油水井增产增注技术

在致密地层内，当井底压力达到破裂压力后，
地层发生破裂，然后在较低的延伸压力下，裂
缝向前延伸。

对高渗或微裂缝发育地层，压裂过程中无明显 的破裂显示，破裂压力与延伸压力相近。
1.1

地应力及其分布
(1)地应力
地应力：作用在单元体上的垂向应力来自上覆
层的岩石重量，它的大小可以根据密度测井资 料计算：
特征：(1)等位线间隔较大，表示压降坡度小；(2)间隔均匀，表 示压力呈线性递减；(3)流线趋于平行，表示流动趋于单向流。 增加裂缝宽度，或者增大裂缝渗透率，电位椭圆线则发生如下 变化：(1)电位椭圆变得十分扁平；(2)电位线间隔变大，表示压 降减小；(3)间隔更加均匀，表示压力呈线性降低；(4)流线更接 近平行线，表示流动接近单向流。
缝；③流体沿裂缝直线流入井底。①②合并，最后形成
双线性流动模式。 裂缝导流能力：裂缝宽度与填砂裂缝裂缝渗透率的乘积
流体效率：停泵时缝中剩余流体体积与注入总体 积的比值。
压裂增产机理
研究方法：电模拟
未污染井压裂增产机理研究：为油井无裂缝 和有裂缝两种情况
U
U=1 伏
Ue
re
无缝井流型
电位分布曲线图
有裂缝油井的流型图
油水井增产增注技术
目录
一、水力压裂理论与技术 三、酸 化 四、高能气体压裂 五、井底处理的水动力学方法 六、超声波、人工地震与井下脉冲放电技术
七、稠油油藏电磁波和微波加热增产技术
八、微生物采油技术
给注水、采油带来 困难，为提高原油 油田开发生产情况概述 采收率，必须开展 增产增注技术研究 油藏类型多样： 与应用！
(2)井壁上的应力 1)井筒对地应力及其分布的影响 在无限大平板上钻了圆孔之后，将使板内原是均匀的 应力重新分布，造成圆孔附近的应力集中。
①当
r a
， x y H
时，
2 x 2 y 2 H
说明圆孔壁上各点的周向应力相等，且与值无关。
②当
min 0 ,180
Pi
3)压裂液径向渗入地层所造成的井壁应力
由于注入的高压液体在地层破裂前，渗入井筒周 围地层中，形成了另外一个应力区，它的作用是 增大了井壁周围岩石中的应力。增加值为：
Z 9.8 S z dz
H 0

由于油气层中有一定的孔隙压力 ( 即油藏压力
或流体压力)，故有效垂向应力可表示为：
Z Z Ps

岩石处于弹性状态，垂向主应力与水平应力的
关系：
1 x1 x E
x2
1 y E
x3
1 z E
x x1 x 2 x3 0

压裂增产增注原理 :降低了井底附近地层中流体的渗流阻
力；改变流体的渗流状态。使原来的径向流动改变为油层与
裂缝近似性的单向流动和裂缝与井筒间的单向流动，消除了 径向节流损失，大大降低了能量消耗。
对均质未压裂地层，其模式为径向流，不同的等压线为 大小不同的以井底为圆心的同心圆。 油井压裂后，其流动模式发生改变，出现三个阶段：① 地层深部流体以拟径向或椭圆径向方式流入近裂缝地带； ②近裂缝地带的流体沿着垂直裂缝面的方向线性流入裂
污染井
q
2K h( pe pw )
ln(re / rw )
ln(re / rw ) K rd re 1 1 ln ln K d rw K o rd
1.
造缝机理
图1 压裂过程井底压力变化曲线

造缝条件及裂缝的形态、方位等与井底附近地 层的地应力及其分布、岩石的力学性质、压裂
液的渗滤性质及注入方式有密切关系。
x


1
z
实际上岩石不一定都处于弹性状态，根据研究 最大、最小水平主应力与垂向应力的关系为：
H max H min
1 1 E 2 Z PS 2 E PS 2 1 1 1 1 1 E 2 Z PS 2 E PS 2 1 1 1

r a， x y 时，
。
3 y x
说明最小周向应力发生在 x 的方向上，而最大周向应力 max 90 ,270。 3 x y 却在y的方向上。 ③随着的增加，周向应力迅速降低。
图2
无限大平板中钻一圆孔的应力分布
2)井眼内压所引起的井壁应力

压裂过程中，向井筒内注入高压液体，使井内压
力很快升高。井筒内压必然产生井壁上的周向应
力。根据弹性力学中的拉梅公式(拉应力取负号)：
Pe re2 Pi ra2 Pe Pi re2 ra2 2 2 2 2 2 re ra r re ra



当re=∞、pe=0及r=ra时，井壁上的周向应力为：
——油藏的几何形态及边界（块状，层状，透镜体，小断块） ——流体性质（天然气、凝析气、挥发性、高凝油、稠油、常 规原油） ——渗流特征（孔隙性，裂缝及孔隙性） 油田开发过程复杂 ——勘探与钻井
——完井与试油
——生产与修井 ——增产与增注
油水井增产增注措施的基本原理

油水井增产增注措施是通过消除井筒附近的伤害或在地层中建立高导 流能力的结构来提高油井的生产能力。水力压裂和酸化是常规增产措施。
一、 水力压裂理论与技术

水力压裂:利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层
吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压，当压力大于井 壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地层产 生裂缝。继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填 以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地 层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，使井达 到增产增注目的工艺措施。

近几年来，高能气体压裂、爆炸压裂、酸化压裂、干法压裂、高渗透
层压裂、水平井压裂、层内爆炸压裂等在油田水井的增产增注，如：声波、高 压水射流、电法、微生物等。

增产措施的方法随着油田的开发，一些新的问题的出现，还会有新的
技术措施不断涌现出来。

上述各项技术目的都是提高生产指数，以增加产量或降低注入压力。