《低渗透油气藏》PPT课件.ppt

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1、低渗透油气藏低渗透油气藏水力压裂工艺技术水力压裂工艺技术目录目录n前言前言n水力压裂技术概述水力压裂技术概述n压前储层评价技术压前储层评价技术n压裂材料技术压裂材料技术n压裂的优化设计技术压裂的优化设计技术n部分实例分析部分实例分析n未来压裂技术的发展趋势分析未来压裂技术的发展趋势分析目录目录n前言前言n水力压裂技术概述水力压裂技术概述n压前储层评价技术压前储层评价技术n压裂材料技术压裂材料技术n压裂的优化设计技术压裂的优化设计技术n部分实例分析部分实例分析n未来压裂技术的发展趋势分析未来压裂技术的发展趋势分析1.近年来，低渗透油气藏储量构成比例逐年提高近年来，低渗透油气藏储量构成比例逐年提高

2、n截止截止2005年底，中石油探明低渗透油藏原油储量近年底，中石油探明低渗透油藏原油储量近100亿吨，低渗油藏占亿吨，低渗油藏占总探明储量的总探明储量的40%左右。左右。n目前中石油发现的低渗透气藏储量约为目前中石油发现的低渗透气藏储量约为3万多亿立方米，低渗气藏占总储万多亿立方米，低渗气藏占总储量的量的55%左右。左右。n近年中石油每年新增探明储量中，约近年中石油每年新增探明储量中，约2/3为低渗透储量。为低渗透储量。2.2.压裂酸化技术在低渗透油气藏勘探开发中作用巨大压裂酸化技术在低渗透油气藏勘探开发中作用巨大n自自1947年首次压裂，至年首次压裂，至1988年作业总量已超过年作业总量已超

3、过100万井次以上万井次以上n北美北美35-40%的井进行了水力压裂，的井进行了水力压裂，25-30%的石油储量是通过压裂获得的的石油储量是通过压裂获得的n从从1955年至年至2005年底，国内压裂酸化作业年底，国内压裂酸化作业23万井次以上，共增油万井次以上，共增油1.23亿吨以上亿吨以上（平均单井（平均单井534吨）。吨）。n近近10年来，年压裂酸化作业年来，年压裂酸化作业8600井次左右，年增油量近井次左右，年增油量近600万吨。万吨。3.3.压裂酸化技术地位进一步提高压裂酸化技术地位进一步提高在国际范围内，压裂酸化技术愈来愈受到重视。美国石油学会在国际范围内，压裂酸化技术愈来愈受到重视

4、。美国石油学会已将已将压裂酸化压裂酸化和钻井、测井、和钻井、测井、采油工艺采油工艺等专业并列对待。等专业并列对待。n地质地质n测井、录井测井、录井n钻井、完井钻井、完井n油藏油藏nn压裂酸化压裂酸化n试油、试气、投产试油、试气、投产目录目录n前言前言n水力压裂技术概述水力压裂技术概述n压前储层评价技术压前储层评价技术n压裂材料技术压裂材料技术n压裂的优化设计技术压裂的优化设计技术n部分实例分析部分实例分析n未来压裂技术的发展趋势分析未来压裂技术的发展趋势分析一、水力压裂工作原理一、水力压裂工作原理近井解堵近井解堵储层改造储层改造地层防砂地层防砂区块开发区块开发主主要要用用途途第一次水力压裂试验

5、：第一次水力压裂试验：1947年，美国年，美国Kansas的的Houghton油田，油田，4个碳酸个碳酸盐储层，压前进行过酸化，采用上、下封隔器逐级分层压裂，每层使用盐储层，压前进行过酸化，采用上、下封隔器逐级分层压裂，每层使用稠化凝固汽油并接着注入汽油作为破胶剂，不加支撑剂。稠化凝固汽油并接着注入汽油作为破胶剂，不加支撑剂。压裂效果较差，结论：压裂不如酸化有效。压裂效果较差，结论：压裂不如酸化有效。同年，在美国东同年，在美国东Teaxs油田油田Woodbine砂岩层进行水力压裂，使用胶化矿砂岩层进行水力压裂，使用胶化矿场原油，场原油，16目石英砂，破胶剂，取得了极大的成功。目石英砂，破胶剂，

6、取得了极大的成功。1949年年Halliburton获得了专利许可证，开始了商业化的水力压裂作业，获得了专利许可证，开始了商业化的水力压裂作业，使该技术得到迅速推广。使该技术得到迅速推广。专利规定了携砂液为通过滤纸的粘度大于专利规定了携砂液为通过滤纸的粘度大于30cp的液体。的液体。其它未获得许可证的公司水和砂进行水力压裂作业。其它未获得许可证的公司水和砂进行水力压裂作业。二、水力压裂的产生和发展二、水力压裂的产生和发展第一代压裂第一代压裂(1940-1970)(1940-1970)：小型压裂：小型压裂 加砂量较小，在加砂量较小，在10m10m3 3左右，主要是解除近井地带污染左右，主要是解除

