水力压裂新技术
页岩油开采的三种主要技术
页岩油开采的三种主要技术页岩油是一种石油资源，它被包含在致密或紧密的岩石（页岩）中，无法被传统的钻井方法开采。
由于其储量丰富，开采页岩油已经成为了全球范围内的热门话题之一。
本文将详细介绍页岩油开采的三种主要技术。
一、水力压裂技术水力压裂技术是目前用于开采页岩油的最常用方法之一。
这种技术利用了高压注水、压岩破裂、排放油气的原理，将压裂液（水和化学添加剂）注入至岩石裂缝内部，形成高压力，使岩石断裂并沿着岩层进一步发展。
水力压裂技术可以让页岩油从岩石孔隙中释放出来，方便地回收利用。
这种技术的主要优点是可以提高开采效率和提高石油产量。
它还可以降低生产成本，减少对环境的影响。
但是，水力压裂技术也有一定的局限性。
例如，它会增加地震活动的风险，增加对水资源的需求，而且其操作流程较为复杂，需要大量的人力、物力和财力。
二、水化学热交替技术与传统的水力压裂技术相比，水化学热交替技术是一种新的尝试，其实现原理是利用低温高压水和溶解剂，通过化学反应将页岩岩石中的有机物转化为油气。
这种技术可以在不压裂岩石的情况下，显著提高产油效率，同时也能够减少开采对环境的影响。
水化学热交替技术的主要优点是工艺简单、绿色环保、成本较低。
但是，这种技术目前还没有经过实际应用的大规模实验，因此其在实际应用中的可行性和效果还需要进一步研究和验证。
三、CO2注入技术CO2注入技术是一种利用二氧化碳将岩石中的石油释放出来的技术。
这种方法利用了二氧化碳的溶解性和可相溶性，将二氧化碳注入到岩石中，使石油从岩石微观孔隙中释放出来，从而达到开采页岩油的目的。
CO2注入技术的主要优点是，可以有效地提高页岩油的产量，同时还可以降低对环境的影响。
但是，这种技术需要大量的二氧化碳，这可能会对大气环境造成一定的影响。
此外，CO2的注入需要多次进行，而且每次需要注入约2000至5000英尺的深度，这使得该技术具有很高的成本和复杂性。
结论总的来说，页岩油开采是一项非常有挑战性的任务，需要大量的技术和投资。
采油工程第5章水力压裂技术
(1) 前置液：它的作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的 裂缝以备后面的携砂液进入。在温度较高的地层里，它还可起 一定的降温作用。有时为了提高前置液的工作效率，在前置液 中还加入一定量的细砂以堵塞地层中的微隙，减少液体的滤失 (2) 携砂液:它起到将支撑剂带入裂缝中并将支撑剂填在裂 缝内预定位置上的作用。在压裂液的总量中，这部分比例很大 携砂液和其他压裂液一样，有造缝及冷却地层的作用。携砂液 由于需要携带密度很高的支撑剂，所以必须使用交联的压裂液 (如冻胶等)。 (3) 顶替液:中间顶替液用来将携砂液送到预定位置，并有 预防砂卡的作用；最后顶替液是注完携砂液后将井筒中全部携 砂液顶替到裂缝中，以提高携砂液效率和防止井筒沉砂。
乳化压裂液适用于水敏、低压地层。 其他应用的压裂液还有聚合物乳状液、酸基压裂液和醇基 压裂液等，它们都有各自的适用条件和特点，但在矿场上应用 很少。
5.3 支撑剂
支撑剂的作用在于支撑、分隔开裂缝的两个壁面，使压裂施工结束后 裂缝能够得到有效支撑，从而消除地层中大部分径向流，使井液以线性流 方式进入裂缝。水力压裂的目标是在油气层内形成足够长度的高导流能力 填砂裂缝，所以，水力压裂工程中的各个环节都是围绕这一目标选择支撑 剂类型、粒径和携砂液性能以及施工工序等。 支撑剂的性能好坏直接影响着压裂效果。填砂裂缝的导流能力是评价 压裂效果的重要指标。填砂裂缝的导流能力是在油层条件下，填砂裂缝渗 透率与裂缝宽度的乘积，导流能力也称为导流率。 5.3.1 支撑剂的性能要求 （1）粒径均匀，密度小。支撑剂的分选不好，小粒径的支撑剂会运 移到大粒径砂所形成的孔隙中，堵塞渗流通道，影响填砂裂缝导流能力， 所以对支撑剂的粒径大小和分选程度有一定的要求。 （2）强度大，破碎率小。支撑剂的强度是其性能的重要指标。水力 压裂结束后，裂缝的闭合压力作用于裂缝中的支撑剂上，当支撑剂强度比 缝壁面地层岩石的强度大时，支撑剂有可能嵌人地层里；缝壁面地层岩石
《井下作业》第四章水力压裂技术
货源广、便于配制、价钱便宜。大型压裂中，压裂液是压裂施工费用中的主要组
成部分。速溶连续配制工艺大大方便了施工，减少了对液罐及场地的要求。
二、压裂液的类型
目前常用的压裂液有水基压裂液、酸基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液及泡沫压裂液
等。具有粘度高、摩阻低及悬砂能力好等优点的水基冻胶压裂液，已成为矿场主要使用的压
裂液
81
（ 一 ）水 基 压 裂 液
水基压裂液是用水溶胀性聚合物经交联剂交联后形成的冻胶。常用的成胶剂有植物胶、
