体积压裂与缝网压裂技术
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MI Energy Corporation
体积压裂可以使垂直井纵向动用更多的层，
水平井横向动用更多的段。目前体积压裂改造水
平井段长一般可达到1000—2000米，分段10
段—20段，直井压裂5层—10层。该技术在国外
油气田得到了有效应用。在国内还处于试验应用
阶段
MI Energy Corporation
原理是利用储层两个水平主应力差值
与裂缝延伸净压力的关系，一旦实现裂缝
延伸净压力大于两个水平主应力的差值，
就会产生分支缝，分支缝沿着天然裂缝继
续延伸，最终可形成以主裂缝为主干的纵
横交错的“网状缝”系统。
MI Energy Corporation
对于期望形成的人工裂缝和天然裂缝共同作 用的形态，如果在直井实施称为缝网压裂，在水 平井实施称为体积压裂。 这种技术的实施对地应力的状况有一定的要 求，最大主应力和最小主应力差不能过大，转向 压裂一般不超过10兆帕，缝网压裂要求的应力差 就要更小些。同时与储层厚度、砂泥层之间的应 力差也有一定的关系。
MI Energy Corporation
压裂工艺体现了“两大、两小”特征，“两大”
是指：①大排量，施工排量10m3/min 以上； ② 大液量，单井用液量2 000～5000m3 。 “两小”是指：① 小粒径支撑剂，支撑剂一般采 用70/100目和40/70目陶粒，② 小砂比，
平均砂液比为3%～5%，最高砂液比不超过
MI Energy Corporation
DB22-3井q412号层主压裂施工工序表 表2-1
步 骤 1 2 3 8 9 10 15 16 17 18 19 20 21 施工时间 阶段 min 108.3 120.0 110.0 2.7 2.8 1.7 12.5 10.3 18.6 21.3 7.8 1.6 2.5 平均砂比% 累积 min 108.3 228.3 338.3 341.0 343.8 345.5 358.0 368.3 386.9 408.2 416.0 417.6 420.1 工 序 I型液 II型液 I型液 I型液 I型液 I型液 冻胶 冻胶 冻胶 冻胶 冻胶 冻胶 替挤液 排量 m3/min 6.0 5.0 5.0 6.0 6.0 6.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 备注：压后测瞬时停泵压力。 9.31 清水比例% 20-40陶 粒 20-40陶 粒 20-40陶 粒 20-40陶 粒 20-40陶 粒 86 120 172 241 310 5 7 10 14 18 2.0 5.0 8.0 4.0 1.0 3.0 8.0 16.0 20.0 21.0 100目粉 砂 100目粉 砂 支 撑 剂 类型 kg/m3 砂比 % 用量 m3 累积 m3 压裂液 用量 m3 650.0 600.0 550.0 16.0 16.7 10.0 50.0 40.0 71.4 80.0 28.6 5.6 10.1 累积 m3 650.0 1250.0 1800.0 1816.0 1832.7 1842.7 1892.7 1932.7 2004.1 2084.1 2112.7 2118.3 2128.4
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单位 kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg
用量 2440 12200 2440 1200 6000 800 200 100 360 72 2000 400 300 50
冻胶压裂液 200m3
交联液 现场准备
支撑剂选择 依据本井地质情况及目的层的埋藏深度 并按照石油天然气行业标准SY/T5108-2006 《压裂支撑剂性能指标及测试推荐方法》， 并结合该井工艺需求，经过筛选确定100目 粉砂2.0m3和0.425-0.85mm抗压52MPa（2040目）陶粒20 m3（目数=25.4/直径*0.65）
1 2 3 4
123-2 102 92 82
MI Energy Corporation
压裂层段 下隔层厚 度 (m)
层序
层号
井 段 (m) 2208.7~2204. 3
砂岩厚度 (m)
有效厚度 (m)
上隔层厚度 (m)
1
q412
8.4
4.4
11.6
-
以往生产简况 2006年9月压裂投产，初期产液3.9吨/天，产油2.1吨/天 ，产量较高。截至到2012年4月份，提捞产液量0.2吨/天，产 油0.2吨/天，稳定产量基本不变。生产情况见下图1。
MI Energy Corporation
DB22-3井q412层测试压裂施工工序表