7、近井地带污染 第二代压裂第二代压裂(1970-1980)(1970-1980)：中型压裂：中型压裂 加砂量迅速增加，主要是增加地层深部油流通道，加砂量迅速增加，主要是增加地层深部油流通道，提高低渗透油层导流能力提高低渗透油层导流能力第三代压裂第三代压裂(1980-1990)(1980-1990)：端部脱砂压裂：端部脱砂压裂 将压裂增产措施应用到中、高渗储层，双倍缝宽，主要是大幅度提高储将压裂增产措施应用到中、高渗储层，双倍缝宽，主要是大幅度提高储 层导流能力层导流能力第四代压裂第四代压裂(1990-)(1990-)：大型压裂、开发压裂：大型压裂、开发压裂 将压裂作为一种开发方式，从油藏系统出发

8、，应用压裂技术将压裂作为一种开发方式，从油藏系统出发，应用压裂技术Mr.哈里伯顿哈里伯顿水力压裂技术发展水力压裂技术发展三、水力压裂造缝机理三、水力压裂造缝机理1、裂缝形态、裂缝形态2、裂缝方位、裂缝方位3、裂缝尺寸、裂缝尺寸在水力压裂中，了解裂缝在水力压裂中，了解裂缝的形成条件、裂缝形态、的形成条件、裂缝形态、方向对有效地发挥压裂在方向对有效地发挥压裂在增产、增注中的作用十分增产、增注中的作用十分重要。重要。在地层中造缝，形成裂缝在地层中造缝，形成裂缝的条件与地应力及其分布、的条件与地应力及其分布、岩石力学性质、压裂液性岩石力学性质、压裂液性质、注入方式等都有密切质、注入方式等都有密切关系。

9、关系。ZYX垂直裂缝垂直裂缝 当当Z Z H H时，产生垂直时，产生垂直裂缝，此垂直缝的方位又决定裂缝，此垂直缝的方位又决定于两个水平应力于两个水平应力X X 和和Y Y的大的大小，当小，当Y Y X X ，则裂缝处，则裂缝处于垂直于最小主应力于垂直于最小主应力X X 、平、平行于行于Y Y的方位；当的方位；当Z Z H H ，则裂缝处于垂直于最小主应，则裂缝处于垂直于最小主应力力Y Y、平行于、平行于X X的方位。的方位。YZX水平裂缝水平裂缝 当当H H Z Z时，产生水平时，产生水平裂缝。当裂缝。当X X=Y Y时，平面上会时，平面上会产生均匀的圆形，当产生均匀的圆形，当X XY Y时，

10、平面上会产生类似椭圆或时，平面上会产生类似椭圆或呈不规则的分布。呈不规则的分布。如何判断水力压裂产生的裂缝形态如何判断水力压裂产生的裂缝形态地应力测试法地应力测试法 通过对三向应力值的测试来判断，这是最科学、最准确的判断方法。通过对三向应力值的测试来判断，这是最科学、最准确的判断方法。但成本高、速度慢、操作复杂。但成本高、速度慢、操作复杂。深度经验法深度经验法 一般来说，目的储层中深低于一般来说，目的储层中深低于700m700m产生水平裂缝，超过产生水平裂缝，超过800m800m产生垂直产生垂直裂缝，裂缝，700-800m700-800m两种情况都有可能。但这只是一种统计经验，每个地区情两种情

11、况都有可能。但这只是一种统计经验，每个地区情况会有所不同，有时差异还较大。况会有所不同，有时差异还较大。破裂压力梯度经验法破裂压力梯度经验法 一般来说，破裂压力梯度小于一般来说，破裂压力梯度小于0.0180.018产生垂直裂缝，大于产生垂直裂缝，大于0.0230.023产生水产生水平裂缝，两种情况都有可能。这也是一种统计经验，每个地区甚至每口井平裂缝，两种情况都有可能。这也是一种统计经验，每个地区甚至每口井因其它因素的影响会有所不同。因其它因素的影响会有所不同。四、水力压裂增产机理四、水力压裂增产机理解除污染解除污染沟通储层沟通储层 提高导流能力提高导流能力改变流态改变流态注水、注气调、补层蒸

12、汽吞吐、蒸汽驱水力压裂裂缝线性流裂缝线性流双线性流双线性流地层线性流地层线性流拟径向流拟径向流产量来源于裂缝中流体的弹性膨胀，流动基产量来源于裂缝中流体的弹性膨胀，流动基本上是线性的，流动时间很短，意义不大。本上是线性的，流动时间很短，意义不大。流体自地层线性地流入裂缝，同时，裂缝中流体自地层线性地流入裂缝，同时，裂缝中的流体再线性地流入井筒。的流体再线性地流入井筒。地层线性流阶段只能在裂缝导流能力较高时地层线性流阶段只能在裂缝导流能力较高时才出现。才出现。由于裂缝的存在，相当于扩大了井筒半径，由于裂缝的存在，相当于扩大了井筒半径，增加了渗流面积，渗流阻力比压前大幅度降低，增加了渗流面积，渗流

13、阻力比压前大幅度降低，所以产量也要比压前有较大的提高。所以产量也要比压前有较大的提高。径向流径向流渗流面积小、渗流阻力大，产量相对较低。渗流面积小、渗流阻力大，产量相对较低。水力压裂在低渗透油田开发中的作用和地位 n解除近井筒伤害n单井增产、增注（低渗+中高渗）n增储：探井压裂评价油藏n油藏管理（间接压裂）：完善注采剖面n油藏开发：整体压裂、开发压裂n与三采结合：聚合物驱+压裂n防砂：压裂+防砂n废弃物处理：压裂造缝充填废弃物目录目录n前言前言n水力压裂技术概述水力压裂技术概述n压前储层评价技术压前储层评价技术n压裂材料技术压裂材料技术n压裂的优化设计技术压裂的优化设计技术n部分实例分析部分实

