水力压裂综述
简要描述水力压裂的过程。
简要描述水力压裂的过程。
水力压裂是一种常用的油气开采技术，通过将高压水注入油气储层中，使岩石断裂并形成通道，以增加油气的产量和流动性。
水力压裂的过程可以分为准备阶段、注水阶段、压裂阶段和产能回收阶段。
在准备阶段，首先需要选择合适的井口位置，在地面上进行井筒的钻探工作。
钻井完毕后，需要进行井壁固井，以保证井筒的稳定性。
接下来，需要安装水力压裂设备，包括水泵、压裂液储备罐和控制系统等。
注水阶段是水力压裂的关键步骤之一。
首先，需要将压裂液调配好，压裂液通常由水、沙、添加剂和稀释剂组成。
然后，通过水泵将压裂液注入井口，经过井筒进入油气储层。
注入的压裂液会在岩石中形成高压，使岩石发生断裂。
压裂阶段是水力压裂的核心步骤。
当压力足够大时，岩石会发生弹性变形，产生裂缝。
随着压力的继续增加，裂缝会扩大并连接形成通道。
通过这些通道，油气可以更容易地流向井口，提高产量和采收率。
压裂液中的沙粒可以填充裂缝，防止裂缝的闭合，从而保持通道的通畅性。
产能回收阶段是水力压裂后的处理步骤。
在压裂完成后，需要停止注水，让岩石恢复原状。
此时，压裂液中的沙粒会留在裂缝中，形成支撑剂，防止裂缝闭合。
然后，通过产能测试和监测，评估水力压裂的效果和油气产量。
需要注意的是，水力压裂是一项复杂的技术，需要综合考虑地质条件、压裂液的配方、压裂参数等因素。
合理的设计和操作可以提高压裂效果，最大限度地增加油气产量。
同时，水力压裂也需要合理管理水资源，防止对环境造成不良影响。
总的来说，水力压裂是一种通过注入高压水使岩石断裂并形成通道的油气开采技术。
它可以增加油气的产量和流动性，但需要在合理设计和操作的基础上进行，以确保可持续的开采效果。
国内外水力压裂技术现状及发展趋势
国内外水力压裂技术现状及发展趋势国内外水力压裂技术现状及发展趋势1. 水力压裂技术的概述水力压裂技术是一种用于释放和采集地下岩石中储存的天然气或石油的方法。
该技术通过高压水将岩石破碎，使储层中的油气能够流动到井口并采集出来。
水力压裂技术的应用范围广泛，已经成为当今油气勘探和生产领域不可或缺的重要工艺。
2. 国内水力压裂技术的发展2.1 技术进展近年来，中国在水力压裂技术领域取得了长足的进展。
国内开展了一系列水力压裂试验和生产实践，并不断优化了水力压裂液的配方和压裂参数，提高了技术效果。
目前，国内已经具备了一定的水力压裂能力，大规模商业化的水力压裂项目也在逐渐增加。
2.2 技术挑战然而，国内水力压裂技术仍面临一些挑战。
由于我国地质条件复杂多样，水力压裂参数的优化和设计仍需进一步完善。
水力压裂过程中对水和化学药剂的需求量较大，对水资源的消耗和环境影响也需要引起重视。
国内水力压裂技术在环保、安全等方面的标准和规范也亟待完善。
3. 国外水力压裂技术的现状3.1 技术领先相比之下，国外水力压裂技术相对更为成熟和领先。
美国作为全球水力压裂技术的发源地和领导者，已经积累了丰富的经验和技术。
加拿大、澳大利亚、阿根廷等国家也在水力压裂技术领域取得了显著进展。
3.2 发展趋势在国外，水力压裂技术正朝着更高效、可持续的方向发展。
技术创新持续推动着水力压裂技术的进步，如改良水力压裂液配方、增加试验参数、提高水力压裂设备效率等。
另注重环境保护和社会责任意识也推动了水力压裂的可持续发展，包括减少用水量、降低化学品使用、加强废水处理等。
4. 对水力压裂技术的观点和理解4.1 技术应用前景广阔水力压裂技术作为一种有效的油气勘探和生产工艺，具备广阔的应用前景。
随着全球能源需求的增长和传统资源的逐渐减少，水力压裂技术有望成为我国能源领域的重要支撑。
4.2 重视技术创新和可持续发展为了更好地推动水力压裂技术在国内的应用，我们应加大技术创新力度，不断优化水力压裂方案，提高资源利用效率，并探索更环保、可持续的水力压裂技术路径。
水力压裂工艺技术概述与分类
水力压裂工艺技术概述与分类摘要：水力压裂是油气井增产、水井增注的一项重要技术措施。
当地面高压泵组将液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中时，在井底附近蹩起超过井壁附近地层的最小地应力及岩石抗张强度的压力后，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，这样，在地层中形成了具有一定长度、宽度及高度的填砂裂缝。
由于压裂形成的裂缝具有很高的导流能力，使油气能够畅流入井，从而起到了增产增注的作用。
关键词：机理；裂缝；技术研究；增产；发展；探索。
一、水利压裂技术概述水力压裂技术经过50 多年的发展，在裂缝模型、压裂井动态预测、压裂液、支撑剂、压裂施工设备、应用领域等方面均取得了惊人的发展，不但成为油气藏的增产增注手段，也成为评价认识储层的重要方法。
近期水力压裂在总体优化压裂、重复压裂、大型压裂、高砂比压裂，端部脱沙压裂、CO2 泡沫压裂及特殊井（斜井、水平井、深井、超深井、小井眼井等）压裂技术方面有了进一步的完善和发展，压裂的单项技术也有了很大进展。
国内压裂酸化技术在设计软件、压裂酸化材料、施工技术指标等方面，已接近国际先进水平。
介绍了国内不同储层类型所适用的压裂技术，对更好地发挥水力压裂技术在油气田勘探与开发中的作用具有重要意义。
自1947 年美国进行第1 次水力压裂以来，经过50 多年的发展，水力压裂技术从理论研究到现场实践都取得了惊人的发展。
如裂缝扩展模型从二维发展到拟三维和全三维；压裂井动态预测模型从电模拟图版和稳态流模型发展到三维三相不稳态模型，且可考虑裂缝导流能力随缝长和时间的变化、裂缝中的相渗曲线和非达西流效应及储层的应力敏感性等因素的影响；压裂液从原油和清水发展到低、中、高温系列齐全的优质、低伤害、具有延迟交联作用的胍胶有机硼“双变”压裂液体系和清洁压裂液体系；支撑剂从天然石英砂发展到中、高强度人造陶粒，并且加砂方式从人工加砂发展到混砂车连续加砂；压裂设备从小功率水泥车发展到1000 型压裂车和2000 型压裂车；单井压裂施工从小规模、低砂液比发展到超大型、高砂液比压裂作业；压裂应用的领域从特定的低渗油气藏发展到特低渗和中高渗油气藏（有时还有防砂压裂）并举。
第6章 水力压裂技术(20130325)
（2）破裂压力计算方法
裂缝方位： 水力裂缝总是沿着垂直于最小主应力方向延伸。 （1）σz=min(σx ,σy ,σz) 水平缝 垂直缝
（2）σx(σy)=min(σx ,σy ,σz) 方向：取决于最小主应力方向
4.破裂压力梯度
破裂压力梯度用下式表示：
地层破裂压力 油层中部深度
浅层：水平缝
2）粒径及其分布 3）支撑剂类型与铺砂浓度 4）其它因素 如支撑剂的质量、密度以及颗粒园球度等