步 施工时间（min） 骤 阶段 累积 1 1 1 2 1 2 3 1 3 4 1 4 5 1 5 6 1 6 7 3 9 8 1 10 9 1 11 10 60 71 备注：选用压裂液I型进行小型压裂测试 工 序 测试压裂 测试压裂 测试压裂 测试压裂 测试压裂 测试压裂 测试压裂 测试压裂 测试压裂 停泵测压降 排量 (m3/min) 2 3 4 5 6 7 8 5 2 压裂液用量(m3) 阶段 累积 2 1 3 4 4 8 5 13 6 19 7 26 24 50 5 55 2 57
36 60
3 5
0.5 0.5
0.5 1.0
MI Energy Corporation
84.57
DB22-3井q412号层主压裂施工工序表 表2-2
步 施工时间 阶段 骤 1 2 3 8 9 10 min 92.9 120.0 110.0 2.3 2.4 1.5 累积 min 92.9 212.9 322.9 325.2 327.6 329.1 序 I型液 II型液 I型液 I型液 I型液 I型液 m3/min 7.0 5.0 5.0 7.0 7.0 7.0 100目粉砂 100目粉砂 36 60 3 5 0.5 0.5 0.5 1.0 工 排量 支 撑 剂 类型 砂比 kg/m3 % 用量 m3 累积 m3 压裂液 用量 m3 650.0 600.0 550.0 16.0 16.7 10.0 累积 m3 650.0 1250.0 1800.0 1816.0 1832.7 1842.7
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2006年8月30日压裂，通过分层改造，三个层施工参数见下表：
射开 厚度 m 4.4 3.2 3.4 压前 停泵 mpa 15.3 17.0 18.3 前置液 （m3/min； m3） 排量 3.0 3.2 3.2 携砂液 （m3/min ；m3） 替挤液 陶粒 （ 平均 （m3/min； 3 m） m3） 砂比 % 设 实 排量 实际 计 际 3.0 3.2 3.2 5.2 6.6 5.4 9.0 12. 0 8.0 9.0 12. 3 8.6
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地质状况 该井位于吉林省大安市联合乡刘围子屯西约0.4千米处，是松辽盆 地南部中央坳陷区红岗阶地大安构造的一口开发生产井。改造的目的
层为泉头组12-6号层，测井解释储层平均有效孔隙度6.8％，渗透率
0.2mD，平均泥质含量21.3％，属于低渗储层。 大安油田22口取心井 中共观察到裂缝508条，对裂缝的观察分析如下 根据岩心观察本区张裂缝占29.0％，张剪性裂缝占34.17％，剪切裂 缝占36.75％，反映本区裂缝以剪性和张剪性裂缝为主，其次为张裂缝 该区以高角度裂缝为主，其中倾角大于45°的占64.6％。而倾角小 于30°的裂缝多分布于泥岩之中，为近水平的滑脱缝。
MI Energy Corporation
实施手段方面：一是采用变参数射孔、二是 压裂时变排量变粒径加砂、三是适时停泵。 这种技术目前的描述主要还停留在理论层面， 因为缺乏有效的地下形态监测技术，现有的大地 电位法、微地震法、井温测试法都无法有效的监 测这种技术形成的裂缝形态，至少是精度很难达 到实际的需求。
解释 层号
射开井 段 m 22102205.6 21942182 2157.42154.0
实际 排量 实际 19.7 31.2 24.7 3.0 3.2 3.2
12 10-8 6
43.5 20.7 62.7 19.6 47.3 18.2
MI Energy Corporation
压裂液选择 液体 名称 压裂液I型 1220m3 压裂液II型 600m3 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 产品名称 Z_PJX kcl JZ_ P Z_PJX kcl 改性瓜胶 助排剂 破乳剂 碳酸钠 碳酸氢钠 防膨剂 有机膨 过硫酸钾 高温破胶剂
kg/m3 斜坡递增浓度。
MI Energy Corporation
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油井基础数据
地理位置 2006.6. 10 2006.6. 16 2386.0 1678.0 吉林省大安市联合乡刘围子屯西约0.4千 米 合格 不同壁 P110*7.72 2117.23厚mm 2119.97； 下深m P110*7.72 139.7 2118.840 2121.56； 套 管 鞋 2385.51； 102 16 4.8
15
16 17 18 19 20 21
12.5
10.3 18.6 21.3 7.8 1.6 2.5
341.6
开钻日期 完钻日期 完钻井深 m 水泥返深 m
固井质量 套管规范mm 射孔枪型 孔 密
人工井底 2373.56 m
套管头至补心 距m
套管 接箍 m
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射孔层段数据
