1、 一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理 三、水力压裂工艺三、水力压裂工艺 二、水力压裂的主要设备及材料二、水力压裂的主要设备及材料一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理 为了减少原油流动阻力，使其加速流向井筒，为了减少原油流动阻力，使其加速流向井筒，增加油井产油量，通常在地面采用高压大排量泵，增加油井产油量，通常在地面采用高压大排量泵，利用液体传压原理，将具有一定粘度的液体，以大利用液体传压原理，将具有一定粘度的液体，以大于油层所能吸收的能力注入油层。当压力增高到大于油层所能吸收的能力注入油层。当压力增高到大于油层破裂所需要的压力时，油
2、层就会被压开，形于油层破裂所需要的压力时，油层就会被压开，形成一条或数条水平的或垂直的裂缝，原有裂缝亦被成一条或数条水平的或垂直的裂缝，原有裂缝亦被扩大。扩大。一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理 随着液体的不断注入，裂缝会不断地延伸与扩随着液体的不断注入，裂缝会不断地延伸与扩展，直到液体的注入速度与油层所能吸收的速度相展，直到液体的注入速度与油层所能吸收的速度相等，裂缝的延伸与扩展才会停止。此时，如果地面等，裂缝的延伸与扩展才会停止。此时，如果地面高压泵停止泵入液体，由于外来压力消失，油层裂高压泵停止泵入液体，由于外来压力消失，油层裂缝又会重新闭合。为了维持裂缝始终处于张开状态，缝又
3、会重新闭合。为了维持裂缝始终处于张开状态，一般在压裂液中掺人较大直径的支撑剂，如石英砂、一般在压裂液中掺人较大直径的支撑剂，如石英砂、核桃壳等，使之沉淀在裂缝中，支撑已形成的裂缝。核桃壳等，使之沉淀在裂缝中，支撑已形成的裂缝。这种作业过程称做水力压裂。这种作业过程称做水力压裂。 一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理压裂液压裂液携砂液携砂液支撑裂缝支撑裂缝动态裂缝动态裂缝一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理一、水力压裂的基本原理二、水力压裂的主要设备及材料二、水力压裂的主要设备及材料 1. 1.施工设备施工设备 2. 2.施工管柱施工管柱 3. 3.下井原材
4、料下井原材料二、水力压裂的主要设备及材料二、水力压裂的主要设备及材料压裂施工时液体的流动过程压裂施工时液体的流动过程压裂液储罐地面管线井口管汇加压泵混砂装置支撑剂储罐射孔炮眼油套环空喷砂器井下管线地层 1. 1.施工设备施工设备 施工设备由施工设备由压裂车组压裂车组和和地面地面设备设备两部分组成。两部分组成。（1 1）压裂车组压裂车组：包括压裂泵车、：包括压裂泵车、混砂车、罐车（液罐车、砂罐车、混砂车、罐车（液罐车、砂罐车、添加剂罐车）、仪表车、水泥车。添加剂罐车）、仪表车、水泥车。（2 2）地面设备地面设备：包括压裂管汇、：包括压裂管汇、蜡球管汇、压裂井口装置；蜡球管汇、压裂井口装置；压裂车