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第四节
压裂设计的任务：
压裂设计
优选出经济可行的增产方案
压裂设计的原则：
最大限度发挥油层潜能和裂缝的作用 使压裂后油气井和注入井达到最佳状态
压裂井的有效期和稳产期长
压裂设计的方法：
根据油层特性和设备能力，以获取最大产量或经济效 益为目标，在优选裂缝几何参数基础上，设计合适的加砂 方案。
FRCD＝Wf˙Kf＝（KW）f
裂缝参数：Lf，FRCD，是最关键的因素； 最大缝宽： Wmax， Wf
4 Wmax
动态缝宽：施工过程中的裂缝宽度；～10mm 支撑缝宽：裂缝闭合后的宽度 W支；3～5mm。
一、支撑剂的要求 1.粒径均匀；
2.强度大，破碎率小； 3.圆度和球度高；
4.密度小； 5.杂质少。
(2)受地层流体压缩性控制CⅡ ：
当压裂液粘度接近油藏流体粘度时，控制压 裂液滤失的是储层岩石和流体的压缩性，这是因 为储层岩石和流体受到压缩，让出一部分空间压 裂液才得以滤失进去。
C
kCf 4.3 10 P r
3
1/ 2
s 式中： μr－地层流体粘度，mPa· ；
1 C
水力压裂介绍
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23
其它压裂工艺技术
一、滑套式分层压裂工艺技术
滑套式分层压裂管柱由投球器、井口球阀、工作 筒和堵塞器、水力压差式封隔器、滑套喷砂器组 成。其原理是利用不压井、不放喷井口装置、井 下工作筒和堵塞器，可使压裂管柱实现不压井、 不放喷起下作业。利用井下滑套喷砂器多级开关， 自下而上实现多层压裂。当每压完一层时，从井 口投入不同直径的钢球，将滑套憋到已压开层的 喷吵器上将其水眼堵死，同时打开上一层喷砂器 的水眼，开始对上一层进行压裂，从而实现不动 管柱一次连续压多层。
更加紧密，使低渗透油田的高效开发成为可能
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4
我国在五十年代起已开始进行水力压裂技术的研究，迄 今为止已取得了很好的技术成就与较高的经济效益
大庆油田1973年开始采用水力压裂作为油田增产增注的 一项重要技术措施，至今已有30年的历史。随着油田的 开发进程，针对不同时期不同对象及其对于改造技术的 不同要求，压裂工艺技术不断发展、完善和提高
取短期导流能力值的1/3作为实际应用值,支撑缝内的
导流能力可达到40.1DC.cm。
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41
最终优化该层加 砂规模为42m3
设计施工排量 3.0m3/min
支撑裂缝长度为 320m
平均铺砂浓度 5.68Kg/m3
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42
应力剖面
1408
1416
FracproPT 图形
平均支撑裂缝宽度4.8mm， 裂缝高度为27m
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水力压裂的优化设计计算
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36
早 期 压 裂 优 化 设 计
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主要分为两大步骤：
1、裂缝参数优化
该步骤应用油藏模拟水力压裂平台优化出单层不同裂
缝长度以及不同导流能力参数下的产能，从而确定出合
压裂液添加剂的作用及现场应用(长庆化工)综述
西安长庆油田化工集团有限公司
(4)细菌的腐败性： 瓜尔胶是从瓜尔豆中提取的天然聚糖，因此与淀粉一样易受到细菌的 侵蚀，被破坏掉原分子链，变为小分子。 室内试验表明：含有10%以下水分的瓜尔胶系列在存放过程中，未见腐败 变质的情况，只有含有高比例水份的瓜尔胶粉及其溶液腐败变质。 瓜尔胶溶液腐败变质后可闻到明显的瓜尔胶特有的腐臭味，溶液的pH值略 有降低，经细菌分解的瓜尔胶成片状漂浮在液体表面或吸附杂质沉降在罐 底。 现场和室内均表明，瓜尔胶溶液的腐败速度是温度、pH值和细菌含量的函 数，气温超高，pH值越低（pH值低于7.5以下）、细菌含量超高，其腐败 速度越快，甚至现场出现边配液边快速腐败的现象，加入的稠化剂立即被 腐败破坏掉，瓜尔胶基液没有一点增稠效果。三个影响因素中，温度是决 定性因素，只有在适宜的温度下，低pH值促进了细菌对瓜尔胶的腐败。因 此瓜尔胶压裂液在配方中应调整其pH值在8.5以上。
淡黄色粉末 ≥99 ≥92 6.5～7.5 ≤10 ≤8 96
淡黄色粉末 ≥99 ≥90 6.5～7.5 ≤8 ≤3 96
交联好，能用玻璃摔挑挂 粘度高， 抗温抗 剪切性优于瓜 尔胶，不易腐 败，残渣低，对 地层伤害小， 适 合于低渗透率 地层的压裂。 目 前应用最广泛。 抗温抗剪切性 好，不易腐败， 水不溶物极小， 基本无残渣， 特 别适合于特低 渗透率地层的 压裂。 是目前瓜 尔胶的一种新 型改性产品。 抗温抗剪切性 好，不易腐败， 起粘速度快， 3min 内可达到 最 终 粘 度 的 90% ，特别适合 于边配边注压 裂施工。
水力压裂理论模型及数值计算方法综述
Crouch[18-19] 最早提出了位移不连续法并用于处理
裂缝壁面间的不连续位移场问题。Dontsov 等 [20-21] 以 边界元方法为基础建立了改进的拟三维模型。Chen 等 [22] 针对边界元法求解拟三维水力压裂模型效率不 高的问题，提出了一种基于 Runge-Kutta-Legendre 方 法的显式时间步长算法。Adachi[23] 利用其提出的拟三 维模型，研究在两个对称应力边界上的水力裂缝的扩 展高度。
水力压裂数值模型的研究工作已经取得了长足的 进步，从二维模型发展到现今的全三维模型甚至真三 维模型，从过去边界元占主导地位的情形发展到现今 边界元方法和有限元方法共同主导的情形。边界元 法 [2] 只在定义域的边界划分单元，因而计算模型单元 个数少，数据准备简单，在处理中小规模问题时求解 效率高。离散元法 [3] 将研究对象离散为刚性块体（或 颗粒）的集合，块体间不必满足连续性条件，在处理 多裂缝、天然裂缝等不连续结构方面具有优势。随着 计算机和计算数学的快速发展，传统有限元法 [4] 及其 衍生的扩展有限元法 [5] 在模拟非均质岩石中裂缝的扩 展方面具有极大优势，目前已成为水力压裂数值计算 方法的强大工具。
在处理不连续界面问题时，边界元法的精度较高， 且能够将问题进行降维处理，在水力压裂研究中得到 了广泛应用。边界元法的不足之处在于它需要利用问 题的已知解析解求解，仅适于线性、均质问题求解， 并且它产生的系统方程的系数矩阵为满阵，限制了处 理问题的规模。 2.4 离散元法（DEM）