射孔井段(m) 序号 层号 自 2208.7 2192.7 2190.1 2181.9 2156.1 5 61 2154.1 2152.7 0.3 1.4 1.4 16 22 22 至 2204.3 2191.7 2189.1 2180.7 2154.4 11.6 1.6 7.2 24.6 夹层 厚 度(m) 射开 4.4 1.0 1.0 1.2 1.7 有效 4.4 1.0 1.0 1.2 1.7 孔 密（孔 /m） 16 16 16 16 16 孔 数 应射 70 16 16 19 27 实射 70 16 16 19 27
10.0%。
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压裂液体系以滑溜水为主，滑溜水可以 采用阴离子聚合物，也可以用低浓度瓜胶。 水平井为了压裂形成网状裂缝、提高改 造体积，采用分簇射孔技术，每级分4～6 簇射孔，每簇长度0.46～0.77m ，簇间距 20～30m ，孔密16～20 孔/m ，孔径 13mm ，相位角60°或者18源自文库° 。
MI Energy Corporation
以水力压裂技术手段实施对油气储集岩
层的三维立体改造，形成人工裂缝立体网络，
实现储层内压裂裂缝波及体积的最大化，从 而极大地提高储层有效渗透率，提高采油采 气井的产量。
MI Energy Corporation
体积压裂一般应用分段多簇射孔技术和裂缝转向
技术，压裂材料一般采用低黏度压裂液和裂缝转向控制 材料，并尽可能采用较大液体用量和较高的施工排量， 在主裂缝侧向强制形成次生裂缝，并实现次生裂缝继续 分枝，形成二级乃至多级次生裂缝，最终使主裂缝与多 级次生裂缝相互交织，形成立体的裂缝网络系统，实现 储层内天然裂缝、岩石层理的大范围有效沟通。
MI Energy Corporation
分段压裂技术施工参数：
施工排量为
12.7～19.0m3/min 每段用量2 000～5 000m3 ； 支撑剂单井用量为60～190m3 ，100 目（0.15 毫米）支撑剂30～360 kg/m3 斜坡递增浓度，
40/70 目（0.45/0.25毫米）支撑剂30～600
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a value added oil & gas partner
2012年11月
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目录
一、体积压裂 二、缝网压裂 三、压裂工艺 四、DB22-3缝网压裂设计要点 五、DB22-3缝网压裂实施要点 六、初步评价 七、下步建议
体积压裂可以使垂直井纵向动用更多的层，
水平井横向动用更多的段。目前体积压裂改造水
平井段长一般可达到1000—2000米，分段10
段—20段，直井压裂5层—10层。该技术在国外
油气田得到了有效应用。在国内还处于试验应用
阶段
MI Energy Corporation
原理是利用储层两个水平主应力差值
与裂缝延伸净压力的关系，一旦实现裂缝
延伸净压力大于两个水平主应力的差值，
就会产生分支缝，分支缝沿着天然裂缝继
续延伸，最终可形成以主裂缝为主干的纵
横交错的“网状缝”系统。
MI Energy Corporation
对于期望形成的人工裂缝和天然裂缝共同作 用的形态，如果在直井实施称为缝网压裂，在水 平井实施称为体积压裂。 这种技术的实施对地应力的状况有一定的要 求，最大主应力和最小主应力差不能过大，转向 压裂一般不超过10兆帕，缝网压裂要求的应力差 就要更小些。同时与储层厚度、砂泥层之间的应 力差也有一定的关系。
MI Energy Corporation
压裂工艺体现了“两大、两小”特征，“两大”
是指：①大排量，施工排量10m3/min 以上； ② 大液量，单井用液量2 000～5000m3 。 “两小”是指：① 小粒径支撑剂，支撑剂一般采 用70/100目和40/70目陶粒，② 小砂比，
平均砂液比为3%～5%，最高砂液比不超过
MI Energy Corporation
DB22-3井q412号层主压裂施工工序表 表2-1
步 骤 1 2 3 8 9 10 15 16 17 18 19 20 21 施工时间 阶段 min 108.3 120.0 110.0 2.7 2.8 1.7 12.5 10.3 18.6 21.3 7.8 1.6 2.5 平均砂比% 累积 min 108.3 228.3 338.3 341.0 343.8 345.5 358.0 368.3 386.9 408.2 416.0 417.6 420.1 工 序 I型液 II型液 I型液 I型液 I型液 I型液 冻胶 冻胶 冻胶 冻胶 冻胶 冻胶 替挤液 排量 m3/min 6.0 5.0 5.0 6.0 6.0 6.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 备注：压后测瞬时停泵压力。 9.31 清水比例% 20-40陶 粒 20-40陶 粒 20-40陶 粒 20-40陶 粒 20-40陶 粒 86 120 172 241 310 5 7 10 14 18 2.0 5.0 8.0 4.0 1.0 3.0 8.0 16.0 20.0 21.0 100目粉 砂 100目粉 砂 支 撑 剂 类型 kg/m3 砂比 % 用量 m3 累积 m3 压裂液 用量 m3 650.0 600.0 550.0 16.0 16.7 10.0 50.0 40.0 71.4 80.0 28.6 5.6 10.1 累积 m3 650.0 1250.0 1800.0 1816.0 1832.7 1842.7 1892.7 1932.7 2004.1 2084.1 2112.7 2118.3 2128.4
