1、.1.2 水力压裂力学 水力压裂材料性能与评价 水力压裂裂缝延伸模拟 支撑剂在裂缝中运移分布 水力压裂效果分析 水力压裂工艺技术 水力压裂诊断评估技术压裂地质学（对储层的认识、储层保护、测井、录井、岩心物性分析、岩石力学等.）.3水力压裂概念压裂：若液体被泵入井中的速度快于液体在地层中 的扩散速度，将不可避免地使地层压力升高 并在某些点发生破裂。一、压裂基本原理.4 所谓压裂就是利用水力作用，使油层形成裂缝的一种方法，又称油层水力压裂。油层压裂工艺过程是用压裂车，把高压大排量具有一定粘度的液体挤入油层，当把油层压出许多裂缝后，加入支撑剂(如石英砂等)充填进裂缝，提高油层的渗透能力，以增加注水量
2、(注水井)或产量(油气井)。常用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液多种基本类型。一、压裂基本原理.5压裂井场地面布置流程1.作业机； 2.油井；3.排污池4.平衡车5.消防车6.压裂车7.拉砂车8.混砂车9.大罐10.仪表车一、压裂基本原理.6水力压裂作用 油气井增产 水井增注 调整层间矛盾 改善吸水剖面 提高采收率其它方面：井网结构调整三种原因三种原因：1、穿透近井地带的伤害，使井恢复其自然产能；2、在地层中延伸有高导流的通道，使产量超过自然水平；3、改变在地层中的液体流动。一、压裂基本原理一、压裂基本原理.7一、压裂基本原理.8压裂液滤失的三个过程滤饼区的
3、流动 滤饼控制过程侵入区的流动 压裂液粘度控制过程地层流体的压缩 地层流体粘度及压缩控制过程一、压裂基本原理.9 压裂施工设计计算步骤（正设计） 正设计:根据压裂施工规模预测增产倍数a.确定前置液量、混砂液量以及砂量；b.选择适当的施工排量、计算施工时间；c.计算动态裂缝几何尺寸；d.支撑剂在裂缝中的运移分布，确定支撑裂缝几何尺寸；e.预测增产倍比。二、压裂设计方法.10压裂施工设计计算步骤（逆设计）a. a. 根据增产要求确定裂缝长度和导流能力；根据增产要求确定裂缝长度和导流能力； b. b. 预选施工排量、前置液量和携砂液量；预选施工排量、前置液量和携砂液量；c. c. 计算动态裂缝几何尺
4、寸；计算动态裂缝几何尺寸；d. d. 支撑剂在裂缝中的运移与分布，确定支撑裂缝几何尺寸；支撑剂在裂缝中的运移与分布，确定支撑裂缝几何尺寸；e. e. 计算支撑裂缝长度和导流能力以及增产倍比；计算支撑裂缝长度和导流能力以及增产倍比；f. f. 如果满足增产要求则结束，否则重选液量、砂量，返回如果满足增产要求则结束，否则重选液量、砂量，返回（c c）重新计算。）重新计算。.11 Shell公司的公司的ENER FRAC， Meyer & Assocs公司公司MFRAC， Reservoir engineering system(RES)公公司的司的FRACPRO， Schlumberger公司的公
5、司的FRAC HIT等。等。全三维压裂软件有：全三维压裂软件有： Trra Tek inc公司的公司的TERRAFRAC， Marathon oil公司的公司的GOHFER， Lekig University的的HYFRAC 3D等。等。 FracCADE三维压裂设计软件；三维压裂设计软件； Stimplan(F3D与与P3D裂缝模拟裂缝模拟) 西南石油学院压裂设计软件；西南石油学院压裂设计软件； 中石油研究院开发的拟三维压裂软件等中石油研究院开发的拟三维压裂软件等 常用的压裂设计软件二、压裂设计方法.12压裂施工参数的压裂施工参数的多级优化技术多级优化技术理论基础理论基础：裂缝扩展的精细模拟
6、和裂缝温度场优化结果；裂缝扩展的精细模拟和裂缝温度场优化结果；优化形式优化形式：每一个优化参数，不应是恒定值，如排量，每一个优化参数，不应是恒定值，如排量，随裂缝的扩展，滤失越来越大，只有不断地增加排量后随裂缝的扩展，滤失越来越大，只有不断地增加排量后才能保持裂缝的稳定和恒速扩展。才能保持裂缝的稳定和恒速扩展。换言之，其实质是将换言之，其实质是将整个裂缝扩展过程分段，每一段单独进行优化，由于每整个裂缝扩展过程分段，每一段单独进行优化，由于每一段的温度和裂缝扩展规律不完全一致，因此，每一段一段的温度和裂缝扩展规律不完全一致，因此，每一段都对应一优化的施工参数；都对应一优化的施工参数；十变优化参数