5、组压裂车组 混砂车混砂车 压裂泵车压裂泵车 仪表车仪表车 管汇车管汇车 运砂车运砂车混砂车的作用混砂车的作用 一是一是把支撑剂与压裂液充分混合把支撑剂与压裂液充分混合, ,二是二是为泵车提供充足的液体。为泵车提供充足的液体。最大排量最大排量15.9 15.9 m m3 3/min,/min,最大输最大输送砂量送砂量8165 Kg 8165 Kg /min,8/min,8个泵车个泵车接口。接口。混砂车混砂车混砂车的组成混砂车的组成“BENZ”3331 “BENZ”3331 6X46X4DDC60DDC60柴油机柴油机 管汇系统管汇系统 液气控制系统液气控制系统 仪表及控制系统仪表及控制系统 螺旋
6、输砂器螺旋输砂器混砂车混砂车压裂泵车的作用压裂泵车的作用 一是一是泵送液体泵送液体二是二是使液体升压使液体升压 目前使用的目前使用的20002000型压裂车最高施工压型压裂车最高施工压力力105MPa,105MPa,最大单车排量最大单车排量2.33m2.33m3 3/min/min。在。在1900r/min1900r/min转速、转速、45.9 MPa45.9 MPa条件下，单车排条件下，单车排量可达量可达1.87m1.87m3 3/min/min。完成一般油层压裂需。完成一般油层压裂需要要3 3台泵车，进行外围探井压裂时，根据需台泵车，进行外围探井压裂时，根据需要确定泵车数量。要确定泵车数量
7、。 压裂泵车压裂泵车“BENZ”41408X“BENZ”41408X4 4DDC12V4000DDC12V4000柴油机柴油机 ALLISONALLISON传动箱传动箱 仪表及控制系统仪表及控制系统 液气控制系统液气控制系统 3ZB105-1491泵泵 压裂泵车的组成部分压裂泵车的组成部分压裂泵车压裂泵车仪表车的作用仪表车的作用 一是一是控制泵车和混砂车的运行参数，控制泵车和混砂车的运行参数，二是二是适时记录及监测分析施工参数。适时记录及监测分析施工参数。 仪表车仪表车仪表车的组成仪表车的组成显示和分显示和分析单元析单元压裂车和混砂车压裂车和混砂车控制单元控制单元1 1、8 8个压裂车控制单元
8、个压裂车控制单元2 2、混砂车数据采集单元、混砂车数据采集单元3 3、计算机显示和分析单元、计算机显示和分析单元4 4、系统供电系统及空调、系统供电系统及空调仪表车仪表车 管汇车管汇车运运砂砂车车混砂车混砂车液罐液罐液罐液罐仪仪 器器 车车高压管汇高压管汇压压裂裂车车压压裂裂车车压压裂裂车车井井 口口压裂车组压裂车组 施工管柱由油管和下井工具施工管柱由油管和下井工具( (封隔器、喷砂器封隔器、喷砂器) )组成，组成，其作用：一是为传送施工压力提供通道；二是实现分其作用：一是为传送施工压力提供通道；二是实现分层。目前应用的施工管柱有普通滑套式分层压裂管柱、层。目前应用的施工管柱有普通滑套式分层压
9、裂管柱、高砂比管柱、高砂比管柱、55MPa55MPa压裂管柱、外围压裂管柱。压裂管柱、外围压裂管柱。 2. 2.施工管柱施工管柱 2. 2.施工管柱施工管柱 名称名称封隔器封隔器K344-114喷喷 甲甲喷喷乙乙喷喷 丙丙长度长度 905640640640最大外径最大外径114114114114通径通径58413753管柱工作管柱工作压力压力MPa管柱工管柱工作温度作温度喷砂器喷砂器过砂量过砂量m3最高最高砂比砂比 %适用套适用套管内径管内径mm4050 1445124使用条件使用条件普通滑套式管柱普通滑套式管柱工具参数工具参数 名称名称Y344-114封隔器封隔器导压导压喷砂器喷砂器喷咀喷咀