纤维素衍生物以及合成聚合物；交联剂有硼酸盐、钛、锆等有机金属盐等。在施工结束后，
为了使冻胶破胶还需要加入破胶剂，常用破胶剂有过硫酸铵、高锰酸钾和酶等。
活性水压裂液
在水溶液中加入表面活性剂的低粘压裂液称为活性水压裂液。这种压裂液配制简单、成
第 四 章 水 力 压 裂 技 术
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、增注的目的。
施工资料统计出来的，破裂压力梯度值为：
。可以用各地区的破裂压力梯度的
大小估计裂缝的形态，一般认为 小于
时形成垂直裂缝，而大于
时
则是水平裂缝。因此深地层出现的多为垂直裂缝，浅地层出现水平裂缝的几率大。这是由于
浅地层的垂向应力相对比较小，近地表地层中构造运动也较多，水平应力大于垂应力的几率
也大。有时会碰到破裂压力梯度特高的地层，这可能是由于构造关系或岩石抗张强度特别大
水力压裂技术
水力压裂技术
水力压裂技术是一种将深层油气藏岩石的裂缝或孔隙扩展的一种技术，用于提高储层
的孔隙度和渗透率，以提高油气产量。
水力压裂技术最初发展于 20 世纪 50 年代，其原
理是利用高压水在岩石中形成微米级岩石裂缝，从而使石油和天然气易于向外渗出和流动。
水力压裂技术通常用于地层测试或发现新的油田，也可以派生出油气勘探、开采、输送、
储存等一系列相关技术和工艺。
水力压裂技术一般包括三个基本步骤：一是在目标层位灌注高压水，从而在岩石中形
成裂缝；二是通过注入操作助剂，增大灌注压力，进而拓宽并扩大已有的裂缝；三是通过
注入填料、压裂液以及砂颗粒等助剂，保持裂缝扩大的状态，防止岩体被关闭，持续改善
储层的渗透性。
水力压裂技术具有丰富的应用前景，可以有效提高油气储层的渗透性，从而提高产量。
它相对于其他技术来说有着较高的稳定性，可以有效提高油气藏的利用率，改善储层的渗
透性。
同时，水力压裂技术安全可控，利用广泛，可作为一种全新的技术手段来提高储层
的发掘率，在现代油气开采中发挥着不可替代的作用。
煤层气井水力压裂技术
适用于低渗透煤层，能够提高煤 层的渗透性，增加天然气产量， 是煤层气开发中的关键技术之一 。
技术原理
01
02
03
高压水流注入
通过高压水泵将高压水流 注入煤层，利用水压将煤 层压裂。
支撑剂填充
在压裂过程中，向裂缝中 填充支撑剂，如砂石等， 以保持裂缝处于开启状态。
气体流动
压裂后，煤层中的天然气 通过裂缝和孔隙流动，被 开采出来。
智能化发展
利用人工智能、大数据和物联网技术，实现水力压裂过程 的实时监测、智能分析和自动控制，提高压裂效率和安全 性。
绿色环保
研发低污染或无污染的压裂液和支撑剂，降低压裂过程对 环境的影响，同时加强废弃物的处理和回收利用。
多层压裂和水平井压裂
发展多层压裂和水平井压裂技术，提高煤层气开采效率， 满足市场需求。
煤层孔隙度
孔隙度决定了煤层的储存空间和吸附能力，孔隙度高的煤层有利于 气体的吸附和扩散。
压裂液性能
பைடு நூலகம்
粘度
粘度是压裂液的重要参数，它决 定了压裂液在煤层中的流动阻力， 粘度越高，流动阻力越大。
稳定性
压裂液的稳定性决定了其在高压 和高剪切条件下保持稳定的能力， 稳定性好的压裂液能够保持较好 的流动性和携砂能力。
解决方案
为了降低水力压裂技术的成本，研究 人员和工程师们正在探索新型的压裂 液和支撑剂，以提高其性能并降低成 本。同时，优化压裂施工方案、提高 施工效率也是降低成本的有效途径。 此外，加强设备的维护和保养、提高 设备的利用率也是降低水力压裂成本 的重要措施之一。
06
水力压裂技术的前景展 望
技术发展方向
能力和导流能力。
裂缝网络设计
裂缝走向
水力压裂工艺技术
水力压裂工艺技术汇报人：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水力压裂工艺技术概述定义及工作原理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。
技术革新随着技术的不断发展，20世纪中后期，水力压裂工艺技术逐渐成熟，并引入了水平钻井技术，提高了开采效率。
初始阶段水力压裂工艺技术在20世纪初开始应用于石油工业，当时技术尚未成熟，应用范围有限。
现代化阶段进入21世纪，水力压裂工艺技术进一步完善，开始采用更精确的定向钻井技术和高性能支撑剂，降低了环境污染，并提高了资源开采率。
技术发展历程水力压裂工艺技术是石油工业中最重要的开采技术之一，尤其适用于低渗透油藏的开采。
石油工业水力压裂工艺技术也广泛应用于天然气领域，通过压裂岩层提高天然气产能。
天然气工业随着非常规油气资源（如页岩气、致密油等）的开采价值日益凸显，水力压裂工艺技术成为实现这些资源商业化开采的关键技术。
非常规资源开采技术应用领域02水力压裂工艺技术流程在施工前，需要对目标地层进行详细的地质评估，包括地层厚度、岩性、孔隙度、渗透率等参数，以确定最佳的水力压裂方案。