7、十变优化参数：排量、压裂液类型（黏度）、支撑剂类排量、压裂液类型（黏度）、支撑剂类型、支撑剂粒径、稠化剂浓度、交联比、破胶剂浓度、型、支撑剂粒径、稠化剂浓度、交联比、破胶剂浓度、砂液比、压后放喷油嘴尺寸、抽汲及生产期的井底流压砂液比、压后放喷油嘴尺寸、抽汲及生产期的井底流压（考虑应力敏感后，不同时期要求不同的值）。（考虑应力敏感后，不同时期要求不同的值）。二、压裂设计方法.13压裂多级优化技术示意图 “十变”分阶段优化参数排排 量量 砂砂 液液 比比 破破 胶胶 剂剂 交交 联联 比比 支支 撑撑 剂剂 粒粒 径径 稠稠 化化 剂剂 浓浓 度度 放放 喷喷 油油 嘴嘴 尺尺 寸寸 压压 裂裂
8、液液 类类 型型 线线 性性 胶胶 深深井井低低浓浓度度稠稠化化剂剂降降 低低 稠稠 化化 剂剂 浓浓 度度 时时 间间 停停 泵泵 后后 算算 起起 增增大大方方向向 二、压裂设计方法.14压裂液体体系压裂液体体系三、压裂体系.15 低温压裂液体系（临界交联）低温压裂液体系（临界交联） 该压裂液体系是以羟丙基瓜胶为稠化剂、以硼酸盐为交联剂，该压裂液体系是以羟丙基瓜胶为稠化剂、以硼酸盐为交联剂，加以低温破胶激活剂等添加剂的压裂液配方体系。具有流变性能加以低温破胶激活剂等添加剂的压裂液配方体系。具有流变性能好、低温快速彻底破胶、残渣少、伤害小等特点。好、低温快速彻底破胶、残渣少、伤害小等特点。主
9、要技术性能指标：主要技术性能指标： 延迟交联时间：延迟交联时间：3030 60s60s 稳定性：稳定性： 170S170S-1-1连续剪切连续剪切1h1h，粘度，粘度7070 100mPa.s100mPa.s 低摩阻：小于清水的低摩阻：小于清水的50%50% 破胶性能：破胶时间破胶性能：破胶时间24h24h，水化液粘度，水化液粘度5.0mPa.s5.0mPa.s 低伤害率：岩芯伤害率小于低伤害率：岩芯伤害率小于25%25%应用范围：应用范围：适应于适应于25255050的储层。的储层。 中国中国 . . 西安西安 常规压裂液体系常规压裂液体系三、压裂体系.16 中温压裂液体系中温压裂液体系 该
10、压裂液体系是以低浓度的羟丙基瓜胶为稠化剂、具有该压裂液体系是以低浓度的羟丙基瓜胶为稠化剂、具有一定延迟交联有机硼为交联剂，加其它添加剂组成的压裂液一定延迟交联有机硼为交联剂，加其它添加剂组成的压裂液配方体系。具有交联时间可调、流变性能好、彻底破胶、残配方体系。具有交联时间可调、流变性能好、彻底破胶、残渣少、伤害小等特点。渣少、伤害小等特点。主要技术性能指标：主要技术性能指标： 延迟交联时间：延迟交联时间：3030 90s90s可调可调 稳定性：稳定性： 170S170S-1-1连续剪切连续剪切1.5h1.5h，粘度，粘度100mPa.s100mPa.s 低摩阻：小于清水的低摩阻：小于清水的50
11、%50% 破胶性能：破胶时间破胶性能：破胶时间2 2 3h3h，水化液粘度，水化液粘度5.0mPa.s5.0mPa.s 低伤害率：岩芯伤害率小于低伤害率：岩芯伤害率小于20%20%应用范围：应用范围：适应于适应于50508080的储层。的储层。中国中国 . . 西安西安三、压裂体系.17 高温压裂液体系高温压裂液体系 该压裂液体系是以羟丙基瓜胶为稠化剂、耐高温的有机该压裂液体系是以羟丙基瓜胶为稠化剂、耐高温的有机硼或有机锆为交联剂，加其它添加剂组成的压裂液配方体系。硼或有机锆为交联剂，加其它添加剂组成的压裂液配方体系。具有延迟交联性能良好、抗剪切性能好、彻底破胶、伤害小具有延迟交联性能良好、抗
12、剪切性能好、彻底破胶、伤害小等特点。等特点。主要技术性能指标：主要技术性能指标： 延迟交联时间：延迟交联时间：1 1 4min4min可控可控 稳定性：稳定性： 170S170S-1-1连续剪切连续剪切2h2h，粘度，粘度50mPa.s50mPa.s 低摩阻：小于清水的低摩阻：小于清水的50%50% 破胶性能：破胶时间破胶性能：破胶时间2 2 3h3h，水化液粘度，水化液粘度10.0mPa.s10.0mPa.s 伤害率：岩芯伤害率小于伤害率：岩芯伤害率小于20%20%应用范围：应用范围：适应于适应于8080130130的储层。的储层。中国中国 . . 西安西安三、压裂体系.18改善型压裂液体系
13、改善型压裂液体系 在地层敏感性研究的基础上，针对储层特点，开发研究的无在地层敏感性研究的基础上，针对储层特点，开发研究的无残渣酸性压裂液体系，能降低压裂液对地层的伤害，解除或部分残渣酸性压裂液体系，能降低压裂液对地层的伤害，解除或部分解除老裂缝中的无机垢，改善地层渗透率，在达到水力压裂携砂解除老裂缝中的无机垢，改善地层渗透率，在达到水力压裂携砂要求的前提下，起到对地层酸化的目的，进一步提高对油层的改要求的前提下，起到对地层酸化的目的，进一步提高对油层的改造效果。造效果。主要技术性能指标：主要技术性能指标：滤失系数：滤失系数：岩芯岩芯伤害率小于伤害率小于5%5%应用范围：应用范围：适应于储层温度
