低渗透油气藏水力压裂工艺技术
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年探明天然气储量（亿方） 低渗储量比例（％）
中石油年石油探明储量及低渗储量的比例
6.00
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
1998
1999
2000
2001
年探明石油储量（亿吨）
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
2002
2003
2004
2005
低渗储量百分数（%）
中石油年探明天然气储量及低渗储量的比例
蒸汽吞吐、蒸汽驱
径向流
裂缝线性流 双线性流 地层线性流 拟径向流
•渗流面积小、渗流阻力大，产量相对较低。
•产量来源于裂缝中流体的弹性膨胀，流动基 本上是线性的，流动时间很短，意义不大。
•流体自地层线性地流入裂缝，同时，裂缝 中的流体再线性地流入井筒。
1.近年来，低渗透油气藏储量构成比例逐年提高
截止2005年底，中石油探明低渗透油藏原油储量近100亿吨，低渗油藏占 总探明储量的40%左右。
目前中石油发现的低渗透气藏储量约为3万多亿立方米，低渗气藏占总储 量的55%左右。
近年中石油每年新增探明储量中，约2/3为低渗透储量。
年探明石油储量（亿吨） 低渗储量比例（％）
一、水力压裂工作原理
主 要
•近井解堵
•地层防砂
用 途
•储层改造
•区块开发
二、水力压裂的产生和发展
•第一次水力压裂试验：1947年，美国Kansas的Houghton油田，4个碳酸 盐储层，压前进行过酸化，采用上、下封隔器逐级分层压裂，每层使用 稠化凝固汽油并接着注入汽油作为破胶剂，不加支撑剂。 •压裂效果较差，结论：压裂不如酸化有效。 •同年，在美国东Teaxs油田Woodbine砂岩层进行水力压裂，使用胶化矿 场原油，16目石英砂，破胶剂，取得了极大的成功。 •1949年Halliburton获得了专利许可证，开始了商业化的水力压裂作业， 使该技术得到迅速推广。 •专利规定了携砂液为通过滤纸的粘度大于30cp的液体。 •其它未获得许可证的公司水和砂进行水力压裂作业。
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。
四、水力压裂增产机理
•解除污染 •沟通储层 •提高导流能力 •改变流态
水力压裂
调、补层
Q k h P
注水、注气
5000
100
90
4000
80
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60
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1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
年探明天然气储量（亿方）
低渗储量百分数（%）
2. 压裂酸化技术在低渗透油气藏勘探开发中作用巨大
自1947年首次压裂，至1988年作业总量已超过100万井次以上
水力压裂技术发展
•第一代压裂(1940’-1970’)：小型压裂
加砂量较小，在10m3左右，主要是解除近井地带污染
• 第二代压裂(1970’-1980’)：中型压裂
加砂量迅速增加，主要是增加地层深部油流通道，
提高低渗透油层导流能力 •第三代压裂(1980’-1990’)：端部脱砂压裂
Mr.哈里伯顿
将压裂增产措施应用到中、高渗储层，双倍缝宽，主要是大幅度提高储
层导流能力
•第四代压裂(1990’- )：大型压裂、开发压裂
将压裂作为一种开发方式，从油藏系统出发，应用压裂技术
三、水力压裂造缝机理
在水力压裂中，了解裂缝 的形成条件、裂缝形态、 方向对有效地发挥压裂在 增产、增注中的作用十分 重要。
在地层中造缝，形成裂缝 的条件与地应力及其分布、 岩石力学性质、压裂液性 质、注入方式等都有密切 关系。
14000 12000 10000
压裂酸化井次
年增产量（万吨）
1000 900 800 700
8000
600
500
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400
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200 2000
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1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
1、裂缝形态 2、裂缝方位 3、裂缝尺寸
σZ
垂直裂缝
σY
σX
σZ
当σH >σZ时，产生水平 裂缝。当σX=σY时，平面上 会产生均匀的圆形，当 σX≠σY时，平面上会产生类 似椭圆或呈不规则的分布。
σX
当σZ >σH时，产生垂直 裂缝，此垂直缝的方位又决定 于两个水平应力σX 和σY的大 小，当σY >σX ，则裂缝处 于垂直于最小主应力σX 、平 行于σY的方位；当σZ >σH ， 则裂缝处于垂直于最小主应力 σY 、平行于σX的方位。
水平裂缝
σY
如何判断水力压裂产生的裂缝形态
地应力测试法 通过对三向应力值的测试来判断，这是最科学、最准确的判断方法。
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
低渗透油气藏 水力压裂工艺技术
目录
前言 水力压裂技术概述 压前储层评价技术 压裂材料技术 压裂的优化设计技术 部分实例分析 未来压裂技术的发展趋势分析
目录
前言 水力压裂技术概述 压前储层评价技术 压裂材料技术 压裂的优化设计技术 部分实例分析 未来压裂技术的发展趋势分析
百度文库
北美35-40%的井进行了水力压裂，25-30%的石油储量是通过压裂获得的
从1955年至2005年底，国内压裂酸化作业23万井次以上，共增油1.23亿吨以 上（平均单井534吨）。
近10年来，年压裂酸化作业8600井次左右，年增油量近600万吨。
压裂酸化井次（井次） 年增油量（万吨）
压裂酸化在低渗油藏开发中作用
3.压裂酸化技术地位进一步提高
在国际范围内，压裂酸化技术愈来愈受到重视。美国石油学会 已将压裂酸化和钻井、测井、采油工艺等专业并列对待。
地质 测井、录井 钻井、完井 油藏 ……
压裂酸化
试油、试气、投产
目录
前言 水力压裂技术概述 压前储层评价技术 压裂材料技术 压裂的优化设计技术 部分实例分析 未来压裂技术的发展趋势分析