14、例分析n未来压裂技术的发展趋势分析未来压裂技术的发展趋势分析一、压前储层评价的意义一、压前储层评价的意义n1.1.了解储层低产的原因（近井筒渗流阻力）了解储层低产的原因（近井筒渗流阻力）n2.2.为优化压裂设计提供准确的输入参数为优化压裂设计提供准确的输入参数n3.3.为开发过程中的动态调整提供依据为开发过程中的动态调整提供依据n4.4.在压裂实施与后评估过程中进一步认识在压裂实施与后评估过程中进一步认识 贯穿于开发的全过程。贯穿于开发的全过程。二、压前储层评价研究主要内容二、压前储层评价研究主要内容1.1.总体特征总体特征2.2.有效渗透率有效渗透率3.3.地层压力地层压力4.4.可采储量可

15、采储量5.5.闭合压力闭合压力6.6.就地应力场就地应力场7.应力敏感性应力敏感性8.8.启动压力启动压力9.9.缝高延伸缝高延伸10.10.地层滤失性地层滤失性11.11.岩石力学参数岩石力学参数12.12.天然裂缝天然裂缝13.13.地层伤害地层伤害压降分析法求有效渗透率压降分析法求有效渗透率从直线的斜率从直线的斜率（mM=9.3010mM=9.3010-7-7）可以得）可以得出视油藏渗透率是出视油藏渗透率是Kr,app=8.2 mdKr,app=8.2 md及真实的油及真实的油藏渗透率是藏渗透率是Kr=14.2mdKr=14.2md。1.1.有效渗透率有效渗透率2 2、闭合压力的评估、闭

16、合压力的评估n常规压降分析；常规压降分析；n测井、孔隙压力及上覆压力计算测井、孔隙压力及上覆压力计算n平衡测试法平衡测试法n微压裂法微压裂法n瞬时停泵压力法瞬时停泵压力法3 3、地应力方位、地应力方位n地面电位；地面电位；n微地震波微地震波n古地磁古地磁n地面倾斜仪；地面倾斜仪；n地层倾角测井；地层倾角测井；动态分析法及动态分析法及TiltmeterTiltmeter法法4 4、缝高延伸、缝高延伸应力剖面处理方法应力剖面处理方法特殊测井分析模型（横波和纵波）特殊测井分析模型（横波和纵波）常规测井分析模型（无横波）常规测井分析模型（无横波）实测结果校正模型实测结果校正模型密密度度声声波波时时差差

17、测测井井5 5、地层滤失性评价、地层滤失性评价n小型测试压裂试验小型测试压裂试验n压裂施工压力压裂施工压力n压裂停泵后压力降落压裂停泵后压力降落n净压力拟合净压力拟合 两次瞬时停泵测试法两次瞬时停泵测试法6.6.岩石力学参数岩石力学参数n岩心三轴力学参数测试岩心三轴力学参数测试n压裂施工压力资料分析压裂施工压力资料分析nDSI测井测井动静态杨氏模量对比动静态杨氏模量对比断裂韧性的测量与预测断裂韧性的测量与预测 岩石断裂韧性是描述裂尖附近的应力场的参数，是应力奇岩石断裂韧性是描述裂尖附近的应力场的参数，是应力奇异性的度量。断裂韧性是载荷参数异性的度量。断裂韧性是载荷参数(如缝中压力，原地应力如缝

18、中压力，原地应力)和和岩体参数岩体参数(如裂缝尺寸如裂缝尺寸)的函数它可以提供裂缝扩展的判据。但的函数它可以提供裂缝扩展的判据。但是，长期以来，由于测试手段和理论研究的局限，在水力压裂是，长期以来，由于测试手段和理论研究的局限，在水力压裂设计中往往只能给出断裂韧性的经验估计。设计中往往只能给出断裂韧性的经验估计。过建立内压式岩石断裂韧性试验，测量不同围压、不同岩过建立内压式岩石断裂韧性试验，测量不同围压、不同岩性岩石的断裂韧性，建立了基于声波测井资料的岩石断裂韧性性岩石的断裂韧性，建立了基于声波测井资料的岩石断裂韧性解释模型。解释模型。为了保为了保证岩样加工证岩样加工的精度，专的精度，专门开发

19、了岩门开发了岩石断裂韧性石断裂韧性测试岩样加测试岩样加工装置。工装置。建立了利用测井资料预测岩石断裂韧性的理建立了利用测井资料预测岩石断裂韧性的理论模型，从而使断裂韧性的预测走向实用化论模型，从而使断裂韧性的预测走向实用化模拟地层条件模拟地层条件下，地层岩石下，地层岩石断裂韧性与应断裂韧性与应力变化规律研力变化规律研究，建立了地究，建立了地层断裂韧性与层断裂韧性与有效应力的线有效应力的线性方程性方程,并考察并考察了其对裂缝形了其对裂缝形状的影响。状的影响。地层断裂韧性与应力关系研究地层断裂韧性与应力关系研究目录目录n自我简介自我简介n压前储层评价技术压前储层评价技术n压裂材料技术压裂材料技术n