14、小于适应于储层温度小于9090的油气井压裂作业的油气井压裂作业中国中国 . . 西安西安三、压裂体系.19 清洁压裂液体系清洁压裂液体系 清洁压裂液是一种由粘弹性表面活性剂（清洁压裂液是一种由粘弹性表面活性剂（VESVES）为主组成的）为主组成的水基压裂液。其最大特点是不含残渣，不污染环境，携砂能力强，水基压裂液。其最大特点是不含残渣，不污染环境，携砂能力强，压裂效果好，配制容易，易于泵送，不需要特殊设备，操作方便。压裂效果好，配制容易，易于泵送，不需要特殊设备，操作方便。当这种粘弹性表面活性剂压裂液和地层中烃类相遇或被地层水稀当这种粘弹性表面活性剂压裂液和地层中烃类相遇或被地层水稀释时，它会
15、自动破胶，不会留下任何残渣，因此和瓜胶类水基压释时，它会自动破胶，不会留下任何残渣，因此和瓜胶类水基压裂液不同，它不需要交联剂、破胶剂等添加剂。裂液不同，它不需要交联剂、破胶剂等添加剂。主要技术性能指标：主要技术性能指标：耐温耐温5555压裂液遇原油、淡水、破乳剂、酸等均可彻底破胶压裂液遇原油、淡水、破乳剂、酸等均可彻底破胶滤失系数：滤失系数：岩芯伤害率小于岩芯伤害率小于18.2%18.2%应用范围：应用范围：适应于储层温度小于适应于储层温度小于6060的油井压裂作业的油井压裂作业中国中国 . . 西安西安三、压裂体系.20油基冻胶压裂液体系油基冻胶压裂液体系 研究开发的研究开发的CQXCQX
16、型油基压裂液属于一种新型磷酸酯类油基冻胶压型油基压裂液属于一种新型磷酸酯类油基冻胶压裂液，具有耐温耐剪切能力强、摩阻低、易破胶、无残渣、伤害小、裂液，具有耐温耐剪切能力强、摩阻低、易破胶、无残渣、伤害小、易返排等优点。由于实现了全压裂过程无水作业，减少了水敏、水易返排等优点。由于实现了全压裂过程无水作业，减少了水敏、水锁伤害，因此对于低压、敏感性储层具有较强的针对性。锁伤害，因此对于低压、敏感性储层具有较强的针对性。主要技术性能指标：主要技术性能指标： 原油增稠：原油增稠： 无残渣、伤害小、易返排无残渣、伤害小、易返排 抗剪性能：抗剪性能： 4545，170s-1170s-1，连续剪切，连续剪
17、切80min80min，粘度，粘度218.1218.1106.mPa.s106.mPa.s 破胶性能：破胶性能： 45,9-16h45,9-16h，破胶粘度，破胶粘度10mPa.s10mPa.s 滤失系数：滤失系数： 4545，3.5MPa3.5MPa下，下，C C3 3=3.21- 4.51=3.21- 4.511010-4-4m/minm/min1/21/2 伤害率：伤害率： 10.7%10.7%。应用范围：应用范围：适应于储层温度小于适应于储层温度小于7070的油井压裂作业的油井压裂作业 中国中国 . . 西安西安三、压裂体系.21COCO2 2泡沫压裂液体系泡沫压裂液体系 COCO2
18、2泡沫压裂液是一种低损害压裂液体系，具有含水量低、粘度高、滤泡沫压裂液是一种低损害压裂液体系，具有含水量低、粘度高、滤失低、清洁裂缝、易返排等特点，有利于降低压裂液对油气层的伤害。失低、清洁裂缝、易返排等特点，有利于降低压裂液对油气层的伤害。主要的性能指标：主要的性能指标： 增稠剂：采用增稠剂：采用CJ2-9 交联冻胶：交联冻胶：pH =pH =35 ，粘度，粘度=900=90010000mPa.s 10000mPa.s 交联时间：交联时间：15152020秒秒 、可形成明显增稠及可挑挂的凝胶、可形成明显增稠及可挑挂的凝胶 抗剪切性能：在抗剪切性能：在8080、170S170S-1-1下下60
19、min60min，粘度仍可达，粘度仍可达200mPa.s200mPa.s（泡沫质（泡沫质量量60%60%） 耐温能力：耐温能力：145145 破胶性能：破胶性能：8080、1.5h1.5h，压裂液残胶粘度降为，压裂液残胶粘度降为4.3 mPa.s4.3 mPa.s 0.8%CJ2-9 0.8%CJ2-9 体系的残渣含量在体系的残渣含量在100mg/l 100mg/l 中国中国 . . 西安西安三、压裂体系三、压裂体系.22 低分子环保压裂液体系低分子环保压裂液体系 低分子可回收的压裂液体系低分子可回收的压裂液体系(LMF)(LMF)，该压裂液和其它聚合，该压裂液和其它聚合物压裂液相比物压裂液相