地质评估准备水力压裂所需的设备，包括压裂泵、高压管线、喷嘴、砂子输送系统等，确保设备完好、可靠。
设备准备对井口进行清理，确保井口无杂物、无阻碍，为水力压裂施工提供安全的作业环境。
井口准备施工前准备通过压裂泵将大量清水注入地层，使地层压力升高，为后续的压裂创造条件。
注水当地层压力达到一定程度时，通过喷嘴将携带有砂子的高压水射入地层，使地层产生裂缝。
压裂随着高压水的不断注入，砂子被携带进入裂缝，支撑裂缝保持开启状态，提高地层的渗透性。
水力压裂新工艺和新技术
1端部脱砂压裂技术（TSO）随着油气田开采技术的发展和多种工艺技术的交叉综合运用，压裂技术应用范围已不再局限于低渗透地层，中高渗透地层也开始用该技术提高开发效果。
当压裂技术应用于中高渗透性地层时，希望形成短而宽的裂缝，并尽可能地将裂缝控制在油气层范围内。
为了适应这一特殊的要求，国外于20世纪80年代中期研制开发了端部脱砂压裂技术，并很快应用于现场，目前国内也开展了这方面的研究，并取得了很大的进展。
（1）端部脱砂压裂的基本原理端部脱砂压裂就是在水力压裂的过程中，有意识地使支撑剂在裂缝的端部脱砂，形成砂堵，阻止裂缝进一步向前延伸；继续注入高浓度的砂浆后使裂缝内的净压力增加，迫使裂缝膨胀变宽，裂缝内填砂浓度变大，从而造出一条具有较宽和较高导流能力的裂缝。
端部脱砂压裂成功的关键是裂缝的周边脱砂，裂缝的前端及上下边的任何部分不脱砂都不能完全达到预期的目的。
端部脱砂压裂分两个不同的阶段。
第一阶段是造缝到端部脱砂，这实际上是一个常规的水力压裂过程，目前的二维或三维模型都可以应用。
第二阶段是裂缝膨胀变宽和支撑剂充填阶段，这一阶段的设计是以物质平衡为基础，把第一阶段最后时刻的有关参数作为输入参数来完成的。
（2）端部脱砂压裂的技术特点在端部脱砂压裂技术中，压裂液的粘度要满足两方面的要求：一是保证液体能悬砂，二是有利于脱砂。
若压裂液的粘度过低，液体内不能保证悬砂，裂缝的上部就会出现无砂区，达不到周边脱砂的目的，在施工过程中也容易导致井筒内沉砂。
若压裂液的粘度过高，滤失就会较慢，难以适时脱砂。
所以端部脱砂压裂技术对压裂液的粘度要求比常规压裂液的要严格一些。
和常规压裂相比，端部脱砂压裂技术的泵注排量要小，这是为了减缓裂缝的延伸速度，控制缝高和便于脱砂。
前置液的用量也比常规压裂少，目的是使砂浆前缘能在停泵之前到达裂缝周边。
而端部脱砂压裂的加砂比通常高于常规压裂，以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的突出特点是靠裂缝周边脱砂憋压造成短宽缝，因此只能在一定的条件下使用。
水力压裂技术
传统凝 胶少 ，所 以清水 压裂 比凝胶 压 裂更经 济可 行 。这一技 术 的关键 在于选 井 ，即选 择适合该 技术优 点的地层 。清水压裂 的优点包 括 ：
１ ． 操 作方便 ； ２ ． 生成的裂 缝长 ； ３ ． 初 产量 与传统凝胶 压裂不相 上下 ； ４ ． 成本 比凝胶压裂 低。 清水 压裂也有 一些缺 点 ，例如 ： １ ． 加砂浓 度低 ；
保 证悬砂 ，裂 缝的 上部就 会 出现无 砂 区 ，达不 到周边 脱 砂的 目的 ，在 施 工过程 中也 容易 导致井 筒 内沉砂 。若压 裂液 的粘 度过 高 ，滤 失就 会 较慢 ，难 以适 时脱 砂 。所 以端 部脱砂 压裂 技术 对压 裂液 的粘度 要求 比 常规 压裂液 的要严格一 些。
未稠 化的 水一 直被认 为是 最清 洁也 是最有 效 的压裂液 。如果地 层 适 应性 好 ，流体 滤失小 ，就 可用未 稠化 的水 作为 主要 的压裂 液 。一般 采取 的措施 是清水 压裂 、降阻压裂 。这些压 裂作 业要在 高排 量下 泵入 大量 的水 ，里面加 有 降阻 剂和少 量支 撑剂 。这些 措施所 需 成本要 比用 低密 度支 撑剂处 理被 证明对 低渗 透率 老井 的重新 压 裂和 边际 井的 增产 非常 有效 。一般 来说 ，压裂 后低 密度 支撑 剂裂缝 的产 量是压 前 的 ７ 倍 多 。 即使先 前 用普 通 支撑 剂压 裂 的井 用 低密 度 支撑 剂 重复 压裂 ，
必 须将轻质上 浮或重质 下沉暂堵 剂同时注入 地层 ，形成上下人 工隔层 。 暂堵 剂选 用空 心玻 璃 或空 心 陶粒 ，密度 最好 在 ０ ． ６ — ０ ． ７ ５ ｇ ／ ｃ ｍ ａ 的 范围
事 实上 ，所 有清水压 裂 中出现 的 问题 都是 因为携砂 能力差 引起 的。 所 以 ，如 果支 撑剂 能随 水有效 充填 裂缝 ，这些 问题 就可 以减 少 ，甚至
水力压裂工艺技术研究与优化
支撑剂的研究与应用
总结词
高强度、低密度、耐久性强
详细描述