20、压裂的优化设计技术压裂的优化设计技术n部分实例分析部分实例分析n未来压裂技术的发展趋势分析未来压裂技术的发展趋势分析1、压裂液技术的进展不同压裂液类型发展趋势对比不同压裂液类型发展趋势对比19501960197019801990200099年美国压裂液类型使用比例 现代实验技术的新进展现代实验技术的新进展n压裂液化学实验室压裂液化学实验室n色谱（超级过滤）、润湿吸附、电镜技术、核磁技术色谱（超级过滤）、润湿吸附、电镜技术、核磁技术n压裂液流变实验室压裂液流变实验室n旋转粘度技术旋转粘度技术n控制应力流变仪控制应力流变仪n动态模拟试验装置动态模拟试验装置n动态滤失与伤害（支撑裂缝导流能力的污染与

21、消除）动态滤失与伤害（支撑裂缝导流能力的污染与消除）n大型管路模拟实验装置大型管路模拟实验装置n支撑剂输送与沉降模拟实验装置（支撑剂输送与沉降模拟实验装置（SLOTSLOT）n现场评价与分析设备现场评价与分析设备现代压裂液实验技术的新进展现代压裂液实验技术的新进展清洁压裂液与聚合物压裂液对比聚合物压裂清洁压裂液压裂页岩砂砂体体页岩水基压裂液与清洁压裂液造缝特性对比水基压裂液与清洁压裂液造缝特性对比2 2、压裂液的优化设计、压裂液的优化设计 压裂施工过程中，除了要着重考虑压裂液粘压裂施工过程中，除了要着重考虑压裂液粘度性质外，压裂液在泵送时还应具有最低的沿度性质外，压裂液在泵送时还应具有最低的沿

22、程摩阻，能很好地控制液体滤失，能快速破胶，程摩阻，能很好地控制液体滤失，能快速破胶，施工结束后能迅速返排干净，而且在经济上切施工结束后能迅速返排干净，而且在经济上切实可行。实可行。为了获得一套优化的压裂液体系，必须在深化为了获得一套优化的压裂液体系，必须在深化认识储层特征和掌握工艺要求的基础上，进行认识储层特征和掌握工艺要求的基础上，进行添加剂的优选和配方体系的性能优化。添加剂的优选和配方体系的性能优化。压裂液的优化设计压裂液的优化设计n设计目的设计目的n进行压裂液优化设计的根本目的是获得最佳和最进行压裂液优化设计的根本目的是获得最佳和最经济的压裂液体系，以完成给定的压裂施工任务。经济的压裂液

23、体系，以完成给定的压裂施工任务。n设计原则设计原则n从储层特征入手，在满足压裂工艺要求的前提下，从储层特征入手，在满足压裂工艺要求的前提下，应首选品质上乘、性能优良、经剂有效的各种添应首选品质上乘、性能优良、经剂有效的各种添加剂，经室内试验达标而成的压裂液体系及其配加剂，经室内试验达标而成的压裂液体系及其配方。方。n必须认真对待压裂液对储层造成的伤害，及其减必须认真对待压裂液对储层造成的伤害，及其减缓措施。缓措施。优选压裂液所应具备的基本特性优选压裂液所应具备的基本特性在评价优选压裂液的过程中，应考察压裂液：在评价优选压裂液的过程中，应考察压裂液：n与工程条件的匹配与工程条件的匹配n对储层的伤

24、害程度对储层的伤害程度n配制时的可操作性配制时的可操作性n经济性经济性压裂液与压裂工程条件的匹配压裂液与压裂工程条件的匹配n为了高速传递液体压力，克服储层的破裂压力，为了高速传递液体压力，克服储层的破裂压力，起到压开裂缝作用。压裂液应具备：起到压开裂缝作用。压裂液应具备：n较高的压裂液效率；较高的压裂液效率；n较低的粘度降落较低的粘度降落;n较小的压缩系数较小的压缩系数;n较低的管路摩阻压降。较低的管路摩阻压降。n为了携带支撑剂进入人工水力裂缝，完成在缝为了携带支撑剂进入人工水力裂缝，完成在缝中铺置支撑剂的任务中铺置支撑剂的任务,压裂液应具有：压裂液应具有：n较高的粘弹性能足以携带高浓度的支撑

25、剂；较高的粘弹性能足以携带高浓度的支撑剂；n较好的耐温、耐剪切能力。较好的耐温、耐剪切能力。降低压裂液对储层的伤害降低压裂液对储层的伤害n储层物性和粘土矿物组分对压裂液的性能要求：储层物性和粘土矿物组分对压裂液的性能要求：n对储层基质渗透率的伤害低；对储层基质渗透率的伤害低；n造壁滤失能力低；造壁滤失能力低；n残渣少、残胶低、减缓对储层孔隙喉道的堵塞；残渣少、残胶低、减缓对储层孔隙喉道的堵塞；n表面张力低、接触角大，以克服高手管压力造成的压表面张力低、接触角大，以克服高手管压力造成的压裂液水锁；裂液水锁；n粘土稳定能力好，以避免粘土的运移、膨胀造成储层粘土稳定能力好，以避免粘土的运移、膨胀造成