20、比, ,具有较好的耐具有较好的耐温抗剪切能力，同一温度下压温抗剪切能力，同一温度下压裂液可保持恒定的粘度而不下裂液可保持恒定的粘度而不下降；施工过程中不需要破胶剂降；施工过程中不需要破胶剂就可以实现破胶返排，并能有就可以实现破胶返排，并能有效降低对裂缝导流能力的伤害；效降低对裂缝导流能力的伤害；重要的是，对压裂液的返排液重要的是，对压裂液的返排液进行回收后，可以作为压裂液进行回收后，可以作为压裂液重新使用。重新使用。三、压裂体系.23低分子环保型压裂液的原理低分子环保型压裂液的原理 采用低分子增稠剂采用低分子增稠剂CJ2-3,CJ2-3,该分子链比传统瓜尔胶及该分子链比传统瓜尔胶及HPGHPG
21、要小要小25-3025-30倍。在低分子化合物中引入强亲水基团，倍。在低分子化合物中引入强亲水基团，使它们的水溶性大大增强而提高了聚合物的溶解性。使它们的水溶性大大增强而提高了聚合物的溶解性。 实现低分子的络合屏蔽与二次交联，提高了交联液实现低分子的络合屏蔽与二次交联，提高了交联液体的粘度和效率。利用一种暂时性的链接反应，以便能体的粘度和效率。利用一种暂时性的链接反应，以便能动态地改变化学链结构，使液体具有较高的弹性，并因动态地改变化学链结构，使液体具有较高的弹性，并因此而改善了其携砂能力此而改善了其携砂能力 通过对液体通过对液体pHpH值的控制，可使链的连接变得可逆值的控制，可使链的连接变得
22、可逆三、压裂体系.24低分子环保型压裂液的性能特点低分子环保型压裂液的性能特点 增稠液的粘度低增稠液的粘度低 压裂液的残渣含量低压裂液的残渣含量低 压裂液流变性能受温压裂液流变性能受温度影响小度影响小 压裂液的破胶与交联压裂液的破胶与交联可逆可逆 液体的滤失低且对地液体的滤失低且对地层伤害小层伤害小 填砂裂缝导流能力高填砂裂缝导流能力高HPGFHPGF压裂液压裂液LMFLMF压裂液压裂液LMFLMF和和HPGFHPGF压裂液外观压裂液外观三、压裂体系.25.26元XXX井长8测井解释成果图 油：油：20.91 t/d20.91 t/d 水：水：0.00 m0.00 m3 3/d/d分两级加砂：
23、 第一级加砂40m3，砂比36 排量2.4m3/min 第二级加砂25m3，砂比36排量2.2m3/min一、多级加砂压裂技术提高了厚层状油层的改造效果 针对低渗厚层状砂岩储层（砂层厚度大于20）特点，采用多级加砂压裂工艺技术，解决单级加砂支撑剂沉降导致裂缝上部导流能力较低的问题，达到改善厚油层铺砂剖面、提高纵向动用程度的目的。.27多级加砂裂缝铺砂剖面改善示意图一、多级加砂压裂技术提高了厚层状油层的改造效果一、多级加砂压裂技术提高了厚层状油层的改造效果.28多级加砂裂缝铺砂剖面改善示意图一、多级加砂压裂技术提高了厚层状油层的改造效果.29多级加砂压裂数据表井号井号层位层位电性参数电性参数岩心
24、数据岩心数据压裂参数压裂参数试排结果试排结果厚度厚度 m电阻率电阻率m时差时差 s/m孔隙度孔隙度%渗透率渗透率mD油饱油饱 %砂量砂量 m3砂比砂比 %排量排量m3/min日产油日产油m3/d日产水日产水m3/d白白XXXXXX长长6 640.4 40.4 30.2930.29231.56 231.56 / / / /37.2/37.2/32.032.035.7/35.7/36.236.22.2/2.2/2.42.421.68 21.68 0.000.00元元XXXXXX长长8 81 132.032.042.742.7232.4232.49.99 9.99 0.06 0.06 25.61 2
25、5.61 40.0/40.0/25.025.036.0/36.0/35.935.92.2/2.2/2.42.420.9020.904.504.50白白XXXXXX长长6 63 329.4 29.4 37.5137.51226.64 226.64 11.34 11.34 1.01 1.01 14.04 14.04 45.0/45.0/35.035.035.0/35.0/30.130.12.2/2.2/2.62.631.37 31.37 0.000.00里里XXXXXX长长7 72 216.416.449.1549.15224.86224.866.976.970.030.0328.2628.263
26、0.0/30.0/20.020.035.9/35.9/35.835.82.0/2.0/2.22.221.1021.100.000.00黄黄XXXXXX长长6 640.140.125.8225.82218.61218.617.707.700.150.1531.5031.5045.0/ 45.0/ 35.035.032.6/ 32.6/ 35.435.42.0/ 2.0/ 2.22.220.7420.740.000.00从试油结果来看，产液量较高，均取得了较好的效果。 一、多级加砂压裂技术提高了厚层状油层的改造效果.30槐3井油层测井解释资料层层 位位层号层号解解 释释 井井 段段(m)厚度厚度(