离 散 元 法 的 概 念 最 早 由 Cundall[24] 于 20 世 纪 70 年代提出，是基于非连续介质力学的数值计算方法。 其主要思想是把研究对象离散为刚性块体 ( 或颗粒 ) 的集合，使每个块体满足牛顿第二定律，各刚性块体 之间通过接触连接以描述运动及相互作用，并且在各 不连续单元之间形成的通道内允许流体流动。由于离 散元法形成的块体间不必满足连续性条件，因此在处 理多裂缝、天然裂缝等不连续结构方面具有优势。
水力压裂概述
⽔⼒压裂概述⽔⼒压裂概述⼀、单井⽔⼒压裂的增产作⽤及其效果预测⽅法从油藏⼯程观点看，⽔⼒裂缝是油层中带有⽅向性的具有⼀定长、宽、⾼的⼏何形状的⾼渗带。
单井压裂后，⽔⼒裂缝与井筒所组成的系统，与油层连通的⾯积远⼤于⽆⽔⼒裂缝时井筒的⾯积，显著地降低了单井⽣产时地层的渗流阻⼒，这是压裂改造后单井的基本增产机制。
当钻开油层后，井底附近地带因受钻井液等伤害⽽使产量下降，通过压裂使⽔⼒裂缝穿过伤害地带（⼀般伤害带⼩于2m）进⼊未受伤害的油层，使未伤害油层中的油流通过⽔⼒裂缝进⼊井筒，恢复并提⾼了井的⾃然产能。
在单井压裂时，往往两种机制都起作⽤。
⼀般来说，在相对较⾼的渗透率油藏，由于⽣产井压后投产很快就进⼊拟稳态流状况，所以产量预测求解可以⽤径向流动⽅程，通常，这可⽤Prats 与McGuire 和Sikora ⽅法来求解。
相反地，在渗透率相对较低的油藏，⽣产井压后投产，油层中液体将长时间保持⾮稳态流状况，所以对裂缝的影响应在⾮稳态条件下求解，可应⽤⾮稳态流的单相油藏数值模拟或Agarwal 等⼈或Holditch 等⼈的典型曲线图版。
若油藏处于注⽔开发期并进⾏了整体压裂，其产量预测需使⽤三维三相油藏数值模拟。
正确地使⽤压后产量的模型与计算⽅法，是进⾏压裂经济优化设计的基础。
（⼀）稳态与拟稳态条件下⽔⼒裂缝的增产作⽤与效果预测⽅法相对渗透率较⾼的油藏中的井，压后投产可较早出现稳态与拟稳态渗流情况，其最通⽤的两种增产预测⽅法是Prats 法与McGure 和Sikora 法。
1．Prats 法Prats 提出⽤井径扩⼤的概念来评估井被压裂后垂直裂缝对油层改造的作⽤，即“有效井筒半径r′w。
这是⽤于确定增产倍数最简易的⽅法。
假设条件为稳态流动（产量恒定，外边界压⼒恒定），圆形泄流⾯积，不可压缩流体，单相渗流，⽆限裂缝导流能⼒（在r′w范围内渗流阻⼒为零），⽀撑缝⾼等于油层厚度，⽆油层伤害。
（⼆）在稳态与拟稳态下，对于油层受伤害的⽣产井压后的增产预测当受伤害井压裂后，在稳态与拟稳态条件下的增产倍数将⼤⼤超过McGuire—Sikora 曲线预测的结果。
页岩气开发水力压裂技术综述
页岩气开发水力压裂技术综述一、本文概述随着全球能源需求的日益增长，页岩气作为一种清洁、高效的能源，正逐渐受到广泛关注。
作为页岩气开发中的核心技术之一，水力压裂技术在提升页岩气开采效率和产量方面发挥着至关重要的作用。
本文旨在全面综述页岩气开发水力压裂技术的最新研究进展、应用现状以及未来发展趋势，以期为相关领域的科研人员、工程技术人员和政策制定者提供有益的参考和借鉴。
文章首先介绍了页岩气及其开发背景，阐述了水力压裂技术在页岩气开发中的重要性和意义。
接着，文章对水力压裂技术的基本原理和流程进行了详细阐述，包括压裂液的选择、压裂设备的设计与选型、压裂施工过程中的关键参数控制等方面。
在此基础上，文章重点综述了水力压裂技术在页岩气开发中的应用现状，包括压裂工艺的优化、压裂液体系的改进、压裂效果的评估等方面。
文章还对水力压裂技术面临的挑战和问题进行了深入分析，如环境保护、水资源利用、技术创新等方面的挑战。
文章展望了水力压裂技术在页岩气开发中的未来发展趋势，提出了加强技术研发、优化压裂工艺、提高压裂效率、强化环境保护等方面的建议。
通过本文的综述，旨在推动水力压裂技术在页岩气开发中的进一步发展，为实现清洁、高效的能源利用和可持续发展做出积极贡献。
二、页岩气开发概述页岩气，作为一种重要的非传统天然气资源，近年来在全球范围内受到了广泛的关注。
它主要赋存于页岩地层中，以游离态或吸附态存在，具有开采难度大、技术要求高的特点。
页岩气的开发对于满足全球能源需求、优化能源结构、减少环境污染等方面具有重要意义。
页岩气的开发过程主要包括勘探、钻井、完井、压裂、采气等阶段。
其中，水力压裂技术是页岩气开发中的核心技术之一。
通过向井筒内注入高压、大流量的压裂液，使页岩层形成裂缝，进而增大页岩气的渗流通道，提高采收率。
水力压裂技术的成功与否，直接关系到页岩气开发的效益和成本。
在全球范围内，北美地区的页岩气开发起步较早，技术成熟，产量稳居世界前列。
水力压裂概述
水力压裂概述水力压裂增加原油产量的机理概述水力压裂是一项有广泛应用前景的油气井增产措施，水力压裂法是目前开采天然气的主要形式，要求用大量掺入化学物质的水灌入页岩层进行液压碎裂以释放天然气。
这项技术在10年中在美国被大范围推广，但美国人正在担忧这项技术将污染水源,从而威胁当地生态环境和居民身体健康。
并认为这种技术给环境带来了极大的伤害，包括使自来水自燃，引发小幅地震等。
但目前它仍是使用较为广泛的一种增产措施。
水力压裂是利用地面高压泵组，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，当此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。
该项技术不仅广泛用于低渗透油气藏，而且在中、高渗油气藏的增产改造中也取得了很好的效果。
水力压裂增产增注的原理主要是降低了井底附近地层中流体的渗流阻力和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，因而油气井产量或注水井注入量就会大幅度提高。
如果水力裂缝能连通油气层深处的产层(如透镜体)和天然裂缝，则增产的效果会更明显。
另外，水力压裂对井底附近受损害的油气层有解除堵塞作用。
一、水力压裂造缝机理（一）应力分析在水力压裂中，了解造缝的形成条件、裂缝的形态(垂直或水平)、方位等，对有效地发挥压裂在增产、增注中的作用都是很重要的。
在区块整体压裂改造和单井压裂设计中，了解裂缝的方位对确定合理的井网方向和裂缝几何参数尤为重要，这是因为有利的裂缝方位和几何参数不仅可以提高开采速度，而且还可以提高最终采收率，相反，则可能会出现生产井过早水窜，降低最终采收率。
一般情况下，地层中的岩石处于压应力状态，作用在地下岩石某单元体上的应力为垂向主应力和水平主应力。
页岩气开发技术核心
页岩水力压裂的关键因素是裂缝系统和压裂液 配置。而裂缝的发育程度又是影响页岩气产量 的重要因素，获得更多的裂缝是压裂设计首先 考虑的问题。
