压裂工艺原理课件.pptx

大纲压裂基本概念压裂液支撑剂第1页/共22页压裂基本概念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。第2页/共22页压裂基本概念2、压裂为什么增产？a、改变地层油流方向 压裂前 压裂后径向流单向流流通阻力大，造成产量低地层渗透率：0.1-20毫达西 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、解除近井地带污染第3页/共22页压裂基本概念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：破裂地层 加砂 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 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。第4页/共22页压裂基本概念4、地应力与裂缝的形态和方位zxy 垂直缝zyx 垂直缝x，yz 水平缝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。第5页/共22页压裂基本概念5、地面泵压Ppump=Pf-Pm+PFPpump -井口施工泵压Pf -地层破裂压力Pm -井筒液柱压力PF -管柱及管线、孔眼的压裂液摩阻（主要是管柱摩阻）其中Pf =（0.140.18）H 垂直裂缝 （0.230.25）H 水平裂缝 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）（一般取区块值）第6页/共22页压裂基本概念6、地面施工泵压曲线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；加砂会对施工泵压有一定的影响；油管压裂时，套压反映井底压力变化。第7页/共22页压裂液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。第8页/共22页压裂液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；-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。第9页/共22页压裂液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 第10页/共22页压裂液4、压裂液体系水基压裂液：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。油基压裂液：适用于低压、偏油润性、强水敏的储层。乳化压裂液：适用于水敏、低压地层。泡沫压裂液：适用于低压、水敏性储层，特别是气藏。第11页/共22页压裂液5、压裂添加剂第12页/共22页压裂液6、压裂液特性第13页/共22页支撑剂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。第14页/共22页支撑剂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 =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.第15页/共22页支撑剂3、不同支撑剂的裂缝导流能力第16页/共22页支撑剂4、残余导流能力的百分比第17页/共22页支撑剂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 -预期的裂缝高度第18页/共22页支撑剂6、依据闭合应力选择支撑剂第19页/共22页支撑剂7、选择支撑剂尺寸射孔直径应当是支撑剂直径的6倍动态裂缝宽度应当是颗粒直径的3倍闭合应力高时，采用小粒径的支撑剂第20页/共22页第21页/共22页感谢您的欣赏！第22页/共22页