27、m)电阻率电阻率(.m)声波时差声波时差(s/m)孔隙度孔隙度(%)渗透率渗透率(10-3um2)含油饱和度含油饱和度(%)电测电测解释解释长长6111429.1-1430.61.50033.188225.4697.1760.62824.268差油层差油层长长6121432.8-1435.12.37531.662226.8857.6370.73826.121油水同层油水同层长长6131436.1-1438.52.37534.509235.17510.2871.93740.897油水同层油水同层长长6141438.5-1439.10.62537.984218.8677.1420.41821.09
28、0致密层致密层长长6151439.1-1443.94.7534.056239.23611.6053.11844.898油水同层油水同层一、多级加砂压裂技术提高了厚层状油层的改造效果.31 油层物性分析油层物性分析 样品样品井段井段渗透率渗透率饱和度饱和度%孔隙度孔隙度%岩石密度岩石密度编号编号自自至至10-3um油油水水%g/cm2371433.591433.757.52.43381437.401437.572.643.32.58391437.741437.900.24.72.56401438.051438.190.6710.22.35411438.191438.361.9051.1526.5
29、313.82.28421438.541438.711.9326.8428.8813.12.30431438.711438.883.6610.62.34441439.011439.150.7824.9728.8311.82.34451439.321439.483.8214.8137.8311.82.34461439.671439.841.0328.0632.829.52.40471439.971440.123.4518.4638.909.22.36481440.301440.471.5123.3935.848.02.40491440.641440.780.5614.52.27501440.931
30、441.101.6711.82.30一、多级加砂压裂技术提高了厚层状油层的改造效果.32层层位位射孔井射孔井段段（m）厚厚度度(m)方式方式枪枪型型弹弹型型孔密孔密(孔孔/m)相相位位孔孔数数长长61433.0-1437.04.0复合复合射射孔孔TY102TY-1271690 064长长61439.0-1443.04.0复合复合射射孔孔TY102TY-127169064.33槐槐3井压裂层段测井图井压裂层段测井图射孔段：射孔段：1439.0-1443.0m1439.0-1443.0m 射孔段：射孔段：1433.0-1437.0m1433.0-1437.0m 一、多级加砂压裂技术提高了厚层状油层
31、的改造效果.34压裂过程简述 1、3月27日下午14：44开始压裂，首先正洗井用水12方,然后进行去污压裂； 2、注前置液27.35方，正常压裂，加砂27方后压力缓慢上升，到加砂30方后压力上升到46.6Mpa，停砂顶替（时间16：13），然后关井10分钟，放喷，返排出60方液体，然后反冲止井口无砂粒。 3、17：09开始二级加砂压裂，注前置液6.0方，然后加砂7.2方、陶粒5方，压裂结束，停泵压力17.1Mpa，关井30分钟放喷，累计放喷返排180方压裂液。.35 黄参34井压裂施工曲线.36应用的压裂配套工艺应用的压裂配套工艺 1、负压射孔工艺 2、复合射孔工艺 3、去污压裂工艺 4、尾追
32、陶粒压裂工艺 5、变排量压裂工艺 6、多级充填加砂压裂工艺 7、端部脱砂压裂工艺.37 日日 期期 年年 月月 日日抽液时间抽液时间 小时小时日产液量日产液量方方日产油量日产油量方方日产水量日产水量方方2009.3.292009.3.292424383834344 42009.3.302009.3.302424353533332 22009.3.312009.3.312424353533332 22009.4.12009.4.12424353533332 22009.4.22009.4.22424353533332 22009.4.32009.4.32424353533332 22009.4.