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2.1 压裂设计
为了获得好的压裂效果，在实施压裂之前， 往往要进行压裂设计。压裂设计的核心是压 裂效果的模拟，通过压裂模拟能够预测裂缝 发育的宽度、长度和方向、评价压裂是否成 功。水力压裂模拟一般通过模拟软件进行， 它可以预测裂缝的三维几何形状提供优选的 压裂方案。
一、结论与建议
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我国页岩气开发面临问题
与常规天然气关键在“找气”不同的是，页岩气开发的关键在“采 气”，但是由于勘探开发理论和技术上还不够成熟，我国页岩气开
发仍处于研究开发的初级阶段。
我国页岩气开发瓶 颈
机 理 分 析 研 究
实 验 测 试 与 分 析
有 利 选 区 与 评 价
含
产
气
能
特
分
点
析
与
及
1 水力压裂技术应用分析
1.1 页岩气开采压裂技术主要以清水压裂和重复压裂为主。研究 表明：①一次完井只能采出页岩地质储量的10%，重复压裂可以 使采收率提高8%—10%，在直井中进行原层复射和用比一次压 裂液量大25%的规模处理即可获得更好的增产效果。②清水压裂 是现阶段我国页岩气开发储层改造的适用技术，对于开采长度 （厚度）大的页岩气井，可以使用多级分段清水压裂压裂。而同 步压裂技术则是规模化的页岩气开发的客观需要。
页岩气开发技术核心
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汇报提纲
一、页岩气主要开发技术 一、水力压裂技术综述
一、我国页岩气开发面临的问题
一、结论与建议
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页岩油气：特指赋存于页岩中的非常规油气 ，页岩气是位于暗色泥 页岩以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。
水力压裂综述
文献综述前言水力压裂是油田增产一项重要技术措施。
由地面以超过地层吸收能力的排量高压泵组将液体注入井中，此时，在井底附近便会蹩起压力，当蹩气的压力超过井壁附近地层的最小地应力和岩石抗张强度时，在地层中便会形成裂缝。
随之带有支撑剂的液体泵入缝中，裂缝不断向前延伸，这样，在地层中形成了具有一定长度、宽度及高度的填砂裂缝。
由于压裂形成的裂缝提高了产油层导流能力，使油气能够畅流入井内，从而起到了增产增注的作用。
为了完成水力压裂设计，在地层中造成增产效果的裂缝，需要了解与造缝有关的地应力、井筒压力、破裂压力等分布与大小。
这些因素控制着裂缝的几何尺寸，同时对与地面与井下设备的选择有关。
同时，用于水力压裂的压裂液的性能、数量，支撑剂的排布情况关系到裂缝的几何尺寸，压裂技术-端部脱砂技术，对提高压裂效果起到很大作用，这些因素关系到能否达到油田增产的目的，需要进行详细研究。
在建立适当的裂缝扩展模型的基础上，实现现场实际生产情况的模拟研究，对进一步优化水力压裂参数，提高压裂经济实用性起到很大作用。
这项油田增产措施自发展以来，得到国内外广泛采用，并且经不断的开发试验，已取得很大成效。
水力压裂技术的发展过程水力压裂技术自 1947 年美国堪萨斯州进行的的第一次试验成功以来，至今近已有60余年历史。
它作为油井的主要增产措施，正日益受到世界各国石油单位的重视及采用 ,其发展过程大致可分以下几个阶段:60 年代中期以前 ,各国石油公司的工作者们的研究工作已适应浅层的水平裂缝为主，此时的我国主要致力于油井解堵工作并开展了小型压裂试验。
60 年代中期以后 ,随着产层加深 ,从事此项事业的工作者以研究垂直裂缝为主。
已达成解堵和增产的目的。
这一时期 ,我国发展了滑套式分层压裂配套技术。
70 年代 ,工作进入到改造致密气层的大型水力压裂阶段。
我国在分层压裂技术的基础上 ,发展了蜡球选择性压裂工艺 ,以及化学堵水与压裂配套的综合技术。
80 年代 ,逐步进入了低渗油藏改造时期，并开始了优化水力压裂设计。
煤矿水力压裂总结报告
煤矿水力压裂总结报告摘要本报告对煤矿水力压裂技术进行了总结和分析。
水力压裂是一种利用高压水将裂缝注入煤层，以增加煤层透气性的技术。
通过实践和研究，我们总结出水力压裂在煤矿开采中的优势和应用情况，并对其未来发展进行了展望。
引言煤矿水力压裂技术是一种有效的煤层开采工艺，在近年来得到了广泛的应用。
水力压裂可以增加煤层渗透性，提高瓦斯抽采效果，降低煤层爆炸的风险。
本文将对水力压裂技术的原理和应用进行深入探讨，并总结实际应用中的经验和问题。
1. 水力压裂技术原理水力压裂技术是利用高压水将裂缝注入煤层，以增加煤层透气性的方法。
通过将高压水注入煤层，可以产生裂缝，改变煤层渗透性并提高瓦斯抽采效果。
水力压裂技术主要包括以下几个步骤：1.确定水力压裂层位：根据地质勘探和矿井实际情况，确定适合水力压裂的煤层层位。
2.配制压裂液：选择合适的压裂液，调配出符合要求的压裂液。
3.建立压裂系统：布置压裂泵、管道和阀门等设备，建立完整的压裂系统。
4.进行水力压裂：将高压液体通过压裂系统注入煤层，产生裂缝并提高煤层渗透性。
5.监测裂缝扩展情况：使用地下测量技术监测裂缝的扩展情况，评估压裂效果。
2. 水力压裂技术在煤矿开采中的应用水力压裂技术在煤矿开采中有着广泛的应用。
主要包括以下几个方面：2.1 提高煤层透气性水力压裂技术可以改变煤层的渗透性，提高煤层的透气性。
通过增加煤层的透气性，可以提高瓦斯抽采效果，降低煤矿瓦斯爆炸的风险。
2.2 提高煤矸石开采效率煤矸石是煤矿开采过程中产生的一种废弃物，水力压裂可以提高煤矸石开采效率，并减少对地下水的污染。
2.3 降低煤层开采难度部分煤矿存在煤与矸石夹层的情况，煤矿开采难度较大。
水力压裂技术可以破坏煤与矸石的结合，降低开采难度。
2.4 提高煤层开采率水力压裂技术可以促使煤层裂缝扩展，提高煤层的开采率。
通过水力压裂，可以有效利用煤矿资源，提高矿井的经济效益。
3. 水力压裂技术的优缺点水力压裂技术有着一些优点，但同时也存在一些不足之处。
水力压裂工艺技术
调整方案制定
根据评估结果，制定调整 方案，包括重新注入支撑 剂、增加裂缝长度或改变 压裂液类型等。
04
水力压裂技术的关键技术及创新 发展
支撑剂的选择与性能评价
支撑剂的材质与性能
针对不同地层条件，选择合适的支撑剂材质，如陶粒、石英砂等 ，并评估其性能，如硬度、粒径分布等。
支撑剂的表面改性
通过物理或化学方法对支撑剂表面进行改性，提高其润湿性、渗透 性和抗破碎能力。
报, 2016, 37(3): 1-10.
