水力压裂摩阻类型及降阻措施
压裂施工管柱摩阻计算-(3)
压裂施工管柱摩阻计算苏权生摘 要：压裂施工管柱摩阻计算对压裂施工过程中压力波动判断和压后净压力拟合具有重要意义。
目前对压裂液在层流状态下的摩阻计算比较成熟，计算结果可信度高，但对压裂液在紊流状态下性质还未找出一定的规律，摩阻计算结果误差较大。
本文以降阻比法为基础进行压裂管柱摩阻计算，通过理论计算与现场实测数据进行对比分析，提高计算精度。
关键词： 管柱摩阻 紊流 降阻比 计算精度压裂管柱摩阻计算是压裂施工过程中压力变化判断的基础，是进行井底压力和裂缝净压力计算的关键。
在实际压裂设计中经常采用经验估计法对管柱摩阻进行粗略计算，往往不能准确地预测实际管柱摩阻。
本文以降阻比法为基础，分别对HPG 压裂液的前置液、携砂液沿程管柱摩阻进行理论计算，并结合胜利油田现场施工井的实际数据进行对比分析，对影响管柱摩阻计算的影响因素进行修正，提高理论计算和现场施工数据的一致性，形成适合胜利油田压裂施工管柱摩阻计算的相关计算程序。
1、降阻比管柱摩阻计算Lord 和MC Gowen 等人在前人研究的基础上提出了HPG 压裂液前置液，携砂液摩阻计算的新方法，称为降阻比法，其基本原理是在相同条件（如排量、管径、管长相同）下，压裂液摩阻与清水摩阻之比称为降阻比，用公式表示为:wf p f P P )()(∆∆=δ (1)式中：p f P )(∆：压裂液摩阻，Mpa ；w f P )(∆：清水摩阻，Mpa ；δ：降阻比系数,无单位。
1.1 清水摩阻计算从公式（1）可以看出，降阻比法要首先计算清水摩阻，且其值的准确性对压裂液摩阻计算有较大的影响，水力学中伯拉休斯清水摩阻计算式:L Q D P ***10*779.775.175.461--=∆ (2)式中： 1P ∆：清水摩阻，Mpa ； D ：管柱内径，m ； Q ：施工排量m 3/s ； L: 管柱长度，m ；用车古201井数据进行清水摩阻验证，车古201井酸化施工管柱为Φ73mm 光油管，下深4505m ，施工前用20m 3清水正洗井降温，排量1.5m 3/min ，测得沿程管路摩阻为31Mpa ，用公式(2)计算管柱摩阻值为30Mpa ，计算值与实际值误差3.2%。
压裂液减阻剂的类型
压裂液减阻剂（油包水乳液）:在油田增产方法操作中,许多的压裂液通过泵在高压力及高流速条件下被运送到深度约500米至6000米或许更深的钻孔处,致使井眼周围的岩层开裂。
油层中的油气在地层压力作用下渗透到井眼分裂处，通过泵又被运送到地上。
压裂液在管道中被运送的过程中，因为来自泵的压力会发生湍流，湍流致使阻力的发生。
阻力会消耗更多的能量。
通常高分子量的线性聚合物可以用于改善流体的流变性质，然后使湍流最小化，然后尽可能的减少在运送过程中丢掉的不必要能量。
压裂液减阻剂（油包水型）在用量很小的情况下减少摩擦阻力,成本低,而且会有高剪切、及抗高温抗高压等出色的功用。
尽管，传统的乳液聚合物具有适合的分子量,但是，体系中因为富含碳氢化合物及表面活性剂,会对环境发生危害，表面活性剂及有机溶剂可能在陆地泄露或许在海上途径发生火灾。
此外，运用前，需要破乳，所以，传统的乳液聚合物的运用遭到约束。
固体聚合物通常在这种运用中被广泛运用，因为固体聚合物的有用浓度比液体聚合物溶液的浓度高许多。
但是，固体聚合物难以溶解,需要格外的设备以及许多的动力和水来稀释产品。
在悠远的钻井现场，动力和水常常供应不上,需要许多的经费投入确保。
压裂液减阻剂
产品形状:乳白色流动性液体
产品特征:溶解快，能耗小，抗剪切性好，无毒无污染，无粉尘，无损健康，流动性好易于操作，格外适宜自动加药，完结出产的自动化。
1、与粉体产品对比，溶解快，药效高，无粉尘无污染，可自动连续加药；
2、与胶体产品对比，溶解快，含量高，粘度低，流动性好，易操作，可自动连续加药；
运用范畴:首要用于页岩气压裂液减阻剂，石油工业用于钻井乳液包被抑制剂，水处理领域等！。
突出工作面水力压裂方案及措施
松藻煤电公司打通一矿西区W2706S工作面水力压裂方案及安全技术措施松藻煤电公司打通一矿2013年7月矿审签栏编制人编制时间审核人审核时间部门意见签名时间部门意见签名时间抽采部抽采副总通风部通风副总生产部机电副总机运部地测副总安监部采掘副总地测部安全副总自动化总工程师办公室矿审签意见：目录1 引言 (3)2 突出煤层水力压裂技术增透原理 (3)3 西区W2706S工作面水力压裂技术路线 (3)4 西区W2706S工作面水力压裂方案 (4)4.1 试验地点概况 (4)4.2 试验设备及材料 (4)4.3 试验工艺流程 (5)4.3.1 前期准备工作 (5)4.3.2 压裂钻孔施工 (6)4.3.3 压裂孔封孔工艺及要求 (6)4.3.4 实施高压水力压裂 (7)4.3.5 压裂效果考察 (8)4.3.6 抽采效果考察 (8)5 水力压裂安全技术措施 (9)5.1 设备运输措施 (9)5.2 施钻及压裂安全措施 (11)6 组织保障措施 (15)6.1 组织机构 (15)6.2 人员职责 (15)6.3 水力压裂相关部门职责 (16)7 附图 (16)1 引言松藻煤电公司打通一矿为煤与瓦斯突出矿井，主采7、8号煤层均属严重突出煤层，为确保矿井安全，进行采掘作业前必须进行瓦斯预抽，实现抽采达标。