33、42009.4.42424353533332 22009.4.52009.4.5242435.535.533332.52.52009.4.62009.4.62424343432322 2槐3井压裂后产量记录表槐3井压裂后产量记录表.38二、裂缝高度控制技术二、裂缝高度控制技术 .39二、裂缝高度控制技术二、裂缝高度控制技术 ( (二二) )人工隔层控制裂缝高度技术人工隔层控制裂缝高度技术1 1用漂浮式转向剂控制裂缝向上延伸技术用漂浮式转向剂控制裂缝向上延伸技术 工作原理：在压裂加砂前通过前置液将漂浮式转向剂带入裂缝，并使其上浮聚集在新生成裂缝顶部，形成压实的低渗透区，阻挡缝内流体压力向上部地层
34、传递，从而达到控制裂缝向上延伸。 .40二、裂缝高度控制技术二、裂缝高度控制技术 .41二、裂缝高度控制技术二、裂缝高度控制技术 .42二、裂缝高度控制技术二、裂缝高度控制技术 ( (二二) )人工隔层控制裂缝高度技术人工隔层控制裂缝高度技术1 1用漂浮式转向剂控制裂缝向上延伸技术用漂浮式转向剂控制裂缝向上延伸技术应用范围(1)生产层与非生产层互层的块状均质地层；(2)水层位于生产层之上，两者之间无良好隔层；(3)生产层与气顶之间隔层很薄；(4)生产层与上隔层的地应力差较小，不能阻止裂缝垂向延伸。 .43二、裂缝高度控制技术二、裂缝高度控制技术 .44二、裂缝高度控制技术二、裂缝高度控制技术
35、( (二二) )人工隔层控制裂缝高度技术人工隔层控制裂缝高度技术3同时使用两种转向剂控制裂缝向上和向下延伸技术这种技术实际上是将上述两种技术综合应用。 .45二、裂缝高度控制技术二、裂缝高度控制技术 .46二、裂缝高度控制技术二、裂缝高度控制技术 .47水层水层支撑裂缝支撑裂缝二、控缝压裂工艺达到了控水增产的目的 底部含水底部含水的特点，的特点，采用小规模+变排量+多级组合陶粒下沉剂的控缝高组合压裂工艺，控制压裂改造时裂缝向下延伸进入水层，达到了控水增油的目的。 苏161井盒8上气层压裂施工曲线图 S&S-20002008.7.21Time (min)Discharge rate m3/min
36、 Pressure 1 Mpa Pressure 2 Mpa Proppant kg/m3 0.0 32.0 64.0 96.0 128.0 160.0 0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 0.00 14.00 28.00 42.00 56.00 70.00 0.00 14.00 28.00 42.00 56.00 70.00 0.0 160.0 320.0 480.0 640.0 800.0第一级下沉剂第一级下沉剂第二级下沉剂第二级下沉剂主压裂阶段主压裂阶段遮挡层遮挡层 .48 水力喷射分段压裂技术原理水力喷射分段压裂技术原理是根据伯努利方程：把压能转变是
37、根据伯努利方程：把压能转变为动能为动能( (即速度即速度),),首先进行水力首先进行水力喷砂射孔喷砂射孔, ,接着再提高排量接着再提高排量, ,高速高速流体在地层中形成孔洞，直接作流体在地层中形成孔洞，直接作用于孔洞底部，产生高于地层破用于孔洞底部，产生高于地层破裂压力的压势，使地层发生破裂裂压力的压势，使地层发生破裂形成裂缝。另一方面高速射流在形成裂缝。另一方面高速射流在孔眼的上下部井眼中产生负压，孔眼的上下部井眼中产生负压，形成隔离达到分段压裂施工的目形成隔离达到分段压裂施工的目的。的。中国中国 . . 西安西安三、水力喷砂射孔技术应用三、水力喷砂射孔技术应用.49 针对侏罗系、长2等底水
38、油帽油层，采用水力喷砂射孔求初产（压裂）技术，提高了底水油帽储层的动用程度。油迹油：油：4.85t/d4.85t/d水：水：0m0m3 3/d/d油：油：8.10t/d8.10t/d水：水：4.2m4.2m3 3/d/d加砂：加砂：3.0m3.0m3 3油：油：0t/d0t/d水：水：20.10m20.10m3 3/d/d小规模加砂解堵压裂小规模加砂解堵压裂水力喷砂射孔求初产水力喷砂射孔求初产黄XX井长2测井解释成果图黄XXX井长23测井解释成果图三、水力喷砂射孔求初产技术应用效果明显.50增产增产改善改善地层地层与裂与裂缝之缝之间连间连通性通性改善改善裂缝裂缝内部内部间连间连通性通性酸岩溶蚀