[2] 李四. 水力压裂设计优化 及效果评价[J]. 岩石力学与工 程学报, 2018, 37(6): 1-15.
[3] 王五. 水力压裂技术在*油 田的应用研究[J]. 地球物理学
报, 2020, 63(7): 1-12.
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井筒准备
清洗并准备井筒，包括通井、洗井等 操作，确保井筒内无杂质，为压裂作 业做好准备。
压裂液的配制与注入
01
02
03
压裂液选择
根据地质条件和目标需求 ，选择合适的压裂液，如 瓜胶、羟丙基瓜胶、石英 砂等。
压裂液配制
按照一定的比例和顺序将 压裂液的各成分混合在一 起，确保压裂液的各项性 能指标达到要求。
03
水力压裂技术的工艺流程
压裂前的准备
目标确定
明确压裂的目的和目标，如提高石油 或天然气的产量，改善井筒周围的应 力场等。
地质评估
收集并评估与目标区域相关的地质数 据，如岩石类型、地层厚度、地层破 裂压力等。
设备检查
确保压裂设备（如压裂车、混砂车等 ）处于良好的工作状态，并准备好所 需的物资和器材。
02
水力压裂技术的基本原理
页岩气开发水力压裂技术综述
页岩气开发水力压裂技术综述唐颖，唐玄，王广源，张琴TANG Ying,TANG Xuan,WANG Guang-yuan,ZHANG Qin中国地质大学（北京）/海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室，北京100083Key Laboratory of Marine Reservoir Evolution and Hydrocarbon Accumulation Mechanism,Ministry of Education/China University of Geosciences (Beijing ),Beijing 100083,China摘要：世界页岩气资源丰富，但由于页岩地层渗透率很低，目前还没有广泛开发。
水力压裂技术是页岩气开发的核心技术之一，广泛用于页岩储层的改造。
介绍了水力压裂作业的压裂设计、裂缝监测、压裂液配制和添加剂选择，以及常用的压裂技术，包括多级压裂、清水压裂、同步压裂、水力喷射压裂和重复压裂。
结合国外页岩气开发的实例和国内压裂技术的应用情况，分析了各种压裂技术的适用性。
研究认为，清水压裂是现阶段中国页岩气开发储层改造的适用技术，开采长度（厚度）大的页岩气井，可以使用多级分段清水压裂技术。
同步压裂技术是规模化的页岩气开发的客观需要。
关键词：页岩气；开发技术；水力压裂；工艺技术；清水压裂中图分类号：P618.1文献标志码：A文章编号：1671-2552（2011）02/03-0393-07Tang Y,Tang X,Wang G Y,Zhang Q.Summary of hydraulic fracturing technology in shale gas development.Geological Bulletin of China,2011,30(2/3):393-399Abstract:Shale gas resource in the world is rich,but it hasn't been developed at so far because of extremely low permeability.Hy -draulic fracturing technology,as one of the core technologies in shale gas development,is currently widely used in shale reservoirs re -construction to increase production.This paper introduces hydraulic fracturing operation including fracturing design,fracture monitor -ing,fracturing fluids preparation and additives option,as well as fracturing technology including multi-stage fracturing,water fractur -ing,simultaneous fracturing,hydrojet fracturing,refracturing and so on in use and experiment in shale gas development in the USA.It analyzes the applicability of various fracturing techniques on the base of shale gas development case in foreign country and domestic fracturing technology.This paper holds that water fracturing is suited for China shale gas development at this stage,and water multistage fracturing could be used in thick shale reservoirs.Simultaneous fracturing is necessary of the large-scale shale gas development.Key words:shale gas;development technology;hydraulic fracturing;technology;water fracturing收稿日期：2010-11-16；修订日期：2010-12-01资助项目：国家自然科学基金项目《碎屑岩盆地天然气聚集主要机理类型及条件转换》（批准号：40472073）、《页岩气聚集机理与成藏条件》(批准号：40672087)和国家专项《全国油气资源战略选区调查与评价》（编号：GX2009）作者简介：唐颖(1986-)，男，在读硕士，从事非常规天然气地质勘探与开发技术方面的研究工作。
水力压裂工艺技术
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目录
水力压裂工艺技术概述水力压裂工艺技术流程水力压裂工艺技术要点与注意事项水力压裂工艺技术案例与实践水力压裂工艺技术前景与展望
01
CHAPTER
水力压裂工艺技术概述
定义