研究支撑剂的材质、形状、粒径和性能等，提高支撑剂的强度、耐久性和导 流能力，降低其密度和成本。
压裂液性能评价与优化
总结词
储层适应性、滤失性、稳定性
详细描述
针对不同储层的特点，研究压裂液的适应性、滤失性、稳定性和返排能力等性能 ，通过优化配方和工艺参数，提高压裂液的综合性能。
压裂效果评价与对策
评价方法
采用生产数据分析和测试资料等方法，对水力压裂效果进行评价。
效果优化对策
根据评价结果，采取针对性的技术措施，优化压裂参数和方案，提高油气井 产能和采收率。
水力压裂的环保问题与对策
环保问题
水力压裂过程中产生的废液、废气和固体废弃物等对环境的影响。
对策建议
采用环保型压裂液和废弃物处理技术，加强废水、废气的回收再利用，降低环境 污染风险。
研究方法
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法 进行，具体包括文献综述、实验材料的准备、实验测试与分 析、数值模拟计算和结果讨论等方法。
02
水力压裂理论基础
水力压裂的基本原理
定义
水力压裂是一种将高速高压流体注入地层，通过诱发地层裂缝和扩大裂缝来 增加储层渗透性，从而提高石油和天然气产量的技术。
高强度、低密度、耐腐蚀
低密度
选用低密度支撑剂，降低支撑剂对地层渗 透率的伤害。
高强度
选用高强度支撑剂，提高支撑剂的承载能 力，降低支撑剂破碎率和沉降速度。
耐腐蚀
选用耐腐蚀支撑剂，提高支撑剂的耐腐蚀 性能，延长支撑剂在油气层中的有效期。
压裂参数优化设计
总结词
高效、安全、稳定
水力压裂技术新进展
万方数据 万方数据 万方数据６４江汉石油职工大学学报８压裂实时监控技术实时监控和监测技术，是通过在施工现场实时地测定压裂液、支撑剂和施工参数，模拟水力裂缝几何形状的发展，随时修改施工方案，以获得最优的支撑裂缝和最佳的经济效益。
（１）施工参数监控，包括排量、泵压、砂比等由仪表车直接显示和控制。
（２）压裂质量监测：分别监测混砂车出、人口压裂液（携砂液）的流变性、温度、ｐＨ值等参数，对压裂液流变性，特别是加人各种添加剂后的性能以及携砂能力进行定量分析，常用的仪器为范氏系列粘度计，并在模拟剪切和地层温度条件下模拟整个施工过程。
对于延缓硼交联压裂液和延缓释放破胶剂体系，矿场实时监测更为重要。
（３）实时压力分析：根据测定的施工参数和压裂液参数用三维压裂模拟器预测井口或井底压力，并与实际值进行拟合，预测施工压力变化（泵注和闭合期间）和裂缝几何形状。
主要用途如下：①识别井筒附近的摩阻影响（射孔和井筒附近裂缝的弯曲），并能定性判断其主要影响因素，判断井筒附近脱砂的可能性；②评价压裂设计可信程度：如果施工压力与矿场实时预测压力相吻合，则设计的裂缝几何形状是可信的；③预测砂堵的可能性；④确定产生的水力裂缝几何形状Ｉ⑤提供施工过程的图像和动画信息。
矿场实时分析随着便携式计算机的发展，在矿场上得到了广泛应用，除ＧＲＩ外，其它石油公司也都相继研制和发展了这套系统。
在实际应用中．经常与小型压裂测试分析结合应用。
９ＦＡＳＴＦｒａｃ压裂管柱贝克石油工具公司新近开发出一种连续油管压裂系统一ＦＡ刚下ｒａｃ压裂管柱，用于对先前未处理到的层位进行选择性的增产措施，从而获得比常规压裂更高效、更经济的压裂效果。
应用该技术能一趟管柱实现多层隔离与措施。
从而降低了修井作业成本，节省了完并时间。
由于该连续油管传送系统能保证高比重压井液不接触生产层，使完井和增产措施均不造成油井伤害，从而快速实现生产优化。
ＦＡｓＴＦｒａｃ工具与Ａｕｔｏ—Ｊ系统组成一个整体，Ａｕｔｏ—Ｊ系统的作用是保证连续油管将压裂管柱送入或从井筒中起出。
水力压裂新工艺提高钻井效率
是 通过 高效的导流渠道 的烃 流。
此 渠 道 从 井 筒 延 伸 到 压 裂 的 尖
“ Ｗ ＡＹ处 理 井 的平 均 初 始 生 Ｈｉ
Ｓｈ ｍ说 ， “ ｃｏ 此压裂技术解决 了其他压 端 ，使压裂周期有效 缩短一半 ，提高了 产 率是３ ％，高于 处理 偏置 井使 用 的 ５ 裂技术所不能解决的问题 ，实现压裂无 油烃 采收率 。这影响着产能和烃采收率 常 规 压 裂 技 术 。” ＹＰ Ｓ Ａ． 司 的 Ｆ， ． 公 限导流 。” 的最大化 。 Ｅ ｍｍａ ｕｌ ’Ｈｕｅｕ ｎｅｄ ｔａ顾问说。他进一步 斯 伦 贝谢 在 阿根廷 、俄罗 斯 、墨
Ｈｉ ＷＡＹ从根本 上改变 了压 裂导流
已成现实 。由完备技术 、流体工程和工
艺控制组成 的独特结合创造了—个稳定
术在 支撑 Βιβλιοθήκη 裂 范 围内通 过开 放通 道 的
创新 ，使 油生 产和 油烃 采收 率达 到最 Ｈｉ ＷＡＹ技术 减少了 回流时间 ，缩 短一
的压裂渠道 的复杂网络。压裂 的产能 由
新 技 术 纵 览
斯 伦 贝谢推 出新增产 技 术
口 编译 ／ 张瑜
近昱
大化。
。新 用Ｈｉ Ｙ技术 重新生产 ，大大提 高了 ｉＹ ＷＡ Ｗ冀 该 Ａ