26、储层渗透率的下降；渗透率的下降；n压裂液的类型和性质不应改变储层岩石性的转变。压裂液的类型和性质不应改变储层岩石性的转变。n储层流体的物化性质对压裂液的性能要求：储层流体的物化性质对压裂液的性能要求：n所用压裂液与储层流体不产生油水乳化现象；所用压裂液与储层流体不产生油水乳化现象；n所用压裂液与储层流体不产生沉淀。所用压裂液与储层流体不产生沉淀。压裂液配制的可操作性压裂液配制的可操作性n现场配制要求：现场配制要求：n配制简单，易于操作，配液时间短，劳动强配制简单，易于操作，配液时间短，劳动强度低，工作时效高；度低，工作时效高；n性能可控，便于现场及时调整。性能可控，便于现场及时调整。n经济因素

27、要求：经济因素要求：n成本低，经济易行；成本低，经济易行；n货源广，易于准备。货源广，易于准备。优选压裂液所应必备的储层优选压裂液所应必备的储层和工艺设计参数和工艺设计参数n优选压裂液必须采集准确可靠的有关参数：优选压裂液必须采集准确可靠的有关参数：n储层特征储层特征n工艺要求工艺要求n现场施工条件现场施工条件与储层特征有关的参数与储层特征有关的参数储层基本参数；储层类别（油或气层）、井深、储层基本参数；储层类别（油或气层）、井深、储层的温度、压力系数等。储层的温度、压力系数等。储层岩心物性：渗透率、孔隙度、含油饱和度、储层岩心物性：渗透率、孔隙度、含油饱和度、孔隙结构、胶结状况与粘土矿物组分

28、和五敏试验孔隙结构、胶结状况与粘土矿物组分和五敏试验结果等。结果等。储层流体特性：储层流体特性：原油的基本物化性能：粘度、组分和密度等；原油的基本物化性能：粘度、组分和密度等；地层水的性能：组分、矿化度、水型和束缚水饱和度地层水的性能：组分、矿化度、水型和束缚水饱和度等；等；天然气的组分、压缩系数等参数。天然气的组分、压缩系数等参数。与工程有关的参数与工程有关的参数n与工艺要求有关的参数与工艺要求有关的参数n施工规模：施工用液量、施工时间、排量、加砂量、平均砂液比施工规模：施工用液量、施工时间、排量、加砂量、平均砂液比和最大砂液比；和最大砂液比；n施工压力：估算施工时的破裂压力、工作压力、延伸

29、压力和瞬间施工压力：估算施工时的破裂压力、工作压力、延伸压力和瞬间停泵压力等：停泵压力等：n施工的泵注方式；施工的泵注方式；n施工的管柱结构；施工的管柱结构；n压裂设备情况：上水能力、交联剂及其它添加剂的加入方式和能压裂设备情况：上水能力、交联剂及其它添加剂的加入方式和能力。力。n现场施工条件现场施工条件n现场的配液方式及设备：压裂液出配液站配制或现场配制；现场的配液方式及设备：压裂液出配液站配制或现场配制；n配液及压裂施工时的环境温度；配液及压裂施工时的环境温度；n配液罐的容积和应考虑的附加量；配液罐的容积和应考虑的附加量；n现场取样方式。现场取样方式。确定压裂液配方确定压裂液配方（1 1）

30、确定压裂液类型）确定压裂液类型 确定压裂液类型时，必须综合考虑储层特征和工艺要求。确定压裂液类型时，必须综合考虑储层特征和工艺要求。n根据储层岩心的敏感性试验结果。如强水敏油层，应考虑采用油根据储层岩心的敏感性试验结果。如强水敏油层，应考虑采用油基压裂液、酸化压裂液或泡沫压裂液等不含水相或水相较少的。基压裂液、酸化压裂液或泡沫压裂液等不含水相或水相较少的。n根据储层压力系数。如压力系数过低，应考虑采用泡沫压裂液或根据储层压力系数。如压力系数过低，应考虑采用泡沫压裂液或水基增能压裂液。水基增能压裂液。n根据储层流体性质。如施工目的层为气层，必须考虑水相和油相根据储层流体性质。如施工目的层为气层，

31、必须考虑水相和油相进入储层对气相透率的影响程度。进入储层对气相透率的影响程度。n根据储层埋深。目前在深井（根据储层埋深。目前在深井（3000m3000m）或超深井（）或超深井（5000m5000m）的）的压裂施工中主要使用的还是水基冻胶压裂液。压裂施工中主要使用的还是水基冻胶压裂液。n根据储层温度。目前在温度高于根据储层温度。目前在温度高于120120的储层压裂改造中使用的的储层压裂改造中使用的主要是水基冻胶压裂液。主要是水基冻胶压裂液。n施工规模。施工规模。n施工预测泵压。施工预测泵压。确定压裂液配方确定压裂液配方（2 2）确定添加剂类型）确定添加剂类型 现以水基冻胶压裂液为例，简述确定添加

