 压裂方案设计详细介绍了压裂方案设计的要点和步骤，包括地层特征分析、压裂参数计算、选型等内容。
4.2 压裂施工准备介绍了压裂施工前的准备工作，包括场地准备、设备检查、管线布置、安全防护等内容。
4.3 压裂作业对压裂过程中的操作流程、注意事项进行详细介绍，包括压裂泵的启动、液压管线的连接、压裂监测等内容。
第五章：安全与环保5.1 安全管理介绍压裂作业中的安全管理要点，包括现场安全防护、作业流程安全控制等。
5.2 环保措施介绍压裂作业中的环保要求和措施，包括废水处理、废液处置、周边环境保护等内容。
第六章：监测与评价6.1 压裂效果监测介绍压裂效果的监测方法和手段，包括裂缝监测、产量监测等内容。
6.2 压裂效果评价介绍对压裂效果进行评价的方法和指标，包括裂缝长度、产量提高情况等。
结语：本手册概括了压裂技术的原理、装备、操作流程、安全与环保、监测与评价，对压裂技术的实施提供了全面的指导和参考。
压裂防砂技术(讲课)
二、技术原理
• 1、技术原理 、 利用高压车组产生的压力和携砂液具有的 携砂能力，将树脂预包砂及支撑砂， 携砂能力，将树脂预包砂及支撑砂，充填携带 到地层及地层微裂缝中。 到地层及地层微裂缝中。树脂预包砂进入地层 微裂缝和亏空井段后，在地层温度下交联固化、 微裂缝和亏空井段后，在地层温度下交联固化、 胶结固化成具有一定强度和渗透率的人工井壁， 胶结固化成具有一定强度和渗透率的人工井壁， 形成一定厚度的防砂屏障。 形成一定厚度的防砂屏障。胶结的树脂预包砂 起到人工井壁的作用，发挥防砂效果， 起到人工井壁的作用，发挥防砂效果，从而保 证油井的正常生产。 证油井的正常生产。
三、压裂防砂中携砂液分类
• • • • • • • 1、按配液材料和液体性质分类 、 水基压裂液 油基压裂液 乳化压裂液 泡沫压裂液 酸基压裂液 醇基压裂液
三、压裂防砂中携砂液概述
• • • • 2、按耐温性能分类 、 低温压裂液(20-60℃) 低温压裂液 ℃ 中温压裂液(60-120℃) 中温压裂液 ℃ 高温压裂液(120-180℃) 高温压裂液 ℃
九、现场施工常见问题及处理方法 现场施工常见问题及处理方法
1、压不开裂缝 主要表现为压力随注入量的增加急速上升， 主要表现为压力随注入量的增加急速上升，并且很快达到施工压力 上限，这时应立即停车，分析原因后再行施工。 上限，这时应立即停车，分析原因后再行施工。 • 岩性异常致密，渗透率极低，吸水能力极小，应采取其它措施后再试 岩性异常致密，渗透率极低，吸水能力极小， 压裂； 压、压裂； • 井筒与地层连通性不好。如射孔不完善或未射孔，应补孔后压裂； 井筒与地层连通性不好。如射孔不完善或未射孔，应补孔后压裂； • 管柱下井有误，尾管过油层； 管柱下井有误，尾管过油层； • 封隔器类型错误； 封隔器类型错误； • 管柱有异常节流(死油、蜡、杂物等) 管柱有异常节流(死油、 杂物等)
《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
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州扶51-平52井压裂施工曲线
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 15 4
该井目前产液9.5t/d，产油8.1t/d，是周围压裂直井产液、产油 量的6.3倍和7.4倍，是同区块压裂水平井的1.4倍和1.6倍
一、水力喷射分段压裂技术
6.水力喷射分段压裂工艺及应用
10油田、百余井次规模应用
井型：直井、水平井、定向井，油井、气井 完井：套管射孔、割缝筛管、裸眼 管柱：油管、连续管，拖动管柱与滑套不动管柱 自主：参数软件、井下工具、工艺设计
施 1.工具入井定位
工 2.油管内加压，射孔
工 3.维持喷嘴压降、环空加压，
和水力喷砂压裂为辅的水平井增产改造工艺技术系列, 双封单卡分段完 成156口井800段，占已成为水平井压裂的主体技术
二、双封单卡分段压裂技术
4、应用实例：
朝109-葡平39井现场试验
该井水平段长559m，设计一趟管柱压裂5段，最高施工压力 38MPa，排量3.6m3/min，卡距24m，加砂100m3，施工顺 利。
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
一、水力喷射分段压裂技术案例分析
8.割缝管完井水平井喷射分段压裂－NDP2井
ØNDP2井是吐哈三塘湖盆地一口割缝管 水平井，割缝管长度596m。施工前产液 不足 2.0 m3/d。难以实施常规压裂。 Ø水力喷射分段加砂压裂，分别在21032105m、1989.6-1991.6m两层段加入陶 粒18.1m3和17.8m3，日产油13-19m3，是 压裂施工前的6.5倍以上。
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
ØX5-4-PB092井1960m,水平段746m,施工前产液11t/d，油2t/d，含水84.3%。 Ø2009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%。 Ø微地震监测,三段裂缝走向明显,均垂直裂缝,长50-101m,高14-29m.