ｌｔ— ｕａｓｃＥ ｌ ｎ 的天然气产 量。 ａｅ Ｊ ｒｓｉ ｏｉ 库 ａ
新 技术 。在 阿根廷 ，ＹＰ ，． 公 司应 ＦＳＡ．
“ ＷＡ Ｈｉ Ｙ通过转 移压裂 流和支撑 电导之 间 的关 系 ，对压 裂进 行 了重新 的意义 。 定义 。”斯伦 贝谢 井服 务总裁 Ｐ ｔｉｋ ａｒ ｃ
半的压裂作 业周期 ， 有效提高了聚合物 使 用的支撑实际渗透解耦形成 ，因此 ， 采收率 ，结果显 示对油烃增产具有重要 这不是通过压裂支撑 填充产生 的流 ，而
石油资源开发与利用的新技术
石油资源开发与利用的新技术一、石油资源开发与利用的新技术石油资源一直是人类社会发展中不可或缺的能源之一，然而传统的石油开采和利用方式却存在着诸多问题，如资源浪费、环境污染等。
为了解决这些问题，科学家们不断探索新的技术，以提高石油资源的开发效率和减少对环境的影响。
二、水力压裂技术水力压裂技术是一种通过高压水将岩石破碎，释放石油和天然气的方法。
这种技术可以有效提高油田的产量，减少开采成本，同时减少对地下水资源的污染。
近年来，随着技术的不断进步，水力压裂技术在石油开采中得到了广泛应用。
三、地震勘探技术地震勘探技术是一种利用地震波在地下传播的特性来探测地下石油和天然气资源的方法。
通过分析地震波的反射和折射情况，可以确定地下石油储量和分布情况，为石油勘探提供重要的依据。
这种技术可以大大提高石油勘探的准确性和效率，减少不必要的开采。
四、油田智能化管理随着信息技术的发展，油田智能化管理成为了石油开采领域的新趋势。
通过引入人工智能、大数据分析等技术，可以实现对油田生产、设备状态等信息的实时监测和分析，从而提高生产效率，降低生产成本，延长油田的寿命。
智能化管理还可以帮助减少事故发生的可能性，保障工人的安全。
五、生物技术在石油开采中的应用生物技术作为一种新兴技术，正在逐渐应用于石油开采领域。
通过利用生物技术改良油田微生物群落，可以促进石油降解和提高采收率。
此外，生物技术还可以用于处理石油污染，减少环境影响，保护生态平衡。
六、结语随着科技的不断进步，石油资源开发与利用的新技术不断涌现，为石油产业的可持续发展提供了新的动力。
我们相信，在科学家们的不懈努力下，石油资源的开发利用将会变得更加高效、环保，为人类社会的发展做出更大的贡献。
水力压裂实用新技术初探
．
分 段 压 裂 井 筒 隔 离 技 术 （） １ 液体 胶 塞技 术 。
．
对 求产 结 束 的井段 进行 填砂 一 液体
【０ 牛宝荣等 ． １】 国内外水平井开 采配套技
｝ Ｓａ ｄｉ Ｎ ｕ Ａ
Ｒ ｓ ｒ ｏ ｒ ＳＰ ４ ｅ ｅｖ ｉ ｓ Ｅ ８１ ８７
４பைடு நூலகம்
２ 水 平 井 筒 支 撑 剂 沉 降规 律 可 为了更 好 地 了解 水平 井筒 支 撑 剂 的 相 位 的 自定位 定 向射孔 ， 以保证在 压 裂 模设 计 综 合考 虑油 层 物性 及注 水井位 置 施 工 中从 造 缝 点 延 伸 出 的 裂 缝 不 至 于 过 等 因素 ． 尽可能 的利 用水平井 的特点和 单 沉 降规 律 ， 保施 工安 全 。 利进 行 对 确 顺 早 的上 窜 同 时 可 以控 制 油 井 生 产 中 出砂 井 控 制 储 量 ， 塞 油 田 水 平 井 设 计 缝 长 安 ０ ５ ．ｍｍ石 英 砂 在 不 同 介 质 中 的 临 界 ． ～０８ 沉 降 速 度 进 行 了研 究 ， 究 结 果 表 明 ： 研 影 响 支 撑 剂 沉 降 的 因素 主要 有 ： 径 、 管
３ 压 裂 液 技 术 水 平 井 分 段 压 裂 工 艺 对 压 裂 液 的
定 位 误 差 小 于 １８ 起 爆 压 力 误 差 小 于 ． 。，
１Ｏ Ｐ 。 Ｍ ａ
．
５
探讨 ． 以便大 力推广 这些 新技术 。
一
性 能 要 求 比 较 高 ， 施 工 过 程 中 采 用 在
施 工参数优选 施 工参 数 是施 工 顺 利进 行和 取得 好
水力压裂技术
水力压裂技术摘要：介绍了清水压裂液的优缺点，加砂压裂降滤失技术及采用的降滤失剂进行了探讨，同时对水力压力新技术（端部脱砂压裂、重复压裂、裂缝检测）进行了一些介绍。
关键词：水力压裂发展清水压裂一、引言水力压裂就是通过高压流体使地层裂开，生成自井筒延伸开来、导流能力强的流体通道，以提高产量。
支撑剂被充填到裂缝里，确保施工压力释放后，能继续支撑流体通道。
水力压裂源于19世纪40年代末期，并在不断地创新。
油气工业一直依靠压裂技术开发边际经济油田。
德克萨斯州西部的Permian盆地就是压裂增产的一个成功例子。
在过去的二十年里，技术发展的重点在研究更为清洁高效的压裂液上，如交联聚合物体系，而支撑剂没有得到同等程度的重视和发展（树脂涂层和陶粒技术除外）。