32、剂时应考虑的问题。现以水基冻胶压裂液为例，简述确定添加剂时应考虑的问题。n确定基本的添加剂类型：稠化剂、交联剂、破胶剂、助排剂、确定基本的添加剂类型：稠化剂、交联剂、破胶剂、助排剂、PHPH调节剂、调节剂、杀菌剂和粘土稳定剂是水基冻胶压裂液体体系中必须的添加剂。杀菌剂和粘土稳定剂是水基冻胶压裂液体体系中必须的添加剂。n针对不同储层特征选择添加剂针对不同储层特征选择添加剂 n低温储层应考虑使用低温破胶活化剂；低温储层应考虑使用低温破胶活化剂；n高温储层应考虑使用温度稳定剂；高温储层应考虑使用温度稳定剂；n储层原油如易与压裂液的破胶液发生乳化，则应考虑加入破乳剂；储层原油如易与压裂液的破胶液发生乳

33、化，则应考虑加入破乳剂；n高滤失储层应考虑使用降滤剂；高滤失储层应考虑使用降滤剂；n储层流体如含有储层流体如含有Ca Ca 2+2+、Mg Mg 2+2+等易结垢的离子，应考虑使用阻垢剂。等易结垢的离子，应考虑使用阻垢剂。确定压裂液配方确定压裂液配方（2 2）确定添加剂类型）确定添加剂类型n根据工艺特点考虑的添加剂：根据工艺特点考虑的添加剂：n采用采用N N2 2或或COCO2 2助排时，应考虑加入起泡剂；助排时，应考虑加入起泡剂；n使用烃类（柴油）降滤剂时可以考虑添加分散剂，使烃类降滤剂使用烃类（柴油）降滤剂时可以考虑添加分散剂，使烃类降滤剂均匀分散在压裂液中，以获得更好的降滤效果。均匀分散

34、在压裂液中，以获得更好的降滤效果。n确定添加剂用量确定添加剂用量n根据储层温度和施工时间确定稠化剂、交联剂、根据储层温度和施工时间确定稠化剂、交联剂、PHPH调节剂和破胶调节剂和破胶剂用量；剂用量；n根据储层流体性质、油藏、气藏、选择助排剂的类别；根据储层流体性质、油藏、气藏、选择助排剂的类别；n根据地层粘土矿物含量与类型选择粘土稳定剂的类型和用量；根据地层粘土矿物含量与类型选择粘土稳定剂的类型和用量；n根据耐温耐剪切性能和破胶性能确定交联剂和破胶剂加入程序；根据耐温耐剪切性能和破胶性能确定交联剂和破胶剂加入程序；n根据压裂液性能、经济优化的原则选择其它添加剂用量。根据压裂液性能、经济优化的原

35、则选择其它添加剂用量。压裂液配方性能评价压裂液配方性能评价按压裂液性能及评价方法和标准对确定的压裂按压裂液性能及评价方法和标准对确定的压裂液进行性能评价。液进行性能评价。根据评价标准和压裂工艺要求，调整压裂液配根据评价标准和压裂工艺要求，调整压裂液配方，使之达到设计要求。方，使之达到设计要求。最终确定出施工中将要使用的压裂液配方、用最终确定出施工中将要使用的压裂液配方、用量及现场质量控制的性能指标。量及现场质量控制的性能指标。3 3、压裂液现场质量、压裂液现场质量控制与评估控制与评估压裂液压后评价（压裂液压后评价（1 1）（1 1）采集并整理必须的现场资料）采集并整理必须的现场资料n压前压裂液

36、的准备记录压前压裂液的准备记录n备水、备料量。备水、备料量。n添加剂的实际加入顺序。添加剂的实际加入顺序。n压裂液的基本性能：基液的表观粘度、压裂液的基本性能：基液的表观粘度、PHPH值和交联性能。值和交联性能。n施工中压裂液的连续记录施工中压裂液的连续记录n施工泵压、排量、用液量、施工时间、各阶段详细记录。施工泵压、排量、用液量、施工时间、各阶段详细记录。n施工曲线和监测曲线。施工曲线和监测曲线。n破胶剂追加量（如有必要）。破胶剂追加量（如有必要）。n交联剂添加记录。交联剂添加记录。n取样及其性能记录。取样及其性能记录。n剩余基液量、交联液量记录。剩余基液量、交联液量记录。n压后压裂液的管理

37、记录压后压裂液的管理记录n压后关井时间及井口压力记录。压后关井时间及井口压力记录。n不同返排时间压裂液破胶液性能（粘度和不同返排时间压裂液破胶液性能（粘度和pHpH值）、相应井口压力和总返排量值）、相应井口压力和总返排量记录。记录。n投产时间，产量和油水分析的跟踪记录。投产时间，产量和油水分析的跟踪记录。压裂液压后评价（压裂液压后评价（2 2）（2 2）采集现场样品）采集现场样品n添加剂样品。添加剂样品。n配液水样。配液水样。n配制好的基液和交联液样品。配制好的基液和交联液样品。n返排液样品。返排液样品。（3 3）现场资料的分析评价。）现场资料的分析评价。n摩阻性能可通过对施工的压力曲线分析获