矿井现有的瓦斯预抽以底板茅口岩巷施工穿层钻孔、回采巷道施工本层孔抽采为主，而随着采区逐渐向下延深，煤层透气性系数逐渐降低，瓦斯压力、瓦斯含量均明显提高，导致钻孔密度大、钻孔工程量大、瓦斯预抽时间长，严重制约矿井生产部署。
为增加煤层透气性，提高煤层瓦斯预抽效果，根据煤电公司2013年水治瓦斯规划，打通一矿结合前期试验经验，拟对西区W2706S工作面进行水力压裂（施工地点W2706S专抽巷），进一步考察煤层实施压裂后瓦斯运移的基本规律，并逐步将该技术推广应用，以彻底解决煤层透气性差、瓦斯预抽困难的难题，真正实现全矿井抽采达标。
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
压裂近井摩阻分析
压裂近井摩阻分析摘要：压裂施工近井摩阻值的准确性直接影响到压裂工艺的设计，是确定井底压力的必要数据，也是决定压裂施工难易程度的主要因素。
该文从压裂近井摩阻的成因、分类、计算方法等方面对国内外压裂近井摩阻进行了整理和归纳，并在此基础上得到了降低近井摩阻的两个工艺：○1支撑剂段塞冲刷工艺作为一种可靠而实用的降摩阻工艺它的作用主要在优化近井筒附近裂缝壁面。
在前置液中支撑剂的加入使裂缝的壁面更趋于光滑,可减小裂缝的凹凸面,增大近井裂缝的宽度,减小支撑剂在近井筒砂堵的可能性，也减少了裂缝摩阻。
○2定向压裂的实施，沟通了主体裂缝与井筒的连通，这样就大大减少了由于裂缝转向而造成的压裂液流失和压裂液流程，这样就起到了一般压裂不能达到的降低裂缝摩阻的效果。
关键词：近井摩阻；水力压裂；支撑剂段塞；裂缝扭曲；多裂缝从80年代以来，人们对近井筒摩阻问题的认识随着实践的发展不断得到深化，对近井筒摩阻的产生机理、影响因素、降低措施等都进行了广泛的研究。
众多的学者从室内实验、定性认识、定量计算、检测手段及压裂施工工具等方面，着眼于裂缝起裂位置、裂缝转向扭曲、多裂缝、非平面裂缝、孔眼位置、施工排量等方面，对近井筒摩阻的产生原因、计算方法、影响因素等进行了广泛的研究。
1近井摩阻的成因分析所谓水力压裂的近井筒效应是指由射孔孔眼特性及井筒周围(射孔壁)应力集中作用在近井筒区域所产生的孔眼摩阻、复杂裂缝形态(多裂缝、裂缝面的扭曲、窄高缝、非平面裂缝)以及由此引起的压力损失和早期脱砂现象。
水力压裂的近井压力降(损失)主要归因于井筒连通(孔眼)、裂缝面弯曲(裂缝转向和扭曲)、多裂缝等近井筒裂缝的几何形态，这些形态导致有效压力损失和意外脱砂[1]，是影响压裂成功的不利因素。
因此，它是分析近井带摩阻产生原因的结构基础和现实依据。
根据近井筒问题得出压裂近井摩阻产生的主要原因如下：（1）射孔孔眼相位不一致。
因为水力裂缝往往不是沿着射孔方向生成的，压裂液从孔眼到裂缝通常要经过一条或几条曲折的通道。
第六章 水力压裂技术
第六章水力压裂技术水力压裂是油气井增产、注水井增注的一项重要技术措施，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。
它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。
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。
6.1 造缝机理在水力压裂中，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。
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。
图6-1是压裂施工过程中井底压力随时间的变化曲线。
P是地层破裂压力，E P是裂缝延伸压力，S P是地层压力。
F238239图6-1 压裂过程井底压力变化曲线 a —致密岩石 b —微缝高渗岩石在致密地层内，当井底压力达到破裂压力F P 后，地层发生破裂(图6-1中的a)，然后在较低的延伸压力E P 下，裂缝向前延伸。
储层改造技术--水力压裂
x y
1
1
z
x y
1
考虑流体压力后， x y 其中：
z 不成立，应为： 1
z
5
为侧压系数。
第三节
(2) 地质构造对应力的影响
水力压裂造缝机理