10、长度长度(mm)1161660300最大外径最大外径(mm)11411295最小通径最小通径(mm)542525 工具参数工具参数： 外围深井压裂管柱：外围深井压裂管柱： 工作工作压力压力MPa 工作工作 温度温度 喷砂器喷砂器过砂量过砂量m3最高最高砂比砂比%适用适用套管套管内径内径mm5590 60 65 124使用条件：使用条件： 2. 2.施工管柱施工管柱 3. 3.下井原材料下井原材料 包括包括压裂液压裂液和和支撑剂支撑剂两部分。两部分。压裂液压裂液的主要作用一是造缝的主要作用一是造缝, ,二是携砂。二是携砂。支撑剂支撑剂的作用是支撑裂缝的作用是支撑裂缝, ,增加裂缝的导流能增加裂缝
11、的导流能力。目前常用的支撑剂有石英砂和陶粒。力。目前常用的支撑剂有石英砂和陶粒。 3. 3.下井原材料下井原材料 压裂液压裂液支撑剂支撑剂支撑裂缝支撑裂缝动态裂缝动态裂缝 3. 3.下井原材料下井原材料压裂液的选择压裂液的选择 （1 1）压裂液的选择（应考虑的五个技术因素）压裂液的选择（应考虑的五个技术因素 ） 即粘度、液体摩阻损失、滤失、返排及其与储即粘度、液体摩阻损失、滤失、返排及其与储层岩石和流体的配伍性，另需考虑的两个因素是层岩石和流体的配伍性，另需考虑的两个因素是费用和来源。费用和来源。 压裂压裂液液配比配比%粘度粘度mpa.s交联剪切交联剪切粘度粘度mpa.s残渣残渣mg/L适用温
12、度适用温度田箐田箐0.533100145030603胍胶胍胶0.383310040030903目前常用的压裂液有田菁胶和胍胶：目前常用的压裂液有田菁胶和胍胶：田菁胶主要用田菁胶主要用于老区基础井于老区基础井网压裂井。网压裂井。 胍胶和改性胍胶主要应用于胍胶和改性胍胶主要应用于老区二三次加密井和外围低老区二三次加密井和外围低渗透压裂井。渗透压裂井。 3. 3.下井原材料下井原材料破胶破胶性能性能(24h)mpa.s 3. 3.下井原材料下井原材料支撑剂的选择支撑剂的选择 1) 1) 根据油层性质和埋藏深度经室内试验确定能满足压根据油层性质和埋藏深度经室内试验确定能满足压裂增产效果的石英砂粒径及浓
13、度。裂增产效果的石英砂粒径及浓度。一般在低闭合压力下浅层可选用大颗粒支撑剂；在高一般在低闭合压力下浅层可选用大颗粒支撑剂；在高闭合压力下，选用粒径较小的支撑剂；裂缝面积上高闭合压力下，选用粒径较小的支撑剂；裂缝面积上高浓度的支撑剂比低浓度的支撑剂有较高的导流能力。浓度的支撑剂比低浓度的支撑剂有较高的导流能力。2) 2) 根据实际需求量选货源广又符合要求的砂产地，做根据实际需求量选货源广又符合要求的砂产地，做到既经济，又来源充足。到既经济，又来源充足。3) 3) 选择合适的加砂方式，不同加砂方式要选择不同的选择合适的加砂方式，不同加砂方式要选择不同的支撑剂。支撑剂。三、水力压裂工艺三、水力压裂工
14、艺 1. 1.概述概述 2.2.压裂机理压裂机理 3.3.工艺介绍工艺介绍 1.1.概述概述 压裂工艺是针对井层条件，为达压裂工艺是针对井层条件，为达到改造目的而采取的合理施工方法。到改造目的而采取的合理施工方法。根据不同施工井的改造要求，先后研根据不同施工井的改造要求，先后研究开发了普压、多裂缝、选压、限流究开发了普压、多裂缝、选压、限流法等十三项压裂工艺。法等十三项压裂工艺。一是工艺评价 施工评价二是经济评价 工艺评价是为了评估压裂施工艺评价是为了评估压裂施工成功与否、检验实际施工工成功与否、检验实际施工与设计的符合程度和工艺的与设计的符合程度和工艺的适应性适应性, ,积累经验，指导下积累