水力压裂工艺技术是一种利用高压水流将岩石层压裂，以释放天然气或石油等资源的开采技术。
工作原理
通过在地表钻井，将高压水流注入地下岩层，使岩层产生裂缝。随后，将砂子或其他支撑剂注入裂缝，防止裂缝闭合，从而提高岩层渗透性，便于油气资源流向井口，实现开采。
对于老油田而言，由于长时间开采，储层压力下降，产量逐渐递减。水力压裂技术可以用于提高老油田的采收率。
背景
在石油井中，通过精确的地质工程设计和施工，将水力压裂液注入目标储层，产生新的裂缝或扩大原有裂缝，提高储层的渗透性。
技术应用
水力压裂技术可以在老油田中恢复或增加产能，延长油田的经济寿命。
效果
背景
01
非常规油气资源，如致密油、致密气、煤层气等，由于储层低渗透性或复杂的地质条件，传统开采方法难以实现经济开采。
技术应用
02
水力压裂工艺技术与水平钻井技术相结合，形成水平井水力压裂技术，能够在非常规油气储层中创建复杂裂缝网络，提高储层的整体渗透性。
效果
03
通过水力压裂工艺技术，非常规油气资源开采变得更加经济高效，为全球能源供应提供了新的增长点。
施工监控
设备清理
数据整理
环保处理
安全进行清洗、检查，确保设备无损坏，为下次施工做好准备。
整理、分析施工过程中收集的数据，评估压裂效果，为后续工程提供参考。
对施工过程中产生的废水、废砂等进行环保处理，避免对环境造成污染。
水力压裂(安徽理工大学)
Conventional
Alaska
5 0
2015
1995
2025
美国非常规天然气产量增加，主要依赖于致密砂岩气 （Tight gas）、页岩气（Shale gas）和煤层气（Coalbed gas）
1999年以来页岩气储量、产量显著增加，导致天然 气总量增加。
Significant increase in gas reserves and production from shales starts in 1999
Injection Wells
Water Gas Steam Chemical Fire
Pumped into the reservoir to force additional petroleum out of the pores in the reservoir rock
GASSINESS OF COAL SEAMS
从油藏工程的观点出发
它以建立的油藏注水开 发井网与水力裂缝优化 整体压裂 组合的渗流系统实现单 井产能与扫油效率的提 高为其主要内容 。
1947-1948 : 水力压裂的发展
• 1947. 7 – 美国开始第一口井的压裂施 工，用交联的煤油/汽油混合油。 • 1948 - 获得专利， 在商业应用前压裂 了 23 口井
压裂
S1
S2 S3
图1 压裂过程示意
压裂液
种类
水基压裂液、泡沫压裂液、油基压裂液、乳化压裂液 清洁压裂液，纯气体压裂液（液化）。
发展
40、50年代，矿场原油、凝胶油、粘性乳化液； 60年代瓜尔胶稠化剂的问世——现代压裂液化学的诞生； 70年代，水基压裂液迅速发展，占主导作用； 80年代泡沫压裂液技术取代了部分水基压裂液 。 目前，泡沫压裂液、液体CO2压裂液、液氮压裂液也开始应用。
关于页岩气开发水力压裂技术的综述
关于页岩气开发水力压裂技术的综述摘要：当前，在全世界具有含量丰富的页岩气，然而由于页岩地层具有较低的渗透率，因此还未得到全面开发。
在开发页岩气方面，应用较为广泛的技术即为水力压裂技术，可用于改造页岩储层。
本文主要介绍了几种页岩气开发水力压裂技术，并结合页岩气在国外的开发情况，及水力压裂技术在我国的使用情况，对几种压裂技术的适用特点进行了探讨，以供参考。
关键词：页岩气；水力压裂技术；清水压裂；重复压裂；同步压裂技术当前世界上蕴藏着较为丰富的页岩气资源，然而就其勘探和开发来说，仍未得到广泛研究，究其原因，则是因为页岩基质具有较低的渗透率，增大了勘探和开发的难度。
而页岩气井钻井的出现，也并未较好的改变这一现状。
提升页岩气产量的最主要原因，则是水平钻井技术及水力压裂技术的进步。
结合全世界页岩气工业发展情况来看，美国的发展时期最早，其发展速度和年产量也居世界首位。
相比于美国，中国在页岩气开发方面则处于最初的成长阶段，因此，中国可借鉴美国的页岩气开发技术。
本文重点介绍了页岩气开发水力压裂技术及其适用特点，并就其具体应用做了探讨，内容如下。
1.页岩气水力压裂技术及其适用特点1.1多级压裂技术多级压裂技可称为分段压裂技术，主要利用限流技术或者封堵球对储层不同层位进行分隔。
这种技术可依据储层特点，采取相应的施工方式，具有较为明确的目标和压裂效果。
多级压裂包含滑套封隔器分段压裂和可钻式桥塞分段压裂两种方式。
当前，美国在开发页岩气井时，采取的开采方式大都为水平井和多级压裂技术相结合的方式，具有较为明显的增产效果。
2006年，美国Newfield公司在开发一部分Woodford页岩井时，采取了5~7段式的分段压裂技术，最终总结出，相比于早年阶段的压裂水平井，增加压裂井段，有利于改善页岩气开采效果。
在当前的页岩水平井多段压裂中前沿中，多级滑套封隔器分段压裂是一种应用较多的完井方式，它可适用于水平井或者直井中，并在不使用桥塞分隔的情况下，对多个层段进行同时压裂。
储层改造--水力压裂技术
泡沫半衰期：在大气压条件下，用来产生泡沫的液体有一半从泡沫中所 破裂出 所需的时间。 70%-80%干度的泡沫使用高质量起泡剂一般有3-4min半衰期，添 加聚合 物稳定剂可延长到20~30min.
配制泡沫压裂液的液体：水、稠化水、交联冻胶等含表面活性剂。
泡沫的滤失性
滤失系数：泡沫流体施工时度量流体滤入地层的流动阻力的一 个系数。 主要影响因素： 1）岩心试样的渗透率，当其增加两个数量级时，滤失系数增 加一个数 量级； 2）液相粘度，其增大，滤失变小； 3）温度增加滤失量缓慢增加（随温度增加使泡沫液相稀释）；
3、压裂作用及增产机理
沟通油气储集区，扩大供油面积。 砂岩储层中的透镜体、裂缝性油藏的 裂缝和溶洞 改变井筒周围渗流特征，降低渗流阻力，节约地层 能量。 克服井底附近污染
4、在油气勘探开发中的作用
(1) 、勘探阶段 增加可采储量；美国可采储量的20~30%通过压裂获得。 (2) 、开发阶段 增加油气井产量和注水井的注水量;调整油田开发矛盾， 改善吸水、出油剖面; 提高采油速度，提高油田采收率; (3)、 其它方面 煤矿开采，工业排污，废核处理等。
2、泡沫压裂液体系 实质是一种液包气乳化液，或者说泡沫是气体分散于液体中的分散体系。 施工中最重要：保持泡沫稳定，干度范围。 干度：压裂液中气相所占百分比。<50%称增能体系。60%-90%时，泡沫稳定性 和粘度也增大。但超过90%泡沫恢复成雾状。 适用地层：低压低渗和水敏性。 不适用地层：高渗和天然裂缝发育地层（泡沫滤失大）。 优点：易返排，低滤失、粘度高、携砂能力强，对储集层伤害小。 缺点：施工中需较高注入压力、特殊装臵，施工难度大。