艺 孔内起裂、裂缝延伸与 参来自4. 第二段裂缝射孔、压裂
数 5.重复4，完成多段压裂
一、水力喷射分段压裂技术
7.应用规模与经济效益
西南 辽河 南海油田
大庆
中原
江汉
江苏
中石化华北
22 21
7
9
吐哈 克拉玛依
18
16 20
24
新疆油田
中原油田 大牛地气田
u全国10几个主要油田规模应用， 占全国油田总数的60%以上
国内压裂技 术介绍
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，
调整Pa，与推进压力叠加>FEP，
裂缝持续延伸，适应不同地层压裂 • 射流孔口抽吸作用，强化封隔效果。
关键：控制喷射压力和环空压力
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
Ø适用于4″～95/8″套管， ～5500m井深 Ø材料和处理：喷嘴工作寿命6h以上 Ø地面泵压力：40～90MPa，排量：1.0～3.5m3/min Ø施工层段数：1～5层（5 ½″套管），单层填砂量：15～50m3
特别适合于低渗透油气藏直井分层、 水平井分段作业。
一、水力喷射分段压裂技术
2.水力喷射分段压裂工具
第一级滑套内径50mm 第二级滑套内径45mm 第三级滑套内径40mm
使用后滑套－基本无磨损
第四级喷枪－无滑套
滑套方案设计——5 ½″套管五级喷枪
一、水力喷射分段压裂技术
2.水力喷射分段压裂工具（工具串组成）
Ø安全性高：小直径封隔器，有可靠地防卡、解卡机构
Ø效率高：一趟管柱可完成6-8层压裂，节省施工时间，降低作业工人 劳动强度
二、双封单卡分段压裂技术
3、指标：
Ø工艺管柱耐温、耐压指标达到100℃、80MPa Ø一趟管柱最多压裂15段 Ø单趟管柱最大加砂规模达到160m3陶粒 Ø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主，
上封
下封
朝109-葡平39井起出工具照片
二、双封单卡分段压裂技术
5.典型实例
u 州扶51平-52井开发目的层为扶余储层，水平段长593m，实测井底温 度高达98.5℃，全井射开15段
u 为了提高压裂施工效率，提高低渗储层产能，降低水平井开发成本， 开展了点源限流射孔、加密布缝、脱砂压裂、大排量施工现场试验
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
水平井滑套分压管柱示意图
l 性能指标 Ø工艺管柱耐温100℃、耐压差80MPa Ø一趟管柱最多压裂15段，一天可实现8段压裂 Ø单趟管柱最大加砂可达160m3 Ø管柱具有防卡、脱卡功能 Ø工艺成功率97.8%
二、双封单卡分段压裂技术
2.技术特点
Ø针对性强：双封单卡目的层，可控制各层段处理规模
Ø加砂量大：研制了耐磨导压喷砂器，应用了低摩阻支撑剂，单趟管柱最 大160m3
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
二、双封单卡分段压裂技术
l 工艺原理：采用小直径双封隔器单卡目的层压裂，通过反洗、拖动实 现一趟管柱多个层段的压裂。(专利号：200710129818.3 、200810136897.5 )