因为任一特定裂缝的形态都会限制支撑剂的置入量，这样就产生了支撑剂充填层的最终导流能力的上限。
多年来，人们一直在寻找“完美的”压裂液，使携带支撑剂能力最优化，对地层的伤害和对最后的支撑剂充填层导流能力的影响最小化。
二者同时成立是很难的，因此还在不断的研究和发展中。
二、清水压裂液优点未稠化的水一直被认为是最清洁也是最有效的压裂液。
如果地层适应性好，流体滤失小，就可用未稠化的水作为主要的压裂液。
一般采取的措施是清水压裂、降阻压裂。
这些压裂作业要在高排量下泵入大量的水，里面加有降阻剂和少量支撑剂。
这些措施所需成本要比用传统凝胶少，所以清水压裂比凝胶压裂更经济可行。
这一技术的关键在于选井，即选择适合该技术优点的地层。
清水压裂的优点包括：1.操作方便；2.生成的裂缝长；3.初产量与传统凝胶压裂不相上下；4.成本比凝胶压裂低。
清水压裂也有一些缺点，例如：1.加砂浓度低；2.脱砂过快；3.裂缝有效长度较短；4.产量递减的要比凝胶压裂快；5.下方的水层具有一定的风险。
事实上，所有清水压裂中出现的问题都是因为携砂能力差引起的。
所以，如果支撑剂能随水有效充填裂缝，这些问题就可以减少，甚至完全消除。
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.
THANK S感谢观看
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
水力压裂技术研究现状及发展趋势
水力压裂技术研究现状及发展趋势一、引言水力压裂技术是一种通过高压水将岩石裂开的方法，以便在其中注入液体或气体。
该技术广泛应用于石油和天然气勘探和生产领域。
本文旨在通过对水力压裂技术的现状和发展趋势进行研究，以了解该技术的最新进展和未来发展方向。
二、水力压裂技术的基本原理1.1 原理介绍水力压裂技术是一种将高压水注入地层中，以产生足够的裂缝来释放储层中的天然气或石油的方法。
该技术可以通过在井口附近钻孔并注入高压水来实现。
当高压水进入地层后，它会向外扩张，并在地层中形成裂缝。
这些裂缝可以增加储层中可供采集的天然气或石油量。
1.2 水力压裂技术的主要步骤（1）井口附近钻孔；（2）注入高压水；（3）形成地层中的裂缝；（4）释放储层中的天然气或石油。
三、水力压裂技术的现状2.1 技术应用范围水力压裂技术广泛应用于石油和天然气勘探和生产领域。
在美国，该技术已被广泛应用于页岩气和页岩油的开采。
2.2 技术发展历程水力压裂技术最早是在20世纪40年代开发出来的。
当时，该技术主要用于增加储层中可供采集的天然气或石油量。
随着时间的推移，该技术得到了不断改进，并被广泛应用于各种类型的储层中。
2.3 技术优势和不足之处水力压裂技术具有以下优势：（1）可以提高储层中可供采集的天然气或石油量；（2）可以增加能源产量；（3）可以减少对进口能源的依赖；（4）可以创造就业机会。
但是，该技术也存在一些不足之处：（1）可能会对环境造成负面影响；（2）可能会导致地震活动；（3）可能会对地下水资源造成污染。
四、水力压裂技术的发展趋势3.1 技术改进和创新随着技术的不断发展，水力压裂技术将继续得到改进和创新。
例如，可以通过改变注入液体的化学成分来提高效率，并减少对环境的影响。
3.2 研究新的能源资源随着传统石油和天然气储层的逐渐枯竭，研究新的能源资源将成为未来水力压裂技术发展的重点。
例如，可以研究深层天然气、页岩气和煤层气等资源。
3.3 加强环保措施由于水力压裂技术可能会对环境造成负面影响，因此加强环保措施将成为未来该技术发展的重点。
水力压裂技术
水力压裂技术
水力压裂技术是一种能够有效提高油气产量的地质勘探辅助技术。
一、水力压裂技术简介
1.水力压裂技术是一种通过用大量液体以高压施加压力，将储层岩石纵向、横向或斜向地分裂，使油气储层内孔、构造释放效果良好的施工技术。
2.水力压裂技术以其技术效果显著、成本低廉、对地质环境影响小等特点，已成为油气工业中比较流行的勘探技术和钻井施工技术之一。
二、水力压裂技术的原理
1.原理一：岩石的压强特性是在真空条件下的极限吸水压强；
2.原理二：液体介质的施压作用比岩石压强体积力作用大；
3.原理三：射流压力随着注液速率的改变和液面的变化而改变。
三、水力压裂技术的操作步骤
1.准备：改变井口状态，将井内的液体抽掉，并由准备顶管和裂缝钢管完成井内准备工作；
2.打液：使用高压液压器，向井内注入高压水和外加剂；
3.关停：施工完成后将井口关闭；
4.返液：经过一段时间的流体停留后，逐步抽出返液；
5.解堵：在抽出液体后，通常还需要使用特殊器材进行清堵；
6.注气：施工完毕解堵后，将井内注入低温压缩空气，催流伤油气到井口。
四、水力压裂技术的应用
1.水力压裂技术以延伸释放原有储层压力、增大渗透率和改善分布状态等，有
效提高油气产量，拓宽油气可采范围；