38、得。摩阻性能可通过对施工的压力曲线分析获得。n压力液效率可由压后压力监测曲线分析得到。压力液效率可由压后压力监测曲线分析得到。n破胶性能可通过返排液的试验分析获得。破胶性能可通过返排液的试验分析获得。n返排能力则可跟据压后的返排液总量与泵入地层液体的总量计算出返排能力则可跟据压后的返排液总量与泵入地层液体的总量计算出的返排率进行评价。的返排率进行评价。（4 4）现场样品的再评价）现场样品的再评价n添加剂的性能检测添加剂的性能检测n入井压裂液配方评价入井压裂液配方评价n返排液样品评价返排液样品评价目录目录n自我简介自我简介n压前储层评价技术压前储层评价技术n压裂材料技术压裂材料技术n压裂的优化设

39、计技术压裂的优化设计技术n部分实例分析部分实例分析n未来压裂技术的发展趋势分析未来压裂技术的发展趋势分析1 1、需要的基础资料、需要的基础资料n钻井、完井参数钻井、完井参数n井身结构、套管、油管及井口状况井身结构、套管、油管及井口状况 这这里里包包括括井井口口装装置置的的规规范范、井井身身结结构构、井井径径、井井下下管管柱柱（套套管管、油油管管），油油套套管管尺尺寸寸、规规范范、钢钢级级、抗抗拉拉、抗抗内内压压、抗抗外外挤挤及下深等，水泥返深、油补距、套补距等。及下深等，水泥返深、油补距、套补距等。n井下工具井下工具 井井下下工工具具包包括括井井下下工工具具的的名名称称、规规范范、尺尺寸寸、耐

40、耐温温耐耐压压、位位置置及及工作原理等工作原理等n射孔位置和射孔数射孔位置和射孔数 完井数据包括了完井方法，射孔井段，射孔枪、弹型号，孔密、完井数据包括了完井方法，射孔井段，射孔枪、弹型号，孔密、孔径、相位及孔深等。孔径、相位及孔深等。压裂目的层及其邻层地质参数压裂目的层及其邻层地质参数 n压裂目的层的厚度及其横向展布压裂目的层的厚度及其横向展布n压裂层邻层的厚度及其横向展布压裂层邻层的厚度及其横向展布n压压裂裂目目的的层层的的渗渗透透率率和和孔孔隙隙度度大大小小及及分分布布、可可动动流流体百分数体百分数n压裂目的层及其邻层岩石力学特性压裂目的层及其邻层岩石力学特性n岩岩石石力力学学特特性性包

41、包括括应应力力大大小小、杨杨氏氏模模量量、泊泊松松比比、断裂韧性、压缩系数等断裂韧性、压缩系数等n天然裂缝的发育及分布天然裂缝的发育及分布n天然裂缝的分布规律，裂缝形态，密度等天然裂缝的分布规律，裂缝形态，密度等n断层的发育及分布断层的发育及分布n储层敏感性储层敏感性n岩性及矿物组成岩性及矿物组成压裂目的层流体参数压裂目的层流体参数 储层流体特性储层流体特性 包括流体组成、密度、地下粘度、压缩系数等包括流体组成、密度、地下粘度、压缩系数等储层流体的饱和度储层流体的饱和度 流体中各相的饱和度及其分布流体中各相的饱和度及其分布储层流体的温度及压力分布储层流体的温度及压力分布相渗曲线相渗曲线PVTP

42、VT参数参数压裂材料性能参数压裂材料性能参数n压裂液性能压裂液性能 压压裂裂液液的的类类型型、用用量量、流流变变性性能能、耐耐温温耐耐剪剪切性能、滤失性能、摩阻及对岩心的伤害等。切性能、滤失性能、摩阻及对岩心的伤害等。n支撑剂特性支撑剂特性 支支撑撑剂剂的的类类型型、粒粒径径范范围围、用用量量、密密度度、圆圆度度、球球度度、抗抗破破碎碎率率等等物物理理性性能能，酸酸溶溶解解度度等等化化学学性性能能及及不不同同闭闭合合压压力力下下的的导导流流能能力力和和渗渗透透率等。率等。压裂设备数据压裂设备数据 n泵注排量泵注排量n设备最大功率及压力上限设备最大功率及压力上限n最大砂浓度最大砂浓度n比例泵参数

43、比例泵参数n其他设备数据其他设备数据其他参数其他参数 n 开发、生产数据开发、生产数据 井网、井距，生产压差、注水压差等井网、井距，生产压差、注水压差等n 经济参数经济参数 包包括括计计算算净净收收益益的的时时间间、油油气气价价格格、压压裂裂液液单单价价、支支撑撑剂剂单单价价、压压裂裂施施工工费费用用、压压裂裂前后作业费用及不可预见费等。前后作业费用及不可预见费等。n 特殊限制参数特殊限制参数 压压裂裂中中经经常常遇遇到到特特殊殊情情况况需需要要考考虑虑，需需要要考考虑一些特殊约束条件。虑一些特殊约束条件。2 2、工艺设计研究、工艺设计研究0.071md1）压裂过程中储层伤害和裂缝伤）压裂过程

44、中储层伤害和裂缝伤害的定量模拟及机理分析害的定量模拟及机理分析4md0.071md0.071md裂缝伤害及其清除对产量的影响裂缝伤害及其清除对产量的影响滤饼厚度对产量的影响滤饼厚度对产量的影响储层伤害和裂缝伤害对产量影响的渗流力学原理分析 2 2）分选压方式的优选）分选压方式的优选 封隔器封隔器+桥塞法桥塞法 最突出的优点是压裂目的明确，针对性强，相对施最突出的优点是压裂目的明确，针对性强，相对施工强度大，有效率高，由于封隔器与桥塞的间距不工强度大，有效率高，由于封隔器与桥塞的间距不受限制，因此可以结合限流量或封堵球等分压方法受限制，因此可以结合限流量或封堵球等分压方法分段处理过长的压裂井段。