如果岩石单元体是各向同 性材料，岩石破裂时的裂 缝方向总是垂直于最小主 应力轴。 ①由于浅地层的垂向应力相对 小些，且近地表地层中构造运 动也较多，水平应力大于垂向 应力的几率也多、且浅地层中 层理发育，所以浅地层多出现 水平裂缝。
1、添加剂 多达数十种
1）稠化剂、
2）交联剂、 3）粘土稳定剂、 4）杀菌剂、 5）表面活性剂、 6）抗高温稳定剂、 7）降滤失添加剂、
不同水基压裂液之间的特点都是通
过其添加剂的调整表现出来的。 具体命名与分类也是要参考其主要
添加剂的。
一般了解水基压裂液应从添加剂入 手。
8）破胶剂、
9）滤饼溶解剂、 10）缓冲剂
9
第三节
水力压裂造缝机理
3) 压裂液径向渗入地层所引起的井壁应力
由于注入井中的高压液体在地层破裂前，渗入井筒周围地层中，形成了 一个附加应力区，它的作用是增大了井壁周围岩石中的应力。增加的周向应 力值为：
3
其中：
1 2 Pi Ps 1
岩石骨架压缩系数
Cr 1 Cb
t h Pi PF
12Байду номын сангаас
第三节
水力压裂造缝机理
I、压裂液无滤失（孔隙压力Ps）
x x Ps y y Ps P s
3 y x Ps Pi
压裂施工中管路摩阻计算方法分析与改进意见探讨
清水摩阻计算
在相同条件 （如排量、 管径、 管长相同） 下， 压裂 液摩阻与清水摩阻之比称为降阻比。公式表示为 （!!" ） ・ （!!" ） （%） % @" " 由式 （%） 可知， 降阻比法要求计算清水的摩阻， 且其值的准确程度对压裂液摩阻计算有较大的影 响。为此， 分析对比了油管注入方式下三种清水摩 阻计算方法： 水力学中尼古拉兹紊流摩阻系数公式
产生 ! /8C 压差 （孔眼摩阻） 时所需射孔眼数进行了 平均炮 计算。计算结果表明， 施工排量 $ % ( >" ? >@4， 眼直径 *( >> 时， 产生 （#*% ） 为 时的压 ! % ( /8C +),% 降， 只需要有 *D 个射孔眼。上述压裂施工井压裂层 段的射孔数远远大于计算数。因次， 认为多数情况 下炮眼摩阻不是产生误差的主要原因。 *=! 降阻比 从本质上讲， 降阻比就是牛顿流体与非牛顿流
$ ・$ ・ !!% @# !#
# " % !<( 其中， # @ " % ""<! A " % !!% &’ B6C1 和 DE :6FGH 清水摩阻计算式
（!）
有更好的 “稳定性” 。 在对清水摩阻计算式分析对比的基础上， 用现 场施工数据进行了验证。比较典型的是车古 !"% 井 酸化施工数据， 车古 !"% 井酸化施工管柱为 J(< 光 油管， 下深 ) $"$ ,， 施工前用 !" ,< 清水正洗井降 温； 排量 %=$ ,< M ,.H， 测得沿程管路摩阻为 <% D9-。 计算摩阻值与实测摩阻值的对比结果见表 %。
压裂液摩阻计算
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。
径向井水力压裂摩阻影响因素与计算公式
径向井水力压裂摩阻影响因素与计算公式径向井水力压裂是一种重要的油气田开发技术，它通过压裂液的高压注入，使岩石产生裂缝并释放天然气和石油。
在径向井水力压裂中，摩阻是影响压裂效果的重要因素。
本文将通过对径向井水力压裂摩阻影响因素与计算公式的研究，探讨如何最大化径向井水力压裂的效果。
1.径向井水力压裂摩阻的影响因素（1）压裂液的粘度压裂液的粘度决定了它在管道中流动的难易程度，从而影响压裂液的输送速度和能量传递效率。
当压裂液的粘度较高时，通过井筒注入的压力不容易扩散到周围岩石中，从而使压裂效果降低。
（2）管道内壁摩擦力在径向井水力压裂中，压裂液从井口经过管道向下运行，因此管道内壁摩擦力对压裂效果有很大的影响。
当管道内壁摩擦力较大时，压裂液注入压力容易消失，压裂效果也会降低。
（3）压裂液的密度压裂液的密度决定了它在岩石中传递能量的能力，从而影响压裂效果。
当压裂液的密度较低时，其在岩石中产生的能量也会降低，影响压裂效果。
（4）井筒中的摩阻在径向井水力压裂中，井筒的摩阻对压裂效果有很大的影响。
当井筒中的摩阻较大时，其会阻碍压裂液的流动，从而影响压裂效果。
2.径向井水力压裂摩阻的计算公式（1）压降计算公式压降计算公式可用于计算径向井水力压裂中井筒内压降的大小。
其计算公式为：△P=ρQ^2 L/2 f D^5其中，△P为井筒内的压降；ρ为压裂液的密度；Q为压裂液的流量；L为井筒长度；f为管道阻力系数；D为管道的直径。
（2）摩擦力计算公式摩擦力计算公式可用于计算径向井水力压裂中管道内的摩擦力大小。
其计算公式为：f=4f_0 [1+γ(ρ_1/ρ_0)]其中，f为管道阻力系数；f_0为干管道的阻力系数；γ为管道内流体的层流系数；ρ_1为压裂液的密度；ρ_0为管道内介质的密度。