2.水力压裂技术可以在油藏上把缝体内的水冻结下来限流，抑制油藏的水蔓延，阻断有害水的扩散；
3.水力压裂技术应用于井盖层上可以促使井内孔隙发育，增加原有油气藏储层
底板井段压裂柱面积，提高油气密度和油气产量；
4.水力压裂技术也可以解决管网供水受污染的问题，把被污染的水更新后用于
工业和农业生活用水等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Flow rate Prop conc
7
6 – 停止注入后，液体不断滤失 到渗透性地层 7 – 裂缝闭合在支撑剂上，形成了 一条导流通道
一、概述
2、水力压裂的目的
提高油井的产能－－产的更多、更快。 压开了一条或多条有导流能力的裂缝通道通 过近井地带的伤害区。
延伸了裂缝的通道，使其有足够的深度进入
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 6-1 6-2 6-3 6-4 6-5 6-6 6-7 5- 5- 5- 5- 5- 5- 5- 5- 5- 5- 5-
二、水力压裂工艺技术
重复转向压裂技术（新技术）
4.现场实施及效果分析
增产情况： 新杨11－2井 该井于2002年1月投产，初期日产油1.0t，含水55%；2002年3月压裂改造， 初期日产油6.1t，含水32.5%。后来日产油1.3t，含水84.7%。为了提高单井
二、水力压裂工艺技术
重复转向压裂技术（新技术）
4.现场实施及效果分析
2005年江苏油田选择了两口井实施重复转向压裂，转向和增产效果都 很明显：
转向情况：
沙19－14井小型压裂测得人工裂缝方位为 北东向105.8度，加转向剂后，主压裂测得裂缝
方向为北东向54.9度，裂缝转向50.9゜
新杨11－2井小型压裂测得人工裂缝方位 为北东向79.5度，加转向剂后，主压裂测得裂
二、水力压裂工艺技术
2、压裂材料
（1）压裂液
1）作用：
压裂液的基本作用为：压开裂缝并使之延伸、降低地层温度、 输送并铺置支撑剂、压裂后液体能最大限度的破胶与返排，减少 对裂缝及油层的伤害。 2）分类： 前置液（压开油层、降温）、携砂液（携带砂子）、顶替液（ 将井筒中的砂浆顶入地层）
二、水力压裂工艺技术
液体进入未压开层，
从而达到改造多层的
目的。
二、水力压裂工艺技术
增能助排压裂工艺技术就是
3、压裂工艺技术
在前置液中打入液态氮或液态二 氧化碳，以提高返排能力，达到 增产增注的目的。
增能助排
二、水力压裂工艺技术
重复转向压裂技术（新技术） 经过水力压裂后的油气井,在生产过程中由于种 种原因可能导致裂缝闭合、压裂失效。对这类油气井 很自然就会采取重复压裂措施以保证油藏稳产增产、 提高油气采收率。目前美国压裂井的近1/3为重复压 裂井。
单层压裂管柱（Ⅱ）
二、水力压裂工艺技术
分层压裂技术
分层压裂分为两种情况： 1、单层压裂管柱（Ⅱ） （封两头压中间） （2）工作原理 ①按要求配好管柱；连接管线，循环泵，试压，替液： ②油管内蹩压15MPa坐封封隔器； ③继续蹩压18MPa-20MPa打开定压喷砂器；
保护层 水力锚
Y341可洗井封隔器 压裂层 定压喷砂器 Y341可洗井封隔器 水力锚 保护层 平衡滑套 球 座
一、概述
3、压裂选井原则
遇有下列特殊情况的井，一般不轻 易进行压裂： 1）测试资料少，情况不清的井层。 2）靠近油水边界或离水层较近的井层。
3）井况不好的井。
一.概述
二.水力压裂工艺技术 三.压裂施工过程中的作业质量控制
四.发展方向
二、水力压裂工艺技术
1、水力压裂原理
水力压裂就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岩石抗张强度时，便在井底附近地层产 生裂缝，然后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高导流能力的填砂裂缝，使井达 到增产增注的目的。
水力压裂裂缝的延伸
施工过程中典型的压力、排量、砂比曲线
1 – 开始泵入液体，裂缝张开 2 – 随着液体的泵入，裂缝不断 延伸
1
2 3 4
Surface pressure 5 6
3 – 支撑剂进入裂缝，悬浮在压 裂液中 4 – 随着液体的泵入，支撑剂被推 的越来越远 5 –随着液体的泵入和滤失，支 撑剂到达裂缝的端部
后续工作液不能向裂缝和高渗透带进入，从而压使裂液进入高应力区或新
裂缝层，促使新缝的产生。产生桥堵的转向剂在施工完成后溶于地层水或
压裂液，不对地层产生污染。
二、水力压裂工艺技术
重复转向压裂技术（新技术）
2.转向剂技术特点 强度高：具有很高的承压能力； 形成滤饼：在地层可以形成滤饼，封堵率高，封堵效果好； 可溶性好：在压裂液中可以完全溶解，不造成新的伤害； 有利于返排：内含表面活性剂，有利于助排；
二、水力压裂工艺技术