压裂液类型
1、水基压裂液体系 以水为分散介质，添加各种处理剂，特别是水溶性聚合物，形成具有 压裂工艺所需的较强综合性能的工作液。 一般水溶性聚合物与添加剂的水溶 液称为线性胶或稠化水压裂液。加入交 联剂后会形成具有粘弹性的交联冻胶 （具有部分固体性质，但在一定排量下又能流动） 特点：安全、清洁和容易以添加剂控制其性质而得到广泛应用。除少数 水 敏地层外几乎可用到所有油气储层。是发展最快最全面的体系。 水基压裂 液主要是用水溶胀性聚合物作为成胶剂，制成能悬浮支撑剂的稠 化溶液，具 有粘度高、摩阻低及悬砂能力强的优点。 缺点：热稳定性和机械剪切稳定性较差。为了克服这一缺点，又发展了 交链压裂液和延迟交链压裂液。
油气井增产技术水力压裂
支撑剂类型：陶粒、石英砂等
支撑剂选择依据：根据地层特性和压裂要求选择合适的支撑剂
支撑剂输送方式：采用液力输送或机械输送方式将支撑剂送入地层
输送工艺要求：确保支撑剂在输送过程中不发生破碎或沉积，并能够均匀铺置在地层中
数据采集：详细记录压裂施工过程中的各项数据，如压力、排量等
数据分析：对采集的数据进行整理、分析和对比，找出关键因素和优化点
结论：根据分析结果，总结出水力压裂技术的优势和不足，提出改进建议和优化方向
水力压裂技术发展趋势与展望
储层复杂多变，压裂效果不稳定
高成本、高风险，需要更精确的评估和监测技术
环境保护问题日益突出，需要开发绿色环保的压裂技术
汇报人：
油气井增产技术水力压裂
目录
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水力压裂技术概述
水力压裂关键技术环节
水力压裂增产效果及影响因素
水力压裂技术应用与案例分析
水力压裂技术发展趋势与展望
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水力压裂技术概述
定义：水力压裂技术是一种通过向地层中注入高压液体，使地层产生裂缝并扩大，从而提高油气井产量的技术。
起源：20世纪40年代的美国
案例名称：胜利油田水力压裂技术应用
案例简介：胜利油田采用水力压裂技术，提高油气井产量，实现经济效益的提升。
技术应用：胜利油田采用多段水力压裂技术，对油气井进行增产改造，提高单井产量。
案例效果：水力压裂技术应用后，胜利油田的油气井产量得到显著提升，经济效益明显改善。
案例选择：具有代表性，能反映水力压裂技术的实际应用情况
汇报人：
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发展历程：从传统水力压裂到现代高能气体压裂
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文献综述前言水力压裂是油田增产一项重要技术措施。
由地面以超过地层吸收能力的排量高压泵组将液体注入井中，此时，在井底附近便会蹩起压力，当蹩气的压力超过井壁附近地层的最小地应力和岩石抗张强度时，在地层中便会形成裂缝。
随之带有支撑剂的液体泵入缝中，裂缝不断向前延伸，这样，在地层中形成了具有一定长度、宽度及高度的填砂裂缝。
由于压裂形成的裂缝提高了产油层导流能力，使油气能够畅流入井内，从而起到了增产增注的作用。
为了完成水力压裂设计，在地层中造成增产效果的裂缝，需要了解与造缝有关的地应力、井筒压力、破裂压力等分布与大小。
这些因素控制着裂缝的几何尺寸，同时对与地面与井下设备的选择有关。
同时，用于水力压裂的压裂液的性能、数量，支撑剂的排布情况关系到裂缝的几何尺寸，压裂技术-端部脱砂技术，对提高压裂效果起到很大作用，这些因素关系到能否达到油田增产的目的，需要进行详细研究。
在建立适当的裂缝扩展模型的基础上，实现现场实际生产情况的模拟研究，对进一步优化水力压裂参数，提高压裂经济实用性起到很大作用。
这项油田增产措施自发展以来，得到国内外广泛采用，并且经不断的开发试验，已取得很大成效。
水力压裂技术的发展过程水力压裂技术自 1947 年美国堪萨斯州进行的的第一次试验成功以来，至今近已有60余年历史。
它作为油井的主要增产措施，正日益受到世界各国石油单位的重视及采用 ,其发展过程大致可分以下几个阶段:60 年代中期以前 ,各国石油公司的工作者们的研究工作已适应浅层的水平裂缝为主，此时的我国主要致力于油井解堵工作并开展了小型压裂试验。
60 年代中期以后 ,随着产层加深 ,从事此项事业的工作者以研究垂直裂缝为主。
已达成解堵和增产的目的。
这一时期 ,我国发展了滑套式分层压裂配套技术。
70 年代 ,工作进入到改造致密气层的大型水力压裂阶段。
我国在分层压裂技术的基础上 ,发展了蜡球选择性压裂工艺 ,以及化学堵水与压裂配套的综合技术。
80 年代 ,逐步进入了低渗油藏改造时期，并开始了优化水力压裂设计。
这一时期我国发展了适用于低渗透、薄油层多层改造的限流法完井压裂和投球法多层压裂技术。
90 年代 ,工作者们从各种不同的方向出发，研究了与水力压裂技术有关的新材料、新技术、新方法和新工艺 , 不断对压力设计方法改进发展至今 ,各国工作者们在研究拟二维及三维压裂模型基础上 ,利用编制的软件系统 ,将裂缝几何参数设计、支撑裂缝设计和压裂液体系设计、裂缝闭合期间和生产过程中填砂裂缝的动态变化进行了综合考虑和优化设计，以实现应用广泛、便于控制、经济有效、损害程度低水力压裂技术。
我国水力压裂技术现状1955 年至今,我国水力压裂研究与应用工作与时俱进，已取得较大成效。
全国已完成压裂酸化作业18. 9万井次 ,总计增油 9572 × 4 t 以上。
水力压裂技术在增加油田产量方面起到了重要的作用 ,成为油田一项重要的作业措施。
总的来说 ,国内在压裂技术已接近国际先进水平。
在水力压裂设计、压裂技术、压裂材料、压裂监测等方面均取得一定成效。
具体体现在以下几个方面。
(1) 水力压裂设计方面：已达到国际先进水平，不断引进并开发了裂缝模拟软件及开发方案经济评价模型。
虽不能完全控制裂缝的延伸情况，但通过不断的实验研究，可根据已有研究成果选择较为适当的压裂参数，并由二维开发模型软件向三维过度，实现裂缝的仿真模拟。
(2) 水利压裂技术应用方面：它不仅仅用于低渗油气田的改造 ,而且在中高渗透性地层的应用 ,也得到到广泛的重视。
我国主要开展了特低渗透性油气藏的平衡限流完井压裂技术和总体上接近国际先进水平 ,存在较小的差距。
(3)水力压裂材料方面：经过不断的研发试验，以开发应用多种用于压裂的压裂液，如水基冻胶压裂液、沫压裂液、稠化等。
支撑剂的研究工作也日趋完善，并研制了中等支撑剂及高等强度支撑剂，石英砂等。