3.结论通过分析径向井水力压裂中的摩阻影响因素，可以发现影响压裂效果的因素有很多，而计算公式的应用也非常复杂。
因此，在实际操作中，需要加强对径向井水力压裂摩阻影响因素的研究，进一步完善计算公式，从而科学地指导径向井水力压裂的实施，为油气田的高效开发做出贡献。
第七章 水力压裂
拉伸破坏 剪切破坏
塑性流动 主要发生在脆性岩石 主要发生在塑性岩石
Xi’an Shiyou University
Chapter 7
第一节 造缝机理 Principle of Fracture Creation
水力压裂多属于脆性破坏
只要岩石所受的最小有效主应力达到该方向的岩石抗
拉强度，岩石即发生拉伸破坏，显然产生的裂缝面总是垂 直于最小主应力方向。
应力均匀分布，若上覆岩石平均密度为2300kg/m3，孔隙弹性
常数为0.8，试计算形成垂直裂缝和水平裂缝的深度界限。 解： 让形成垂直裂缝和水平裂缝的破裂压力相等：
3 y x th z tv 1 2 1 2 2 1.94 1 1
2 r 2 r
Xi’an Shiyou University
Chapter 7
第一节 造缝机理 Principle of Fracture Creation
（2）井筒内注入高压液体所引起的井壁附加应力
,a1 pi
由于井筒内压（即井筒内液体压力）而导致的井壁
周向应力与内压大小相等，但符号相反。
2. 压裂过程中井壁上的应力 （1）钻井后井壁上的应力
Xi’an Shiyou University
第一节 造缝机理 Chapter 7 Principle of Fracture Creation x y a2 x y 3a 4 (1 2 ) (1 4 ) cos 2
Xi’an
第一节 造缝机理 Principle of Fracture Creation
4. 破裂压力梯度（破裂梯度） fracture pressure gradient 地层破裂压力与地层深度的比值。
水力压裂应对措施
水力压裂应对措施概述水力压裂（Hydraulic Fracturing）是一种将高压水和添加剂注入岩石中，以创造裂缝并释放天然气或石油的技术。
这种技术在现代能源行业中被广泛采用，但同时也引发了一系列环境和健康问题。
为了应对水力压裂可能带来的负面影响，需要采取一些应对措施。
水力压裂应对措施列表以下是几种常见的水力压裂应对措施：1. 监测水源质量在进行水力压裂前后，需要定期监测水源的质量。
这包括地下水和其他水体，如湖泊和河流。
通过监测水质，可以及时发现是否存在水污染问题，并采取相应的应对措施。
2. 合理选择注入液水力压裂过程中使用的注入液可能含有化学物质和添加剂。
为了减少环境和健康风险，应该选择无毒、环保的注入液。
研究和开发新的注入液替代品，以减少对环境的影响也是一种有效的应对措施。
3. 加强废水处理水力压裂后产生大量的废水，其中包含化学物质和悬浮物。
处理这些废水非常重要，以防止对环境造成危害。
加强废水处理技术研究和设施建设，可以有效减少废水的排放和对环境的污染。
4. 加强监测和控制气体泄漏水力压裂可能导致地下天然气泄漏到大气中，加剧温室气体排放和空气污染。
因此，需要加强对气体泄漏的监测和控制。
现代技术如无人机和传感器可以用来监测泄漏，并及时采取措施减少泄漏的发生。
5. 定期检查孔隙数和尺寸水力压裂技术的核心目标是创造岩石中的裂缝。
因此，定期检查孔隙数和尺寸的变化对于判断压裂效果以及可能引发的问题至关重要。
使用地质测量工具和技术对裂缝的变化进行监测，并根据检测结果采取相应的调整和措施。
6. 加强油气井监测和维护压裂后的油气井需要定期监测和维护，以确保压力和稳定性。
这包括检查井筒状态、防腐蚀处理、维护阀门和管道等。
通过加强油气井的监测和维护，可以减少事故和泄漏的风险，确保生产过程的安全性和可持续性。
7. 加强政策法规和监管水力压裂在环境和社会方面带来的问题需要通过强化政策法规和监管来解决。
制定更严格的管控标准，加强对企业的监督和检查，对违规行为进行处罚和整改。
降低水力压裂施工过程中砂堵风险的措施
1 砂堵形成的原因和危害在水力压裂施工过程中，风险主要分为四大类：地质风险、工艺风险、管柱风险和设备风险。
所有风险造成的较为严重的后果之一就是砂堵。
砂堵在工程上的定义为，在向裂缝持续输砂的过程中，因裂缝空间或输送动能的原因无法将支撑剂顺利输送至裂缝，造成支撑剂在井筒堵塞的一种突发状况。
砂堵一定伴随着地面施工压力持续升高，甚至超过地面限压而被迫停止施工，因此高压风险是砂堵最直接和不可避免的。
在砂堵造成压裂施工被迫中断后，需依靠地层储能自行防喷、清空井筒，该过程具有相当的不确定性，极易造成井筒内大量沉砂堵塞井筒，进而导致压裂工具遇卡和回收困难。
需要额外增加连续油管冲砂、切割管柱、打捞等诸多工作程序，大大增加了压裂施工时长和作业成本。