15、经验，指导下步施工步施工。 经济评价是为了评价压裂经济评价是为了评价压裂效益，既投入与产出的关效益，既投入与产出的关系，判断经济合理性。系，判断经济合理性。 1.1.概述概述 （1 1）地应力对裂缝形态和裂缝方位的影响）地应力对裂缝形态和裂缝方位的影响 人工裂缝的形态取决于油藏地应力的大小和方向。裂缝类型与地层中的垂向应力和水平应力的相对大小有关。一般认为，人工裂缝垂直于地层最小主应力，平行于地层最大主应力。 2.2.压裂机理压裂机理 理想形态水平裂缝示意图 多油层条件下，压多油层条件下，压裂形成多条水平缝。裂形成多条水平缝。 2.2.压裂机理压裂机理 2.2.压裂机理压裂机理 油层隔层隔层理
16、想形态垂直缝示意图 2.2.压裂机理压裂机理 第四节第四节 压裂机理压裂机理 2.2.压裂机理压裂机理 （2 2）水力压裂增产机理）水力压裂增产机理 降低渗流阻力，增加渗流面积降低渗流阻力，增加渗流面积是水力压裂增产的基本原理。是水力压裂增产的基本原理。 2.2.压裂机理压裂机理 3.3.工艺介绍工艺介绍 普通压裂工艺普通压裂工艺 限流压裂工艺限流压裂工艺 多裂缝压裂工艺多裂缝压裂工艺 选择性压裂工艺选择性压裂工艺 平衡限流压裂工艺平衡限流压裂工艺 定位平衡压裂工艺定位平衡压裂工艺 3.3.工艺介绍工艺介绍 小井眼压裂工艺小井眼压裂工艺 脱砂压裂工艺脱砂压裂工艺 高能气体复合压裂工艺高能气体复
17、合压裂工艺 热化学压裂工艺热化学压裂工艺 斜直井分层压裂工艺斜直井分层压裂工艺 水平井多段压裂工艺水平井多段压裂工艺 CO2CO2泡沫压裂工艺泡沫压裂工艺 普通压裂工艺普通压裂工艺（1 1）原理）原理 利用不压井、不放喷井口装置利用不压井、不放喷井口装置, ,将压裂管将压裂管柱及其配套工具下入井内预定位置，实现不压柱及其配套工具下入井内预定位置，实现不压井、不放喷作业。当压完第一层（最下一层）井、不放喷作业。当压完第一层（最下一层）后，通过投球器和井口球阀分别投入不同直径后，通过投球器和井口球阀分别投入不同直径的钢球，逐次将滑套憋到喷砂器内堵死水眼，的钢球，逐次将滑套憋到喷砂器内堵死水眼，然后
18、依次再进行压裂。当最后一层替挤完后，然后依次再进行压裂。当最后一层替挤完后，立即活动管柱，并投入堵塞器，从而实现不压立即活动管柱，并投入堵塞器，从而实现不压井、不放喷起出油管。井、不放喷起出油管。 普通压裂工艺普通压裂工艺 （2 2）管柱结构）管柱结构 由投球器、井由投球器、井口球阀、工作筒和口球阀、工作筒和堵塞器、水力压差堵塞器、水力压差式压裂封隔器、滑式压裂封隔器、滑套喷砂器组成。套喷砂器组成。滑套喷砂器丝堵滑套喷砂器滑套喷砂器封隔器油层油层油层 普通压裂工艺普通压裂工艺 （3 3） 适用地质条件适用地质条件 地质剖面具有一定厚度的泥岩隔层地质剖面具有一定厚度的泥岩隔层，封隔器可以卡得开，
19、封隔器可以卡得开, ,高压下不发生层间高压下不发生层间窜通。井下技术状况良好，套管无变形窜通。井下技术状况良好，套管无变形、破裂和穿孔，固井质量好。、破裂和穿孔，固井质量好。 普通压裂工艺普通压裂工艺 （4 4）施工程序）施工程序压前：压前：测分层产液量、含水率；投堵；全井测分层产液量、含水率；投堵；全井酸化（视井况而定）；下入压裂管柱。酸化（视井况而定）；下入压裂管柱。压裂：压裂：地面循环，冲管线；地面高压管线试压；地面循环，冲管线；地面高压管线试压；试挤；压裂；加砂；替挤；根据情况决定是否试挤；压裂；加砂；替挤；根据情况决定是否返洗井，或活动管柱，或上提管柱，或投球压返洗井，或活动管柱，或