为适应各种地层的压裂，对压裂液中添加剂也做了充分研究，以提高压裂液性能，从而提高压裂效果。
(4)水力压裂新技术方面：不断地致力于端部脱砂压裂技术（TSO）、重复压裂技术、整体压裂技术、开发压裂技术、超深井压裂技术、酸压与闭合酸化技术等研究，并以取得一定成效，提高了压裂效率。
另外 ,裂缝诊断与现场实施监测接近国际先进水平 , 并不断学习与引进国外先进缝高控制技术、高渗层防砂压裂技术、低渗层深穿透压裂技术、低渗层大砂量多级压裂技术等的研究。
水力压裂实施过程及增产机理水利压裂利用地面高压泵组，以超过地层吸收能力的排量，将具有一定粘度压裂液注入井筒，在井底附近产生高压，当该压力克服了井壁附近的地应力和岩石的抗拉强度时，地层破裂并向前逐渐延伸。
随着压裂液不断注入，裂缝向前继续延伸，在造成的裂缝具有一定尺度后，注入混有支撑剂的携砂液，携砂液在缝内流动，促使裂缝继续延伸，并将支撑剂输送到裂缝内。
当携砂液注入完毕后，泵送破胶剂，将黏性压裂液破胶降为低黏度的液体，液体流回井筒，返排到地面，当泵注工作结束后，裂缝内只留下支撑剂，起到支撑裂缝壁面的作用，形成了一条具有高导流能力的裂缝通道，起到降低井底附近的渗流阻力的作用，有利于地层远处的油气流向井底，从而提高油气井产量。
通过水力压裂可达到以下效果：（1）改变流型。
生成的具有高导流能力的裂缝通道，使地层中流体由径向流向井底变为单向流向井底节省了大量能量。
（2）沟通油气储集区。
对于地层中那些没有与井底相连通的产能区，通过水力压裂，将他们连接起来，增加了新的供油区。
（3）减少采油井数量，长裂缝使远处的油气得到开发采集，减少单位面积上开发井的数量。
（4）克服井底附近地层污染。
通过水力压裂可以解除堵塞区所造成的低产后果。
水利压裂新技术——端部脱砂技术为满足于于中高渗透性地层的水力压裂，形成短而宽的裂缝，开发了端部脱砂压裂技术，并很快应用于现场，取得了较好的效果。
（1）基本原理端部脱砂压裂就是在水力压裂的过程中，使支撑剂在裂缝的端部脱砂，形成砂堵，阻止裂缝向前延伸，继续注入高浓度的砂浆，使裂缝内的压力增加，促迫使裂缝变宽，裂缝内填砂浓度变大，从而造出具有较宽和较高导流能力的裂缝。
这一过程分为两个阶段，第一阶段是常规的水力压裂过程，造缝到端部脱砂；第二阶段是裂缝膨胀变宽及支撑剂充填阶段，扩大裂缝截面面积，提高到流能力。
（2）技术特点在端部脱砂压裂技术中，压裂液的粘度起着至关重要的作用。
既要保证液体能悬砂，又要有利于脱砂。
若压裂液的粘度过低，则不能保证悬砂，也容易导致井筒内沉砂。
反之，压裂液的粘度过高，滤失就会很慢，难以适时脱砂。
为了减缓裂缝的延伸速度，端部脱砂压裂技术的泵注排量要小一些，从而更好的控制缝高和便于脱砂；前置液的用量也比常规压裂少，可以使砂浆前缘能在停泵之前达到裂缝周边；端部脱砂压裂的加砂比通常高于常规压裂，目的是提高裂缝的支撑效率。
（3）端部脱砂压裂的适用范围端部脱砂压裂技术只能在一定的条件下使用。
主要用于浅层或中深地层(能够憋压地层)、高渗透或松软地层以及必须严格限制缝高的地层。
（4）端部脱砂压裂设计端部脱砂的设计主要是影响参数的优化选择，包括压裂液的性质，支撑剂的选择，加砂比，排量等，主要过程如下：1. 选择合理的缝长及缝高；2. 按常规算法计算达到此缝长所需的时间及此刻的液体效率；3. 计算前置液用量；4. 计算出开始泵入低砂比携砂液的时间；5. 规定结束施工的时间,估算此刻的液体利用率；6.计算开始泵入高砂比携砂液的时间；7. 计算单位面积的砂重及总砂重；8. 加砂设计；9. 根据加砂设计计算裂缝导流能力；10. 检查计算结果，必要时改变各种设定的参数重新计算。
水利压裂裂缝延伸模型为了模拟裂缝开裂延伸过程的复杂情况，目前已经建立了很多裂缝几何模型。
裂缝几何模型由简单的二维模型发展到三维模型。
一些二维模型是建立在GDK 形式几何模型的基础上，一些是建立在PKN形式的基础上。
同时，很多三维模型也发展起来了。
简单的二维模型 ,事先人为地假定了裂缝的高度压裂过程中不变，裂缝几何尺寸是按线弹性二维理论计算的 ,流体在裂缝中的流动是按一维计算。
典型的二维模型有适应于裂缝长而窄 ,要求缝长远大于缝高的 P KN模型和适应于裂缝较短较宽、要求缝高大于缝长的KGD 模型。
这两种模型均不符合现场实际压裂条件。
在实际的压裂过程中 ,缝高也是变化的，因此，三维模型更加符合裂缝实际的延伸过程，所以近年来，很多工作者致力于这种模型的实验研究。
PKN模型GDK模型三维模型PKN模型、GDK模型、三维模型的适用条件及计算结果有一定的差异，例如PKN模型适用于缝长远大于缝高情况，GDK模型适用于缝高大于缝长的情况。
总之三种模型各有自己的优缺点，应根据实际条件选择合适的模型。
论文将建立PKN模型进行压裂设计及裂缝求解。
水力压裂设计影响水利压裂效果的因素很多 ,而进行压裂设计的基础是设计参数 ,压裂设计所涉及基本参数有：地层的力学参数、最小主应力的大小和方向、目的层的上下应力情况及地层的滤失特性等。
水力压裂参数的设计包括裂缝参数设计与施工参数设计。
（1）裂缝参数设计包括裂缝延伸方向、裂缝几何形态、最佳压裂长度和宽度及裂缝数目的设计，从而确定裂缝的导流能力。
水力压裂裂缝的设计主要是建立在适当的裂缝模型的基础上进行。
（2）施工参数的设计，在已知井况基础数据的基础上，预测施工压力、施工排量使用装备的选择，从而确定泵入速度、压裂液用量、浓度，支撑剂，数量选择等等。
水力压裂技术发展方向（1）水力压裂新型材料的开发应用。
随着水力压裂施工的要求不断提高，压裂液和支撑剂的性能也应随之提高，因此必须加强高性能压裂液和支撑剂的研究与开发，如进一步降低压裂液的成本和提高耐温性能，加强支撑剂回流控制方面的研究等 ,以达到压裂的高效及实用性。
（2）进一步研究开发压裂新技术。
尤其加强端部脱砂压裂技术、重复压裂技术、缝高控制技术等先进技术的研究应用，并不断开发引进国外先进技术，力求扩大水力压裂技术的应用范围。
（3）开发实时现场压裂分析。
应不断缩短实验室模拟和现场试验之间差距 ,进行水力压裂设计时 ,应该满足水力裂缝系统与井网与的最佳组合 ,以实现整体开发和宏观预测。
根据现场具体情况 ,随时对以后的压裂设计、现场施工操作实施监测修正 ,实现压裂过程的有效控制。
（4）发展和研究裂缝的检测技术。
目前，对于压裂后裂缝的检测技术仍然是水力压裂技术一个较薄弱的环节，目前的检测方法虽然已取得了一定的成效，但还有一定局限性，还需要进一步的研究，开发出更好的监测诊断装置 ,诊断出实际裂缝的形态 ,这是水力压裂技术进一步发展的关键。
（5）加强建立模型进行裂缝模拟研究 ,包括裂缝扩展模型及产量预测模型，在考虑实际情况的基础上，进行仿真研究，并不断优化压裂参数。