水力压裂工艺技术现状及应用前景分析[行业特制]

压裂决策的关键因素
低孔低渗透差油气层
长裂缝扩大泄流面积
中低渗透油气层
适度裂缝，高导流能力提 高流体通过的能力
高渗透油气层
充填压裂，用于防砂
行业内容
11
粘土矿物成分与含量（高岭石、绿泥石、伊利石、蒙脱 石）；
引起外来流体对储层 伤害的主要因素，影响压 裂改造效果的重要因素之 一，不同粘土矿物的含量 决定了压裂液体系的使用 和适用性。
5
压裂前(3.8) 2882.4-2884.4
压裂前
3
1
2892.3-2896.1
0
1
2
3
4
5
6 2918.0-2921.5
小层产量,m3/d
0 10 20 30 40 50 60
行业内容
5
(4) 提高采收率 电模拟和数模表明；大庆小井距试验证实，压
裂改造使众多传统方法不具有开采价值的油气田实 现开发，许多边际油田储量得到审报与开采。
Mg)4[Si,Al]8 O20].nH2O
隙和降低渗透率。
行业内容
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孔隙喉道特征（排驱压力、喉道半径、分选性、中值半径、 最大进汞饱和度、退汞压力）；
P(MPa)
长庆气田不同探区孔喉参数对比表
气田
层位
平均孔喉半 径μm
排驱压力 MPa
绥德－米脂 盒8
0.08
0.78
Biblioteka Baidu
神木－双山 盒8
0.07
0.94
降低伤害的压裂液体系是压裂改造工艺的发展方向。
行业内容
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矿物 绿泥石 伊利石 混合层 高岭石
蒙脱石
不同储层充填矿物对孔渗的伤害特征
化学成分
(Mg,Al,Fe)12 [(Si, Al)8O20](OH)16
K1-1.5 Al4[Si7-6.5 Al1-1.5 O20](OH)4 伊利石-蒙脱石 绿泥石-蒙脱石
(5) 其它方面（工业排污、废核处理）
行业内容
6
水力压裂增产机理
(1) 沟通油气储集区，增加单井控制储量连通透镜体和 裂缝带）、扩大渗流面积
(2) 变径向流动为线性流动
井
(3) 解除污染
行业内容
井
裂缝
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典型水力压裂施工压力分析
压
破裂
加砂
力
F 前置液
携砂液
停泵 裂缝闭合
a b
排量不变，提高砂比，压力升高 反映了正常的裂缝延伸
水力压裂工艺技术现状 及应用前景分析
西安丹佛尔公司
二OO八五月
行业内容
1
第一部分：水力压裂增产技术概述
水力压裂技术 开始于1947年，主 要用于油气藏的增 产作业，边际油气 藏的有效开发。
行业内容 水力压裂示意图
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水力压裂作用
(1) 提高勘探含油气评价，增加可采储量
✓Wattenberg气田
✓陕北安塞特低渗油田
其它因因素素（地进层行水、研粘究土矿与物现） 场的应用
岩石应力特征
可控因素
压裂规模 压裂液伤害
裂缝形态 行业内容
人工裂缝的形态
压裂液体系与储层的配伍性
人工裂缝的渗流能力
不同类型储层的参数匹配
控制储隔层应力差值技术
储层改造后支撑剖面的形成
液体的破胶返排
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储层的物性（孔隙度、渗透率、含油气饱和度）
因此，储层原始的各种性质对于压裂改造的效果影响最 大，而且，压裂增产的作用必须远大于因外来压裂液体的进 入储层对原有平衡的影响，压裂改造才是成功的，增产及经 济效益才会体现。
充分的认识储层，了解影响压裂效果的
主要因素，是压裂增产的首要任务
行业内容
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不可控因素
储层岩石组成、储层的非均质性
压裂储改层物造性的（K主、S体o、技Φ术、T，、P均） 是以提高压裂改 造的效储层果流，体性控质制（μ不、C利、R因s）素，充分利用有利
H=1000-1300m，h=12.2m，=12.4%,
kair=1-2md, ke<0.5md, So=55-57%,
pr=8.3-9.8MPa
行业内容
3
(2) 油气井增产、水井增注
60
50
对于低渗透油气藏，水力压裂是增产的主要手段。
日产液量
日产油量
含水 40
60
30
40 20
10
0
行业内容
1-Oct-00 6-Oct-00 11-Oct-00 16-Oct-00 21-Oct-00 26-Oct-00 31-Oct-00 5-Nov-00 10-Nov-00 15-Nov-00 20-Nov-00 25-Nov-00 30-Nov-00 5-Dec-00 10-Dec-00 15-Dec-00 20-Dec-00 25-Dec-00 30-Dec-00 4-Jan-01 9-Jan-01 14-Jan-01 19-Jan-01 24-Jan-01 29-Jan-01
苏里格东区 盒8
0.11
0.92
苏里格中区 盒8
0.35
0.53
不同探区储层压汞曲线特征对比图
1000
100
双4,2527.17m,盒8 双7,2533.7m,盒8 双9,2243.87m,盒8 双9,2272.6m,盒8 府2,1849.78m,盒8 府3,2328.32m,盒8 米6,2392.59m,盒8 米7,1980.48m,盒8 召7，2907.98m，盒8下 召6，2990.96m，盒8下 召10，3094.9m， 召9，3016.68m 统4：2905.14m,盒8
E
a—致密岩石 b—微缝高渗岩石
井筒摩阻
净裂缝延伸压力 C
S 地层压力（静）
时间
pF—破裂压力
pE —延伸压力
pS —地层压力
行p业井内底容>= pF时
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第二部分：影响水力压裂改造效果的因素
压裂改造是一种靠外来流体的作用改变储层原始渗流状 态的工程，因此，外来流体的性质会影响储层原有的平衡状 态，从而影响储层的改造效果。
100
80
60
40
20
SHg(%)
10
1
0.1 0
孔喉特征对于压裂液的返排，破胶行，业储内容层的生产特征具有重要的影响 14
100
80
20
0
4
(3) 调整层间矛盾，改善产油、吸水剖面
对于多层段合层开采或合层注水，通过水力压裂技术， 达到改善产油、吸水剖面，提高效率的目的。
层号
产油剖面
水井压裂前后吸水剖面变化
13
2806.8-2807.5
11
9
2814.1-2815.8
7
2833.4-2835.1 压裂后(33.9)
压裂后
Al4 [Si4O10](OH)8
给储层带来的主要问题
对酸和氧化水极为敏感，析出无法通过孔 隙喉道的胶状Fe(OH)3。
同其它可运移微粒一起堵塞孔隙喉道，K+ 的沥滤会使它变成膨胀粘土。
断裂成块状物和桥接物，横跨孔隙，从而 降低渗透率。
断裂、运移，并聚集在孔隙喉道，从而严 重堵塞孔隙，降低渗透率
(1/2Ca,Na)0.7(Al, Fe, 对水敏感，可百分之百地膨胀。减少微孔