因此，避免压裂过程中砂堵状况的出现是一项极其重要工作。
2 压裂施工泵压曲线模拟及意义砂堵初期，往往是表现为地层进砂困难，最直接的表征为地面压裂泵泵压（以下简称：泵压）升高。
泵压是一个多因素复合作用后的一个综合结果参数，因此泵压的升高不一定是地层进砂困难或砂堵造成的，对压裂施工曲线的预测即是考虑了多种因素综合影响后输出的一条施工地降低水力压裂施工过程中砂堵风险的措施江鹏川 孙晓锋 崔国亮 张云飞 安恒序 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司 天津 300452摘要：水力压裂改造低渗油气藏是目前为止最有效的增产措施。
水力压裂产生的裂缝需要用支撑剂进行填充，使水力裂缝保持足够的导流能力。
但实际施工过程中，往往由于地质、工艺、管柱和设备方面的因素，导致支撑剂无法顺利输送至裂缝，而是被迫在近井地带和井筒内堆积，这就是所谓的压裂过程中的砂堵状况。
砂堵是压裂所有风险在不加以干预的情况下的最终结果，若处理不当，将导致严重的安全事故和工程困难，后续处理手段将花费大量的经济成本和时间成本。
基于此，将所有引起泵压变化的因素考虑在内，将各项因素引起的泵压变化值求和，模拟出整个压裂施工阶段泵压曲线的走势图，在正式压裂施工时，时时将实际的泵注压力曲线与该泵压曲线模拟图相对比，及时捕捉泵压异常升高的迹象，及早判断砂堵的早期迹象，为避免最终砂堵的形成赢得宝贵的时间和压力空间。
压裂施工中摩阻计算
压裂施工中摩阻计算压裂施工是一种在井下用高压液体将岩石破碎并产生裂缝的技术，它被广泛应用于石油和天然气开采中。
摩阻是决定压裂施工效果的重要参数之一，它是指在施工过程中液体通过裂缝时受到的摩擦力。
本文将详细介绍压裂施工中摩阻的计算方法。
在压裂施工中，液体通过裂缝时，会受到岩石颗粒之间的摩擦力的阻碍。
这种摩擦力可以分为两个部分：内摩阻和外摩阻。
内摩阻是指液体在裂缝内摩擦产生的阻力，它主要受到岩石颗粒之间的相互作用力的影响。
而外摩阻是指液体通过裂缝口时受到的摩擦力，它主要受到裂缝口周围表面的摩擦力的影响。
在计算摩阻时，首先需要确定液体流经的裂缝的长度和宽度。
裂缝的长度可以通过地震波及测井等技术来确定，而裂缝的宽度则需要通过压裂实验来得到。
根据实际情况，通常认为宽度为5-10微米。
在计算内摩阻时，需要考虑岩石颗粒之间的相互作用力。
这个相互作用力可以通过公式F=μN得到，其中F为摩擦力，μ为摩擦系数，N为岩石颗粒之间的接触力。
一般情况下，μ的值约为0.5-1.0。
接着，可以根据摩擦力的大小来计算流体在裂缝内的摩阻。
在计算外摩阻时，需要考虑裂缝口周围表面的摩擦力。
这个摩擦力可以通过公式F=μN得到，其中F为摩擦力，μ为摩擦系数，N为承载力。
一般情况下，μ的值约为0.2-0.6、接着，可以根据摩擦力的大小来计算流体在裂缝口的摩阻。
在计算完内摩阻和外摩阻之后，可以将它们相加得到总的摩阻。
这个总的摩阻可以用公式F=F1+F2得到，其中F1为内摩阻，F2为外摩阻。
根据总的摩阻的大小，可以进一步评估压裂施工的效果。
需要注意的是，在实际应用中，摩阻的计算需要考虑到多个因素的影响，包括岩石的性质、压裂液的性质、裂缝的几何形状等。
同时，还需要根据实际情况进行准确的数据采集和分析，以获得更精确的摩阻计算结果。
在总结中，压裂施工中的摩阻计算是一项复杂的工作，需要综合考虑多个因素的影响。
通过合理选择计算方法和准确的数据采集，可以更好地评估压裂施工的效果，为开采石油和天然气提供参考。
直井油管内压裂液流动摩阻计算方法
直井油管内压裂液流动摩阻计算方
法
直井油管内压裂液流动摩阻计算方法，是根据流体在管道内的流动特性，利用定性描述的流体动力学原理，结合水力学定律，将流体摩阻降至最低。
1、流体摩阻原理：流体通过管道内部时，会受到管壁的抵抗，形成摩阻，从而降低流体的流速，减少流量，降低能量消耗。
2、改善流体摩阻的方法：
（1）对管道内壁施加一定外力，如磨毛等，使管内表面光滑，降低摩阻；
（2）采用不同形状的管道，如圆管、椭圆管等，来减少流体摩阻；
（3）采用不同的流体，如聚乙烯（PVC）、聚氯乙烯（CPVC）、聚丙烯（PP）等，来减少流体摩阻；
（4）控制流体流速，降低摩阻；
（5）采用离心式水泵、涡轮式水泵等，提高流体压力，降低摩阻；
（6）采用添加剂，如洗涤剂、溶剂等，可以达到减少摩阻的效果；
（7）采用鼓风等技术，增加流体的动能，减少摩阻；
（8）采用加压技术，增加流体的压力，减少摩阻；
3、直井油管内压裂液流动摩阻计算方法：
（1）先确定管道的外径、管道内壁材料、流体流速等参数，并根据实际情况求出流体摩阻系数；
（2）根据流体动力学原理，计算流体流动摩阻力；
（3）根据水力学定律，计算流体的静压力；