39、反应可改善裂缝酸岩溶蚀反应可改善裂缝附近地层的渗透性附近地层的渗透性有机复合酸液具有抑制粘有机复合酸液具有抑制粘土矿物膨胀的作用土矿物膨胀的作用残酸在返排阶段可溶解压残酸在返排阶段可溶解压裂液滤饼和裂缝壁面残胶裂液滤饼和裂缝壁面残胶返排阶段残酸的降解作用返排阶段残酸的降解作用可提高破胶程度可提高破胶程度返排阶段残酸对支撑裂缝返排阶段残酸对支撑裂缝具有清洗作用具有清洗作用四、前置酸压裂工艺.51 适应的条件： 1、储层必须是弱中等酸敏底层； 2、砂岩类型以长石砂岩为主； 3、胶结物以钙质胶结为主； 4、储层致密，不易破坏胶结骨架等。四、前置酸压裂工艺.52五、整体压裂五、整体压裂/开发压裂概念开
40、发压裂概念.53五、整体压裂五、整体压裂/开发压裂概念开发压裂概念.54 整体压裂技术整体压裂技术技术背景：技术背景：XXXX油田长油田长6 6油层物性较差（岩芯气测渗透率平均油层物性较差（岩芯气测渗透率平均为为1.431.431010-3-3mm2 2），勘探初期，压裂改造后，单井产量较），勘探初期，压裂改造后，单井产量较低。经美国某咨询公司评价认为，低。经美国某咨询公司评价认为，XXXX长长6 6层无工业开发价值。层无工业开发价值。为了使为了使XXXX特低渗透边际油田实现工业化开发，长庆局依靠特低渗透边际油田实现工业化开发，长庆局依靠自身技术，运用系统工程方法进行压裂工艺技术研究，从自身技
41、术，运用系统工程方法进行压裂工艺技术研究，从而形成了整体压裂技术。而形成了整体压裂技术。中国中国 . . 西安西安五、整体压裂五、整体压裂/开发压裂开发压裂.55 “一个目标、二个整体、三个步骤一个目标、二个整体、三个步骤”。中国中国 . . 西安西安即整体开发经济目标。即整体开发经济目标。一个一个“整体整体”是压裂裂缝系统与井网的整体适配是压裂裂缝系统与井网的整体适配 优化模拟；另一个优化模拟；另一个“整体整体”改造技术整体配套。改造技术整体配套。第一步，进行整体压裂目标设计；第一步，进行整体压裂目标设计； 第二步，整体配套开发区块压裂技术；第二步，整体配套开发区块压裂技术； 第三步，现场实
42、施、控制与配套技术完善。第三步，现场实施、控制与配套技术完善。五、整体压裂五、整体压裂/开发压裂开发压裂.56 油藏工程研究与压裂裂缝优化技术；油藏工程研究与压裂裂缝优化技术； 制定合理的技术目标与整体压裂方案；制定合理的技术目标与整体压裂方案； 通过室内及现场试验测试，压裂技术整体配套；通过室内及现场试验测试，压裂技术整体配套； 现场实施与控制。现场实施与控制。 中国中国 . . 西安西安五、整体压裂五、整体压裂/开发压裂开发压裂.57确定射孔工艺、射开程度、射孔参数、射孔液等；确定射孔工艺、射开程度、射孔参数、射孔液等；由减少伤害和降低成本出发，优化压裂液配方；由减少伤害和降低成本出发，优
43、化压裂液配方；确定支撑剂类型及合理的支撑剖面；确定支撑剂类型及合理的支撑剖面；确定压裂优化设计模型与设计方法；确定压裂优化设计模型与设计方法；制定合理的排液方式及技术管理制度等。制定合理的排液方式及技术管理制度等。中国中国 . . 西安西安五、整体压裂五、整体压裂/开发压裂开发压裂.58 专家组对专家组对XXXX油田油田XXXX区开发区开发5 5年所作的后评估认为，结合注年所作的后评估认为，结合注水补充地层能量，平均日产油达到水补充地层能量，平均日产油达到3.19t3.19t，稳产见效井日产油，稳产见效井日产油提高到提高到4t4t，部分井达到，部分井达到5t5t。采收率由自然能量开发的。采收率
44、由自然能量开发的8%8%可提可提高到高到20%-25%20%-25%。 压裂加砂量压裂加砂量20-45m20-45m3 3左右，左右， 砂比砂比3540%3540%， 排量排量14001800 L/min14001800 L/min； 压裂综合成本下降了约压裂综合成本下降了约30%30%； 平均单井压后初期产油平均单井压后初期产油8-15t/d8-15t/d；中国中国 . . 西安西安五、整体压裂五、整体压裂/开发压裂开发压裂.59 技术水平上也由单项工艺发展到整体压裂技术和开发技术水平上也由单项工艺发展到整体压裂技术和开发压裂技术。形成了以压裂技术。形成了以“安塞、靖安长安塞、靖安长6 6特