MI Energy Corporation
单位 kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg
用量 2440 12200 2440 1200 6000 800 200 100 360 72 2000 400 300 50
冻胶压裂液 200m3
交联液 现场准备
支撑剂选择 依据本井地质情况及目的层的埋藏深度 并按照石油天然气行业标准SY/T5108-2006 《压裂支撑剂性能指标及测试推荐方法》， 并结合该井工艺需求，经过筛选确定100目 粉砂2.0m3和0.425-0.85mm抗压52MPa（2040目）陶粒20 m3（目数=25.4/直径*0.65）
1 2 3 4
123-2 102 92 82
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压裂层段 下隔层厚 度 (m)
层序
层号
井 段 (m) 2208.7~2204. 3
砂岩厚度 (m)
有效厚度 (m)
上隔层厚度 (m)
1
q412
8.4
4.4
11.6
-
以往生产简况 2006年9月压裂投产，初期产液3.9吨/天，产油2.1吨/天 ，产量较高。截至到2012年4月份，提捞产液量0.2吨/天，产 油0.2吨/天，稳定产量基本不变。生产情况见下图1。
MI Energy Corporation
DB22-3井q412层测试压裂施工工序表
步 施工时间（min） 骤 阶段 累积 1 1 1 2 1 2 3 1 3 4 1 4 5 1 5 6 1 6 7 3 9 8 1 10 9 1 11 10 60 71 备注：选用压裂液I型进行小型压裂测试 工 序 测试压裂 测试压裂 测试压裂 测试压裂 测试压裂 测试压裂 测试压裂 测试压裂 测试压裂 停泵测压降 排量 (m3/min) 2 3 4 5 6 7 8 5 2 压裂液用量(m3) 阶段 累积 2 1 3 4 4 8 5 13 6 19 7 26 24 50 5 55 2 57
36 60
3 5
0.5 0.5
0.5 1.0
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84.57
DB22-3井q412号层主压裂施工工序表 表2-2
步 施工时间 阶段 骤 1 2 3 8 9 10 min 92.9 120.0 110.0 2.3 2.4 1.5 累积 min 92.9 212.9 322.9 325.2 327.6 329.1 序 I型液 II型液 I型液 I型液 I型液 I型液 m3/min 7.0 5.0 5.0 7.0 7.0 7.0 100目粉砂 100目粉砂 36 60 3 5 0.5 0.5 0.5 1.0 工 排量 支 撑 剂 类型 砂比 kg/m3 % 用量 m3 累积 m3 压裂液 用量 m3 650.0 600.0 550.0 16.0 16.7 10.0 累积 m3 650.0 1250.0 1800.0 1816.0 1832.7 1842.7
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2006年8月30日压裂，通过分层改造，三个层施工参数见下表：
射开 厚度 m 4.4 3.2 3.4 压前 停泵 mpa 15.3 17.0 18.3 前置液 （m3/min； m3） 排量 3.0 3.2 3.2 携砂液 （m3/min ；m3） 替挤液 陶粒 （ 平均 （m3/min； 3 m） m3） 砂比 % 设 实 排量 实际 计 际 3.0 3.2 3.2 5.2 6.6 5.4 9.0 12. 0 8.0 9.0 12. 3 8.6
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地质状况 该井位于吉林省大安市联合乡刘围子屯西约0.4千米处，是松辽盆 地南部中央坳陷区红岗阶地大安构造的一口开发生产井。改造的目的
层为泉头组12-6号层，测井解释储层平均有效孔隙度6.8％，渗透率
0.2mD，平均泥质含量21.3％，属于低渗储层。 大安油田22口取心井 中共观察到裂缝508条，对裂缝的观察分析如下 根据岩心观察本区张裂缝占29.0％，张剪性裂缝占34.17％，剪切裂 缝占36.75％，反映本区裂缝以剪性和张剪性裂缝为主，其次为张裂缝 该区以高角度裂缝为主，其中倾角大于45°的占64.6％。而倾角小 于30°的裂缝多分布于泥岩之中，为近水平的滑脱缝。