中石油年石油探明储量及低渗储量的比例
6.00
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
1998
1999
2000
2001
年探明石油储量（亿吨）
100
90
80
70
60
50
40
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20
10
0
2002
2003
2004
2005
低渗储量百分数（%）
中石油年探明天然气储量及低渗储量的比例
蒸汽吞吐、蒸汽驱
径向流
裂缝线性流 双线性流 地层线性流 拟径向流
•渗流面积小、渗流阻力大，产量相对较低。
•产量来源于裂缝中流体的弹性膨胀，流动基 本上是线性的，流动时间很短，意义不大。
•流体自地层线性地流入裂缝，同时，裂缝 中的流体再线性地流入井筒。
1.近年来，低渗透油气藏储量构成比例逐年提高
截止2005年底，中石油探明低渗透油藏原油储量近100亿吨，低渗油藏占 总探明储量的40%左右。
目前中石油发现的低渗透气藏储量约为3万多亿立方米，低渗气藏占总储 量的55%左右。
近年中石油每年新增探明储量中，约2/3为低渗透储量。
年探明石油储量（亿吨） 低渗储量比例（％）
一、水力压裂工作原理
主 要
•近井解堵
•地层防砂
用 途
•储层改造
•区块开发
二、水力压裂的产生和发展
•第一次水力压裂试验：1947年，美国Kansas的Houghton油田，4个碳酸 盐储层，压前进行过酸化，采用上、下封隔器逐级分层压裂，每层使用 稠化凝固汽油并接着注入汽油作为破胶剂，不加支撑剂。 •压裂效果较差，结论：压裂不如酸化有效。 •同年，在美国东Teaxs油田Woodbine砂岩层进行水力压裂，使用胶化矿 场原油，16目石英砂，破胶剂，取得了极大的成功。 •1949年Halliburton获得了专利许可证，开始了商业化的水力压裂作业， 使该技术得到迅速推广。 •专利规定了携砂液为通过滤纸的粘度大于30cp的液体。 •其它未获得许可证的公司水和砂进行水力压裂作业。
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。
四、水力压裂增产机理
•解除污染 •沟通储层 •提高导流能力 •改变流态
水力压裂
调、补层
Q k h P
注水、注气
5000
100
90
4000
80
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1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
年探明天然气储量（亿方）
低渗储量百分数（%）
2. 压裂酸化技术在低渗透油气藏勘探开发中作用巨大
自1947年首次压裂，至1988年作业总量已超过100万井次以上
水力压裂技术发展
•第一代压裂(1940’-1970’)：小型压裂
加砂量较小，在10m3左右，主要是解除近井地带污染
• 第二代压裂(1970’-1980’)：中型压裂
加砂量迅速增加，主要是增加地层深部油流通道，
提高低渗透油层导流能力 •第三代压裂(1980’-1990’)：端部脱砂压裂
Mr.哈里伯顿
将压裂增产措施应用到中、高渗储层，双倍缝宽，主要是大幅度提高储
层导流能力
•第四代压裂(1990’- )：大型压裂、开发压裂
将压裂作为一种开发方式，从油藏系统出发，应用压裂技术
三、水力压裂造缝机理
在水力压裂中，了解裂缝 的形成条件、裂缝形态、 方向对有效地发挥压裂在 增产、增注中的作用十分 重要。
在地层中造缝，形成裂缝 的条件与地应力及其分布、 岩石力学性质、压裂液性 质、注入方式等都有密切 关系。
14000 12000 10000
压裂酸化井次
年增产量（万吨）
1000 900 800 700
8000
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500
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400
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200 2000
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1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
1、裂缝形态 2、裂缝方位 3、裂缝尺寸
σZ
垂直裂缝
σY
σX
σZ
当σH >σZ时，产生水平 裂缝。当σX=σY时，平面上 会产生均匀的圆形，当 σX≠σY时，平面上会产生类 似椭圆或呈不规则的分布。
σX
当σZ >σH时，产生垂直 裂缝，此垂直缝的方位又决定 于两个水平应力σX 和σY的大 小，当σY >σX ，则裂缝处 于垂直于最小主应力σX 、平 行于σY的方位；当σZ >σH ， 则裂缝处于垂直于最小主应力 σY 、平行于σX的方位。
水平裂缝
σY
如何判断水力压裂产生的裂缝形态
地应力测试法 通过对三向应力值的测试来判断，这是最科学、最准确的判断方法。
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
低渗透油气藏 水力压裂工艺技术
目录
前言 水力压裂技术概述 压前储层评价技术 压裂材料技术 压裂的优化设计技术 部分实例分析 未来压裂技术的发展趋势分析
目录
前言 水力压裂技术概述 压前储层评价技术 压裂材料技术 压裂的优化设计技术 部分实例分析 未来压裂技术的发展趋势分析
百度文库
北美35-40%的井进行了水力压裂，25-30%的石油储量是通过压裂获得的
从1955年至2005年底，国内压裂酸化作业23万井次以上，共增油1.23亿吨以 上（平均单井534吨）。
近10年来，年压裂酸化作业8600井次左右，年增油量近600万吨。
压裂酸化井次（井次） 年增油量（万吨）
压裂酸化在低渗油藏开发中作用
3.压裂酸化技术地位进一步提高
在国际范围内，压裂酸化技术愈来愈受到重视。美国石油学会 已将压裂酸化和钻井、测井、采油工艺等专业并列对待。
地质 测井、录井 钻井、完井 油藏 ……
压裂酸化
试油、试气、投产
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前言 水力压裂技术概述 压前储层评价技术 压裂材料技术 压裂的优化设计技术 部分实例分析 未来压裂技术的发展趋势分析