（4）根据实际情况，求出油管内压裂液的流动摩阻。
水力压裂技术
压裂工艺技术 压裂工艺技术是影响压裂增产效果的
一个重要因素。对于不同特点的油气层，
必须采取与之相适应的工艺技术，才能
保证压裂设计的顺利执行和取得较好的增 产效果。
压裂方式选择 压裂方式选择是压裂工艺中的一个很重要的
内容。压裂方式的选择主要是根据地质条
件、井身状况、工艺技术水平而定。
目前常用的压裂方式有：合层压裂、分层压 裂、一次分压多层和深层压裂。
结合离子，从而改变其理化性质，或破坏其离子交换能力，或破坏双
电层离子云之间的斥力，从而达到防止粘土水合膨胀或分散迁移的效 果。
压裂液的主要添加剂
7、降阻剂。在进行深井压裂作业时，需用降阻剂降低压 裂液在注入管柱中的沿程摩擦阻力，以提高泵效。 8、降滤失剂。通过在压裂液中添加降滤失剂可以增强压
裂液造壁性能，降低液体滤失量，提高液体效率。
压裂液的性能
5、配伍性。压裂液要与地层条件下的各种岩石矿物及流体有 较好的配伍性，不应在进入地层后产生不利于油气渗流的物 理-化学反应。 6、低残渣。要尽量降低压裂液中水不溶物的数量（残渣）， 以免降低岩石及填砂裂缝的渗透率。 7、易返排。施工结束后大部分注入液体应能返排出井外，以 减少压裂液的损害。 8、货源广。价格便宜，便于配制。
低压管汇 储液罐
砂罐
混砂车
供液管汇
压裂泵车 监控车 高压管汇
压裂井口
压裂施工现场示意图
压裂增产增注机理
1、降低井底附近渗流阻力 2、改变井底附近渗流形态，使原来的径 向流动改变为油层流向裂缝近似性的单 向流和裂缝到井筒的单向流动，消除了 径向节流损失，大大降低了能量的消耗。
压裂液的定义和作用
压裂液是水力压裂改造油气层过程中的
水力压裂工艺
水力压裂工艺前言：水力压裂是油田增产、增注，保持油田稳产的一项重要工艺技术。
它利用液体传导压力的性能，在地面利用高压泵组，以大于地层吸收能力的排量将高粘度液体泵入井中，在井底憋起高压，此压力超过油层的地应力和岩石抗张强度，在地层产生裂缝，继续将带有支撑剂的携砂液注入裂缝，裂缝边得到延伸，边得到支撑。
停泵后就在油层形成了具有一定宽度的高渗透填砂裂缝，由于这个裂缝扩大了油气流动通道，改变了流动方式，降低了渗流阻力，可起到增产增注作用，这一施工过程就叫油层水力压裂。
水力压裂包括理论力学、材料力学、热化学、高分子化学、机械制造等多个学科。
一、压裂液压裂液的主要功能是传递能量，使油层张开裂缝并沿裂缝输送支撑剂。
其性能好坏对于能否造出一条足够尺寸、并具有足够导流能力的填砂裂缝密切相关，因此，有必要了解压裂液的特点和性能。
（一）压裂液的作用压裂液的主要作用是将地面设备的能量传递到油层岩石上，在地层形成裂缝，并携带支撑剂填充到裂缝中。
按照在压裂施工中不同阶段的作用可以分为前置液、携砂液、替挤液三种。
1、前置液；用来在地层造成裂缝，并形成一定几何形态裂缝的液体。
在高温井层中，还具有一定的降温作用。
2、携砂液：携带支撑剂进入地层，把支撑剂充填到预定位置的液体。
和前置液一样也具有造缝及冷却地层的作用。
由于携带比重较高的支撑剂，必须使用交联压裂液。
3、替挤液：把压裂管柱、地面管汇中的携砂液全部替入裂缝，以避免压裂管柱砂卡、砂堵的液体。
组成与前置液一致。
（二）压裂液的性能为确保压裂施工顺利实施，要求压裂液具有以下性能特点1、滤失性：主要取决于压裂液自身的粘度和造壁性，粘度高则滤失少。
添加防滤失剂能改善压裂液的造壁性，大大减少滤失量。
2、携砂性：指压裂液对于支撑剂的携带能力。
主要取决于液体的粘度、密度及其在管道和裂缝中的流速，粘度越高，携带能力越强。
3、降阻性：指压裂液在管道中流动时的水力摩擦阻力特性，摩阻越小，压裂设备效率越高。
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1 压裂摩阻产生机理水力压裂施工过程中，压裂液从泵出口经地面管线、井筒管柱和射孔孔眼进入裂缝，在每个流动通道内都会因为摩阻而产生压力损失。
如果压裂施工过程中产生的摩阻过大将会导致井口压力过高，甚至超过压裂泵车的负荷，从而增大了压裂施工风险。
准确计算压裂液在流动过程中产生的各种压力损失并分析其影响因素，对于确定井底施工压力以及指导优化压裂工艺参数以降低压裂施工摩阻具有重要意义。
20世纪80年代以来，水力压裂施工产生的摩阻问题逐渐引起工程师和学者的重视。
基于对压裂液施工排量、裂缝起裂及扩展、射孔工艺等多方面的探索，对整套压裂施工中的压力损耗问题进行了深入研究[1]。
前期研究表明，由于地面管线比较短，一般忽略由地面管线产生的摩阻。
因此，水力压裂施工的摩阻损耗主要由两部分组成：第一部分是液体在压裂管柱（油管、套管或油套环空）中的沿程摩阻，即存在于管柱壁面的阻滞作用产生的摩擦阻力所造成的水头损失。
