压裂工艺原理精讲

压裂形成的裂缝与地应力分布、岩石力学性质、压 裂液的性质以及注入方式等有密切关系。
压裂基本概念
4、地应力与裂缝的形态和方位
δz＞δx＞δy 垂直缝
δz＞δy＞δx 垂直缝
δx，y＞δz 平缝
水
裂缝的形态取决于地层地应力的大小和方向。
压裂裂缝总是与地层最小主应力垂直，与地层最大主应力平行。
压裂基本概念
2、油藏中裂缝导流能力
裂缝导流能力KW f : 裂缝闭合应力: PC =ɑ× H - P流 裂缝导流能力会随支撑剂的腐蚀、破碎、 嵌入,压裂液成胶剂残渣以及支撑剂沉降而 降低.
支撑剂
3、不同支撑剂的裂缝导流能力
支撑剂
4、残余导流能力的百分比
支撑剂
5、支撑剂用量选择的因素
-设计的裂缝长度 -需要支撑剂浓度 -预期的裂缝高度
压裂液
1、压裂液的定义
-压裂施工中用到的工作液。 -压裂液是由多种添加剂按一定配比形成的非均质不稳定化
学体系。
-按泵注顺序和所起的作用不同，压裂液分为前置液、携 砂液和顶替液。
压裂液
2、压裂液应用必备的条件
-与地层岩心和流体配伍性良好；
-能造出一定宽度、有足够导流能力的裂缝；
-造缝并向张开延伸的裂缝输送支撑剂；
6、压裂液特性
支撑剂
1、压裂支撑剂体系
a、支撑剂需要支撑压开的裂缝，以增加流动能力 b、理想的特性： -高强度 -抗腐蚀 -低比重 -容易获得，费用低廉 c、支撑剂类型 -石英砂：强度中等，密度较低，价格便宜。 -陶粒；强度高，密度高，价格高。 -树脂涂层砂或陶粒：可固结，可控制返砂，价格高。
支撑剂
4、压裂液体系
①水基压裂液：交联冻胶压裂液和线性胶压裂液。 交联冻胶压裂液：是目前压裂液应用的主要类型，发展的 方向是低成本、低伤害。 ②油基压裂液：适用于低压、偏油润性、强水敏的储层。 ③乳化压裂液：适用于水敏、低压地层。 ④泡沫压裂液：适用于低压、水敏性储层，特别是气藏。
压裂液
5、压裂添加剂
压裂液
压裂工艺原理
大纲
压裂基本概念 压裂液 支撑剂
压裂基本概念
1、什么是压裂？
用地面压裂车将压裂液以大大超过地层吸收 能力的排量注入井中，在井底附近憋起高压，即
在地层中形成裂缝，随着带有支撑剂的液体注入
缝中，裂缝逐渐向前延伸，在地层中形成了具有 足够长度，一定宽度和高度的填砂裂缝。
压裂基本概念
2、压裂为什么增产？
a、改变地层油流方向 压裂前
压裂后
径向流
流通阻力大，造成产量低 地层渗透率：0.1-20毫达西
单向流
流通阻力小，产量高 支撑剂渗透率：180毫达西
b、沟通油气储集层 c、解除近井地带污染
压裂基本概念
3、造缝机理
压 裂施工过程中井底压力随时间的变化
3个步骤：①破裂地层 ②加砂 ③顶替 PF：地层破裂压力 PE：裂缝延伸压力 PS：地层压力 a：致密低渗地层时出现 b：地层微裂缝发育或高渗地层时出现
5、地面泵压
Ppump = Pf - Pm + PF Ppump ----- 井口施工泵压 Pf Pm PF ----- 地层破裂压力 ----- 井筒液柱压力 ----- 管柱及管线、孔眼的压裂液摩阻（主要是管柱摩阻） 垂直裂缝 水平裂缝
wk.baidu.com其中Pf =（0.14~0.18）× H （0.23~0.25）× H
-耐温、耐剪切；
-施工完成后能够破胶，迅速反排；
-易于控制、安全；
-经济可行。
压裂液
3、压裂液按化学性状分类（分散介质） -水基--交联冻胶、线性胶；比重为1 -油基--稠化柴油、稠化原油；比重为0.75 -乳化--水包油、油包水；比重为0.85 -泡沫--氮气 、二氧化碳、双元 ；比重为0.3
压裂液
支撑剂
6、依据闭合应力选择支撑剂
支撑剂
7、选择支撑剂尺寸
①射孔直径应当是支撑剂直径的6倍 ②动态裂缝宽度应当是颗粒直径的3倍
③闭合应力高时，采用小粒径的支撑剂
（一般取区块值）
Pm = RL × H （RL：压裂液的比重）
PF = 50% × P水 （P水：管柱水摩阻，查采油技术手册）
压裂基本概念
6、地面施工泵压曲线
①如果施工压力保持恒定，压裂液性能稳定，地面施工泵压与地下井底压力的变化是一致的； ②加砂会对施工泵压有一定的影响； ③油管压裂时，套压反映井底压力变化。