45、分段处理过长的压裂井段。但使用这种方法，一般要求各目的层组之间具有良但使用这种方法，一般要求各目的层组之间具有良好的封隔性能，除了各个目的层之间具有约大于好的封隔性能，除了各个目的层之间具有约大于7m7m厚的隔层外，还要求封隔层上的最小主应力值与目厚的隔层外，还要求封隔层上的最小主应力值与目的层的层(相邻目的层相邻目的层)中最小主应力之差约大于中最小主应力之差约大于7.0MPa7.0MPa，否则将难以隔开，而形成一条裂缝，进而无法达否则将难以隔开，而形成一条裂缝，进而无法达到压裂改造的目的，这一地应力差值是通过全三维到压裂改造的目的，这一地应力差值是通过全三维水力裂缝数值模拟来进行计算的，同时

46、也是现场试水力裂缝数值模拟来进行计算的，同时也是现场试验的结果，另外这种方法主要用于老井。验的结果，另外这种方法主要用于老井。封堵球进行分层压裂封堵球进行分层压裂n适用于最小主应力相差较大的多油层系，在实施这种方法适用于最小主应力相差较大的多油层系，在实施这种方法之前，就必须明确知道最小的主应力剖面，根据地应力剖之前，就必须明确知道最小的主应力剖面，根据地应力剖面判断先破裂的目的层，并根据该层的射孔情况，确定所面判断先破裂的目的层，并根据该层的射孔情况，确定所需堵球数，从而使堵球完全堵住该层，以后压开第二层。需堵球数，从而使堵球完全堵住该层，以后压开第二层。如此重复，直至改造完所有目的层段。如

47、此重复，直至改造完所有目的层段。n这种方法与封隔器这种方法与封隔器+桥塞法比较，具有井下管柱简单，施工桥塞法比较，具有井下管柱简单，施工速度快，安全，省时，省力及成本低的特点。存在的问题速度快，安全，省时，省力及成本低的特点。存在的问题是，由于各层孔数不等，封堵效率不明确，不易掌握投球是，由于各层孔数不等，封堵效率不明确，不易掌握投球数量，从而给施工带来一定的盲目性。数量，从而给施工带来一定的盲目性。n改进的封堵球方法是，将破裂压力不等的压裂层按相等的改进的封堵球方法是，将破裂压力不等的压裂层按相等的孔数射开，然后按每层所需要的施工规模进行压裂，每压孔数射开，然后按每层所需要的施工规模进行压裂

48、，每压完一层即投入与相应层射孔数目相等的封堵球，依次将所完一层即投入与相应层射孔数目相等的封堵球，依次将所有的层段处理完毕。这一改进的方法已在国内外取得了成有的层段处理完毕。这一改进的方法已在国内外取得了成功的实例。功的实例。限流量法分层压裂 n从最小主应力角度而言，限流量法适用于破裂压力从最小主应力角度而言，限流量法适用于破裂压力相近的多油层施工，最为简便，国内已在吉林、二相近的多油层施工，最为简便，国内已在吉林、二连、鄯善等油田，井深连、鄯善等油田，井深1800m-3200m1800m-3200m的垂直裂缝井中的垂直裂缝井中取得成功。取得成功。n主要问题是，如果各层的破裂压力相差很大，则难

49、主要问题是，如果各层的破裂压力相差很大，则难以保证压开所有层段；其次是难以保证在压裂时，以保证压开所有层段；其次是难以保证在压裂时，由于所有孔眼都与油层连通，射开孔眼数不一，哪由于所有孔眼都与油层连通，射开孔眼数不一，哪怕只有少数孔眼不吸液，都会影响最终的压开程度。怕只有少数孔眼不吸液，都会影响最终的压开程度。n可见，限流量法压裂主要依据孔眼摩阻来调节各目可见，限流量法压裂主要依据孔眼摩阻来调节各目的层间由于最小主应力不同而导致起裂的不同时性，的层间由于最小主应力不同而导致起裂的不同时性，应按照孔眼摩阻为来确定总孔数。应按照孔眼摩阻为来确定总孔数。合层压裂合层压裂 n当各压裂目的层最小水平主应

50、力相差无几或地应力剖面数据当各压裂目的层最小水平主应力相差无几或地应力剖面数据显示不利于进行各种分层压裂方式时，则应采用多层合压。显示不利于进行各种分层压裂方式时，则应采用多层合压。n压裂选井中，特别要注意井段不宜过长，否则会在井中制造压裂选井中，特别要注意井段不宜过长，否则会在井中制造出严重的层间矛盾，在进行合层压裂后，对注水井则应进行出严重的层间矛盾，在进行合层压裂后，对注水井则应进行井温和吸水剖面测试，从而对合层压裂各层的改造程度有一井温和吸水剖面测试，从而对合层压裂各层的改造程度有一个可靠的评价，进而去指导后续井的合层压裂施工。个可靠的评价，进而去指导后续井的合层压裂施工。n在一个油藏