一般情况下，压裂排量越大、管柱直径越小、压裂液黏度越大、支撑剂浓度越大，其产生的管柱沿程摩阻越大。
第二部分是近井摩阻，其包括流体通过射孔孔眼的局部摩阻以及近井地带的弯曲摩阻，矿场一般采用降排量法对以上2种近井摩阻进行测试。
近井摩阻产生的机理较为复杂，主要归纳如下[2]：1）孔眼局部摩阻：射孔数不足、孔眼的清洁度差以及孔眼堵塞均会产生孔眼局部摩阻。
由于通常采用电缆配套射孔枪对套管进行射孔，导致射孔弹在套管—水泥环内部形成及不规则的圆孔。
从径向来看，孔眼内存在的凹凸不平的通道，会对流体的流入过程造成一定的影响，将会在孔眼处产生明显的压力降[3]。
2）裂缝弯曲摩阻：射孔相位不当、固井质量差以及多裂缝竞争延伸均会导致裂缝在延伸过程中并不总沿着一个方向前进，而是会发生弯曲和转向的现象[4]，从而产生裂缝弯曲摩阻。
这种情况将引起净压力增大，限制近井筒裂缝宽度，从而增大支撑剂的运移难度。
裂缝弯曲摩阻一般在压裂施工初期最大，随着施工进行逐渐减小[2]。
2 降低压裂摩阻的工艺措施2.1 支撑剂段塞工艺该工艺是目前降低近井摩阻最为常用的方法。
其原理是在主压裂的前置液阶段，以脉冲加砂的形式，间断地泵入低砂比携砂液进入地层中，高速的含砂压裂液能够产生很强的水力切割作用，对不完善的射孔孔眼和近井带迂曲且粗糙的水力裂缝进行磨蚀，使压裂液流动路径逐渐趋于完善、光滑，从而达到降低近井摩阻的效果。
一般情况下，孔眼越不完善、近井裂缝迂曲程度越高、表面粗糙度越大，支撑剂段塞的实施效果越好。
世界范围内众多水力压裂现场压裂实践经验表明，支撑剂段塞技术配合其他技术可以大幅提高水力压裂成功率[5]。
因此，有必要根据测试压裂分析的近井裂缝摩阻数据，科学合理地进行段塞冲刷设计，并实时分析评价段塞冲刷的效果，合理调整携砂液阶段的砂浓度和砂量，并最大限度地提高施工砂浓度，以确保压裂施工达到预期效果。
支撑剂段塞还可以用于封堵微小裂隙，主要用于对天然裂缝进行封堵，从而降低滤失，保证主裂缝的充分延伸[6]。
此外，支撑剂段塞还可以增大裂缝延伸的净压力，从而增大水力裂缝的应力干扰强度，促进复杂裂缝网络的形成。
因此为了支撑剂段塞的使用达到各自所需的目的，需要对其相关参数进行优化设计，确定合理的支撑剂性能、目数、段塞数量以及泵注时机等。
2.2 增大缝内压裂液黏度增加压裂液的黏度，可以在裂缝条数较多时有效减少裂缝条数，增加主裂缝的宽度，从而进一步起到减小水力压裂摩阻类型及降阻措施刘炜1 刘觐瑄2 华继军1 王小军1 肖佳林11. 中国石化江汉油田分公司石油工程技术研究院 湖北 武汉 4300002. 西南石油大学国家重点实验室 四川 成都 610500摘要：水力压裂摩阻引起施工压力增加，施工风险增大。
水力压裂摩阻包括沿程摩阻和近井摩阻。
近井摩阻产生机理最为复杂，其中射孔数不足、孔眼清洁度差以及孔眼堵塞产生孔眼摩阻；射孔相位不当、固井质量差以及多裂缝竞争延伸产生裂缝弯曲摩阻。
降低压裂摩阻的工艺措施主要包括定向射孔、支撑剂段塞磨蚀、增大压裂液黏度、压裂液延迟交联等。
关键词：水力压裂 摩阻 降阻 施工压力Friction Types of Hydraulic Fracturing and Measures for Reducing FrictionLiu Wei1，Liu Jianbao2，Hua Jijun1，Wang Xiaojun1，Xiao Jialin11. Research Institute of Petroleum Engineering Technology，Jianghan Oilfield Branch，Sinopec 430000，Wuhan，Hubei ProvinceAbstract：Hydraulic fracturing friction increases the fracturing work pressure and increases the risk of construction. Hydraulic fracturing friction includes friction along the path and friction near wellbore. The mechanism of near-well friction is the most complex，in which perforation number is insufficient，hole cleanliness is poor and hole plugging produces hole friction；perforation phase is improper，cementing quality is poor，and multi-fracture