20、上提管柱，或投球压二层、三层。二层、三层。压后：压后：压裂完后投堵，探砂面，起出压裂管柱压裂完后投堵，探砂面，起出压裂管柱；下完井管柱。；下完井管柱。 普通压裂工艺普通压裂工艺 （5 5）工艺优点）工艺优点可实现不可实现不压井、不放压井、不放喷作业，防喷作业，防止油层污染止油层污染所造成的堵所造成的堵塞有利于提塞有利于提高压裂增产高压裂增产效果；效果；可不动管柱一可不动管柱一次连续压多层，次连续压多层，从而大幅度减少从而大幅度减少作业量，提高施作业量，提高施工效率，降低压工效率，降低压裂施工成本；裂施工成本；可与其它可与其它压裂工艺配压裂工艺配套，能适应套，能适应不同含水期不同含水期改造挖潜需
21、改造挖潜需要；要；工艺简工艺简单，成功单，成功率高，经率高，经济效益显济效益显著。著。（6 6）应用效果：）应用效果：7373年投入工业化生产以来，年投入工业化生产以来，共共施工施工2184021840口井，平均单井日增油口井，平均单井日增油13.013.0t t，当年，当年累计增油累计增油3056.513056.5110104 4t t。 普通压裂工艺普通压裂工艺 （1 1）原理）原理 通过严格限制炮眼的数量和直径，并以尽通过严格限制炮眼的数量和直径，并以尽可能大的注入排量进行施工，利用压裂液流经可能大的注入排量进行施工，利用压裂液流经孔眼时产生的炮眼摩阻，大幅度提高井底压力孔眼时产生的炮眼
22、摩阻，大幅度提高井底压力，并迫使压裂液分流，使破裂压力接近的地层，并迫使压裂液分流，使破裂压力接近的地层相继被压开，达到一次加砂能够同时处理几个相继被压开，达到一次加砂能够同时处理几个层的目的。如果地面能够提供足够大的注入排层的目的。如果地面能够提供足够大的注入排量量, ,就能一次加砂同时处理更多目的层。就能一次加砂同时处理更多目的层。 限流压裂工艺限流压裂工艺 限流压裂工艺限流压裂工艺 （2 2）适用地质条件）适用地质条件 主要适用于纵向及平面上含水分布情况主要适用于纵向及平面上含水分布情况都较复杂，且渗透率比较低的多层薄油层的都较复杂，且渗透率比较低的多层薄油层的完井改造。完井改造。 （3
23、 3）布孔方案编制的原则）布孔方案编制的原则 在限流法完井压裂设计中，制定合理的在限流法完井压裂设计中，制定合理的射孔方案是决定工艺效果的核心，根据限流射孔方案是决定工艺效果的核心，根据限流法工艺特点，结合油层和井网的实际情况确法工艺特点，结合油层和井网的实际情况确定射孔方案。定射孔方案。 限流压裂工艺限流压裂工艺夹层夹层19.5MPa17.5MPa18.5MPa夹层夹层19.5MPa17.5MPa18.5MPa夹层夹层19.5MPa17.5MPa18.5MPa夹层夹层19.5MPa17.5MPa18.5MPa（过程二）（过程二）（过程一）（过程一）（过程三）（过程三）（过程四）（过程四） 限
24、流压裂工艺限流压裂工艺 保证足够的炮眼摩阻值，在此条件下充分利用保证足够的炮眼摩阻值，在此条件下充分利用设备能力提高排量，设备能力提高排量， 以套管能承受的最高压力为限以套管能承受的最高压力为限, ,尽可能压开破裂压力高的目的层。尽可能压开破裂压力高的目的层。 对已见水或平面上容易水窜的层，处理强度对已见水或平面上容易水窜的层，处理强度应严格控制。厚层与薄层划为一个层段处理时，强度应严格控制。厚层与薄层划为一个层段处理时，强度应有所区别。应有所区别。 当目的层在压裂过程中有可能与其上下部非目当目的层在压裂过程中有可能与其上下部非目的层窜通时，应注意将射孔点与隔层的距离放大些。的层窜通时，应注意