重复转向压裂技术（新技术）
对于重复压裂,目前国内外实施的重复压裂有两种方式：
(1)延伸原有裂缝。油田开发过程中,由于压力、温度等环境
条件的改变,引起原有压裂裂缝失效。这类井需要加砂重新撑开
原有裂缝,但这样压裂往往增产幅度较小，有效期较短。 (2)层内压出新裂缝。即压裂裂缝延伸方位与原裂缝发生一定 角度的偏转，以提高油井的泄油面积、提高水驱波及系数，提高 油藏的采收率，这类压裂往往效果比较好。
期日产液9.0m3，不含水，目前日产液10.2m3，日产油9.2m3，含水9.8％，
增产量效果非常明显达到了重复压裂转向的目的。。
二、水力压裂工艺技术
重复转向压裂技术（新技术）
4.现场实施及效果分析 增产情况：
沙19-14井压裂前后产量对比图 12 10 8 6 4 2 0 液量 油量 措施前产油量
方法操作简单：投入方法简单，不会给压裂工艺带来新的负担；
时间可控：所需的压力和封堵时间，可以通过应用量剂大小、成分组成、
颗粒大小控制。
二、水力压裂工艺技术
重复转向压裂技术（新技术）
3.转向压裂工艺技术
该压裂工艺技术与常规压裂工艺技术的区别在于： 转向压裂工艺技术就是在前置液中适时地加入适量转
向剂，其它方面与常规压裂工艺技术一样。
储层来进一步提高产量。
设置裂缝通道，改变了储层内流体的流动。
一、概述
2、水力压裂的目的
一、概述
3、压裂选井原则
1）选择有一定储量基础，采出程度低的井层。
2）选择严重堵塞的井层。 3）选择高速采油区块中的低速带上的老油井。 4）选择投产时间不长，产量（注水量）下降快 的井层。
5）选择有一定储量基础，但较高的井层（转向 压裂）。
3、压裂工艺技术
要实现多层同时压 开，必须调整Δ ppf。可
限流压裂
224.2Q Pp 2 2 4 C N D
2
以看到限流压裂通过调
整射孔数目和孔径，可
以达到同时压开各层的 目的。
二、水力压裂工艺技术
投球压裂是在首
3、压裂工艺技术
先压开的层加砂完成
后投入一定数目的塑
投球压裂
料球进行封堵，迫使
球 座
压裂层
单层压裂管柱（Ⅰ）
二、水力压裂工艺技术
分层压裂技术
分层压裂分为两种情况： 1、单层压裂管柱（Ⅱ）
压裂层 保护层 水力锚
Y341可洗井封隔器 定压喷砂器 Y341可洗井封隔器 水力锚 保护层 平衡滑套 球 座
（封两头压中间）
（1）管柱结构
该管柱由安全接头、水力
锚、Y341可洗井压裂封隔器、 定压喷砂器、平衡阀、球座等 组成 。
水力压裂新技术
（重复转向、分层压裂）
一.概述
二.水力压裂工艺技术 三.压裂施工过程中的作业质量控制
四.发展方向
一、概述
1、水力压裂历史：
水力压裂技术自1947年投入现场应用 以来，经过半个多世纪的完善和发展， 已经成为提高单井产量的基本措施手段 之一。目前，该技术已普遍应用于低、 中高渗透油藏的增产改造，取得了显著 的增产效果。
二、水力压裂工艺技术
3、压裂工艺技术 （以前采用） 1）常规压裂 2）限流压裂
3）投球压裂
4）增能助排
二、水力压裂工艺技术
3、压裂工艺技术 常规压裂
井筒准备： 提出井内生产管柱
接箍 压裂层 压裂层 压裂层
探砂面
冲砂 通井刮削 洗井、下压裂管柱
人工井底
二、水力压裂工艺技术
3、压裂工艺技术 常规压裂
二、水力压裂工艺技术
重复转向压裂技术（新技术） 1.重复转向压裂技术原理 重复转向压裂技术是应用转向 剂使流体在地层中发生转向,在压裂
接箍
中可以暂堵老缝,从而造出新缝。主
要作用有：纵向剖面的新层启动；
新层压开 新裂缝产生 新层压开
重复压裂的平面上的裂缝转向，产
生新的裂缝。
人工井底
二、水力压裂工艺技术
二、水力压裂工艺技术
分层压裂技术（新技术）
江苏油田多为低渗、复杂小断块薄互层油藏，生产井大都采 用笼统开发，三大矛盾突出，而且随着油田开发的不断深入，部 分层动用程度较高而部分层动用程度较低；同时有些井由于层系 多、且有一定的跨度，动用程度都不太理想。对这些井以往大都 采用笼统压裂，这种压裂方式常常只压开动用程度高的层，动用 程度低的层很难压开，或者层系多很难全部压开，因而压裂效果
分层压裂技术
保护层
分层压裂分为两种情况： 1、单层压裂管柱（Ⅰ）
水力锚
Y341可洗井封隔器
（封上压下）
（2）工作原理 ①按设计要求配好管柱；连接管线，循环泵， 试压，替液，油管内蹩压15MPa坐封封隔器 ，继续 打压18MPa-20MPa将球蹩掉； ②然后提高压力替前置液，按照压裂设计要求 进行压裂施工； ③在高压施工过程中向套管内打平衡； ④关井平衡，然后直接上提管柱起出封隔器及 压裂管柱 。
增产情况：
新杨11-2井压裂前后产量对比图 16 14 12 10 8 6 4 2 0 5-8 510 512 514 516 518 520 522 524 526 528 530 液量 油量 措施前产油量