competitive extension produces fracture bending friction. The technological measures to reduce fracturing friction include directional perforation，slug abrasion of proppant，increasing viscosity of fracturing fluid and delayed crosslinking of fracturing fluid.Keywords：Hydraulic fracturing；Frictional resistance；Resistance reduction；fracturing work pressure下转第149页）备的运行原理具有清晰的了解，同时在对相关的操作方法进行学习的过程中，对于机械设备维修过程中所需要了解的知识也能够进行掌握。
部分生产设备其生产制造的精度都比较高，并且相应的设备组成也比较复杂，所以在对这些设备进行维修的过程中，对于维修人员的技能水平要求非常高，所以为了能够更好的达到维修效果，需要针对这些设备进行示范性操作。
专业的维修培训人员，需要对每一个步骤都进行分解性的示范培训，使员工能够对每一个步骤都具有清晰的认识以及了解，然后进行针对性的练习。
通过每一个环节的重点练习，为员工进行连贯性维修打好基础。
4.3 辅助方法技能培训在维修钳工实践培训过程中，除了以上2种方法之外，还可以通过辅助器械使员工的维修技能水平得到提升。
辅助器械培训方法就是训练过程中可以通过多媒体设备等等，将理论知识的学习变得更加趣味，例如通过多媒体设备将理论知识制造成动画以及课件等等，提升理论知识的学习趣味性，让知识体系以及内容变得更加灵活生动。
既提升知识的科学性，又能够使课堂趣味性得到增强，激发员工学习的积极性。
而且对于想要的知识以及技能培训来讲，只有员工真正的拥有兴趣，才能够达到更好的学习效果，所以通过辅助器械来对员工知识技能培训进行辅助，能够发挥出的效果是非常显著的。
5 结束语对于生产制造企业来讲，在企业正常运转生产的过程中，维修钳工是非常必要且重要的，能够使企业生产经营过程中的机械设备运行效率以及维修效率都得到增强，将企业整体运行效率进行提升。
所以针对于维修钳工的技能培训工作也是非常必要的，需要在明确培训目标的基础之上，对其进行基本训练，并加强知识储备，同时通过辅助器械来对培训效果进行提升，促进维修钳工技能水平以及知识储备的质量提高。
参考文献[1]李云贵. 浅析提高维修钳工操作技能的方法[J]. 商品与质量，2016（3）.[2]张丽娟. 浅谈如何加强维修电工的操作技能培训[J]. 商情，2016（27）.[3]于杨. 浅谈提高维修钳工操作技能的措施[J]. 科技创新与应用，2016（14）：152.[4]李峰. 提高维修钳工操作技能的方法[J]. 工程技术：全文版，2017（3）：217.[5]吕洪善，杨清志. 浅谈提高维修电工技能操作考试效率的措施[J]. 山东农业工程学院学报，2017（2）：150-151.[6]王志军. 维修钳工操作技能提高的探究[J]. 中国设备工程，2016（15）：154-155.裂缝弯曲摩阻的作用。
当液体在裂缝壁面发生剪切稀释而降黏时，高黏的液体正好弥补了其黏度损失。
首先，由于高黏液体更易流入较宽的裂缝中，即使存在多裂缝情况，液体也不易发生分流，大部分都进入到主裂缝中，由此增加了主裂缝的宽度；另一方面，该方法可以看作是对支撑剂段塞冲刷作用的辅助手段。
具体来讲，就是增加压裂液的携砂效率，从而加大了高速携砂液对远井裂缝的磨蚀几率。
2.3 定向射孔技术目前常规射孔方式通常采用电缆传输螺旋式射孔，相位角一般为90°，在压裂施工时，会造成有效孔眼较少，地层破裂压力较高，再加上部分射孔孔眼方向与最大水平主应力方向不一致，由这个孔眼产生的裂缝有相当大的几率发生弯曲，从而加大了产生弯曲摩阻的可能性。
相关研究表明，采取沿最大水平应力方向的定向射孔（射孔相位角为180°）可以有效减小地层破裂压力，并将孔眼有效率提高50%以上，同时裂缝直接沿着最大水平主应力方向延伸，大大减少了裂缝的弯曲摩阻。
一般情况下，定向射孔技术在直井中采用主动定向，如电缆配旋转短节；在水平井中则采用被动定向，如射孔器材偏心设计或配重设计。
2.4 压裂液延迟交联高黏液体虽然可以有效降低近井摩阻，但是也会增加油管中的压力损耗。
压裂液延迟交联技术可以使得携砂液在管柱中为基液形态（未交联），压裂液黏度较低，其对应的摩阻系数较低，可以有效降低水力压裂过程中的管柱沿程摩阻。
因此有必要改善压裂液体系性能从而延迟压裂液交联的时间，但交联时间又不不能过长，这样会造成裂缝内支撑剂发生沉降。