45、低渗油层压裂改特低渗油层压裂改造技术造技术”、“底水油藏储层改造技术底水油藏储层改造技术”、“浅油层压裂改浅油层压裂改造技术造技术”等为代表的主体技术。整体压裂技术于等为代表的主体技术。整体压裂技术于 1988198819891989年首次在安塞油田王窑开发试验区全面实施。年首次在安塞油田王窑开发试验区全面实施。19901990年年在安塞油田全面推广。靖安油田开发全面应用整体压裂技在安塞油田全面推广。靖安油田开发全面应用整体压裂技术，到术，到19981998年底，仅用三年时间建成了年底，仅用三年时间建成了112.8112.810104 4t t生产生产能力能力, ,目前已经建成目前已经建成30
46、0300万吨产能。万吨产能。 20012001年投入开发的西峰油田也仅用三年建成年投入开发的西峰油田也仅用三年建成200200万吨的万吨的产能，目前姬源油田正在利用整体开发压裂技术进行大规产能，目前姬源油田正在利用整体开发压裂技术进行大规模产建。模产建。五、整体压裂五、整体压裂/开发压裂开发压裂.60 该工艺技术是针对低渗透油田老井重复改该工艺技术是针对低渗透油田老井重复改造的一项新技术。该技术应用科学的压裂裂缝造的一项新技术。该技术应用科学的压裂裂缝系统优化、施工参数设计，采用高强度、高粘系统优化、施工参数设计，采用高强度、高粘弹性暂堵材料，达到增大裂缝宽度或形成新的弹性暂堵材料，达到增大裂
47、缝宽度或形成新的裂缝、提高裂缝导流能力的目的，从而实现油裂缝、提高裂缝导流能力的目的，从而实现油井增产。井增产。中国中国 . . 西安西安六、重复（转向）压裂技术六、重复（转向）压裂技术.61缝内转向剂缝内转向剂 转向剂是实现人工提升裂缝内压力的主要技术之一，通过大量的室内试验和材料研究，率先开发了适用于中低温地层条件下的油溶性缝内转向剂。特点：不粘泵、易泵送、封堵效果好、油溶性好、易返排无伤害。中国中国 . . 西安西安六、重复（转向）压裂技术六、重复（转向）压裂技术.62中国中国 . . 西安西安六、重复（转向）压裂技术六、重复（转向）压裂技术加入暂堵剂加入暂堵剂加入暂堵剂加入暂堵剂.63
48、重复压裂裂缝检测结果重复压裂裂缝转向机理 六、重复（转向）压裂技术六、重复（转向）压裂技术.64缝内转向压裂工艺技术已在长庆、新疆、中石化等油缝内转向压裂工艺技术已在长庆、新疆、中石化等油田完成田完成300300多口井的试验及应用，实现单井增产平均有效期多口井的试验及应用，实现单井增产平均有效期超过超过455455天，经济有效率天，经济有效率9696以上，平均单井增油超过以上，平均单井增油超过1.4t/d,1.4t/d,已累计增油已累计增油111437t111437t，取得了明显的增产效果。，取得了明显的增产效果。20062006年年-2008-2008年，安塞长年，安塞长6 6已实施已实施3
49、60360口井，陇东长口井，陇东长3 3和和长长8 8实施实施186186口井，分别平均日增油口井，分别平均日增油1.4t/d1.4t/d和和2.7d/t2.7d/t。安塞长安塞长6油层缝内转向重复压裂改造实施油层缝内转向重复压裂改造实施400多口井，多口井，创造了单井累计增油超千吨、平均有效期超千天的双过千重创造了单井累计增油超千吨、平均有效期超千天的双过千重复压裂改造水平，该工艺成为安塞油田延长统油层的主打稳复压裂改造水平，该工艺成为安塞油田延长统油层的主打稳产增产措施。产增产措施。现场应用效果现场应用效果中国中国 . . 西安西安六、重复（转向）压裂技术六、重复（转向）压裂技术.65 水
50、力压裂是强化开发低渗层的基本方法之一，如果仅仅用于处理地层的近井地带，只能取得很有限的效果。近几年来深穿透压裂技术的发展，使其产生的裂缝长度可达3001200m，极大地扩大了低渗层的可采储量和产量，有力地提高了开发低渗层的效益。 前苏联借助电子计算机对利用该技术开发低渗层进行了评价和分析。结果表明，目前可有效开发的低渗层储量占其总储量的50以上，其中24属于由于利用了该技术而成为新增可采储量，76属于利用该技术可成倍地提高开发速度和提高最终采收率的高效可采储量；并认为对于深度不超过2500m的井可以用现有的70MPa压力的压裂设备和石英砂，而对于较深的井，特别是超过3000m的井，需要用105