MI Energy Corporation
实施手段方面：一是采用变参数射孔、二是 压裂时变排量变粒径加砂、三是适时停泵。 这种技术目前的描述主要还停留在理论层面， 因为缺乏有效的地下形态监测技术，现有的大地 电位法、微地震法、井温测试法都无法有效的监 测这种技术形成的裂缝形态，至少是精度很难达 到实际的需求。
解释 层号
射开井 段 m 22102205.6 21942182 2157.42154.0
实际 排量 实际 19.7 31.2 24.7 3.0 3.2 3.2
12 10-8 6
43.5 20.7 62.7 19.6 47.3 18.2
MI Energy Corporation
压裂液选择 液体 名称 压裂液I型 1220m3 压裂液II型 600m3 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 产品名称 Z_PJX kcl JZ_ P Z_PJX kcl 改性瓜胶 助排剂 破乳剂 碳酸钠 碳酸氢钠 防膨剂 有机膨 过硫酸钾 高温破胶剂
kg/m3 斜坡递增浓度。
MI Energy Corporation
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油井基础数据
地理位置 2006.6. 10 2006.6. 16 2386.0 1678.0 吉林省大安市联合乡刘围子屯西约0.4千 米 合格 不同壁 P110*7.72 2117.23厚mm 2119.97； 下深m P110*7.72 139.7 2118.840 2121.56； 套 管 鞋 2385.51； 102 16 4.8
15
16 17 18 19 20 21
12.5
10.3 18.6 21.3 7.8 1.6 2.5
341.6
开钻日期 完钻日期 完钻井深 m 水泥返深 m
固井质量 套管规范mm 射孔枪型 孔 密
人工井底 2373.56 m
套管头至补心 距m
套管 接箍 m
MI Energy Corporation
射孔层段数据
射孔井段(m) 序号 层号 自 2208.7 2192.7 2190.1 2181.9 2156.1 5 61 2154.1 2152.7 0.3 1.4 1.4 16 22 22 至 2204.3 2191.7 2189.1 2180.7 2154.4 11.6 1.6 7.2 24.6 夹层 厚 度(m) 射开 4.4 1.0 1.0 1.2 1.7 有效 4.4 1.0 1.0 1.2 1.7 孔 密（孔 /m） 16 16 16 16 16 孔 数 应射 70 16 16 19 27 实射 70 16 16 19 27
10.0%。
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压裂液体系以滑溜水为主，滑溜水可以 采用阴离子聚合物，也可以用低浓度瓜胶。 水平井为了压裂形成网状裂缝、提高改 造体积，采用分簇射孔技术，每级分4～6 簇射孔，每簇长度0.46～0.77m ，簇间距 20～30m ，孔密16～20 孔/m ，孔径 13mm ，相位角60°或者18源自文库° 。
MI Energy Corporation
以水力压裂技术手段实施对油气储集岩
层的三维立体改造，形成人工裂缝立体网络，
实现储层内压裂裂缝波及体积的最大化，从 而极大地提高储层有效渗透率，提高采油采 气井的产量。
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体积压裂一般应用分段多簇射孔技术和裂缝转向
技术，压裂材料一般采用低黏度压裂液和裂缝转向控制 材料，并尽可能采用较大液体用量和较高的施工排量， 在主裂缝侧向强制形成次生裂缝，并实现次生裂缝继续 分枝，形成二级乃至多级次生裂缝，最终使主裂缝与多 级次生裂缝相互交织，形成立体的裂缝网络系统，实现 储层内天然裂缝、岩石层理的大范围有效沟通。
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分段压裂技术施工参数：
施工排量为
12.7～19.0m3/min 每段用量2 000～5 000m3 ； 支撑剂单井用量为60～190m3 ，100 目（0.15 毫米）支撑剂30～360 kg/m3 斜坡递增浓度，
40/70 目（0.45/0.25毫米）支撑剂30～600
MI Energy Corporation
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2012年11月
MI Energy Corporation
目录
一、体积压裂 二、缝网压裂 三、压裂工艺 四、DB22-3缝网压裂设计要点 五、DB22-3缝网压裂实施要点 六、初步评价 七、下步建议