25、将射孔点与隔层的距离放大些。当隔层厚度小于规定的界限时，要特别注意应减少孔当隔层厚度小于规定的界限时，要特别注意应减少孔数数, ,防止窜槽现象的发生。防止窜槽现象的发生。 限流压裂工艺限流压裂工艺 一般选择层内渗透率最好、有出油把握的一般选择层内渗透率最好、有出油把握的部位射开，当层内存在薄的夹层时，可考虑在夹部位射开，当层内存在薄的夹层时，可考虑在夹层上下分别布孔。层上下分别布孔。 考虑裂缝破碎带的影响，考虑裂缝破碎带的影响， 当处理层段内层当处理层段内层数多，其炮眼总数因受限制而少于待处理层数的数多，其炮眼总数因受限制而少于待处理层数的情况下情况下, ,可在紧相邻的几个小层的中间位置布孔。
26、可在紧相邻的几个小层的中间位置布孔。 由于目前射孔技术水平有限，个别炮眼的由于目前射孔技术水平有限，个别炮眼的堵塞难以避免，因而允许实际的布孔数量比理论堵塞难以避免，因而允许实际的布孔数量比理论计算的稍多一些，以利于顺利完成施工。计算的稍多一些，以利于顺利完成施工。 限流压裂工艺限流压裂工艺 一般常用一般常用1010 mm mm或小于或小于1010mmmm的炮眼直径进行限的炮眼直径进行限流，因小直径孔眼有利于增加炮眼摩阻，可减少施工流，因小直径孔眼有利于增加炮眼摩阻，可减少施工设备。设备。 为提高限流法压裂施工成功率，各小层的破裂为提高限流法压裂施工成功率，各小层的破裂压力必须相近，即对破裂压
27、力低的层段要减少布孔数压力必须相近，即对破裂压力低的层段要减少布孔数和孔径，对于破裂压力高的层段要做相反的处理。和孔径，对于破裂压力高的层段要做相反的处理。 （4 4）应用效果：）应用效果：8484年现场试验应用以来，共施工年现场试验应用以来，共施工31313131口井口井, ,平均单井日产油平均单井日产油14.614.6t,t,累计产油累计产油40940910104 4t t 限流压裂工艺限流压裂工艺 多裂缝压裂工艺多裂缝压裂工艺 （1 1） 原理原理 在一个压裂层段内，先压开吸液能力大的层在一个压裂层段内，先压开吸液能力大的层后，在低压下挤入高强度暂堵剂将先压开层的炮后，在低压下挤入高强度
28、暂堵剂将先压开层的炮眼堵住，待泵压明显上升后，再起动泵车压开第眼堵住，待泵压明显上升后，再起动泵车压开第二个层，然后再堵第二个层，再压第三个层，这二个层，然后再堵第二个层，再压第三个层，这样可以在一个层段内形成多个裂缝，以提高层段样可以在一个层段内形成多个裂缝，以提高层段的导流能力。的导流能力。 多裂缝压裂工艺多裂缝压裂工艺 （2 2）适用地质条件：）适用地质条件： 夹层厚度小于两米，层段内有较发育的多层不含夹层厚度小于两米，层段内有较发育的多层不含水或低含水薄油层；水或低含水薄油层； 压裂层必须与注水井连通，且见到注水效果；压裂层必须与注水井连通，且见到注水效果； 必须经测试找水资料证实，高
29、含水井中具有低必须经测试找水资料证实，高含水井中具有低含水或不含水层段。高含水层段内或重复压裂层段内具含水或不含水层段。高含水层段内或重复压裂层段内具有不含水或低含水油层。有不含水或低含水油层。 （3 3）应用效果：）应用效果：采用多裂缝压裂采用多裂缝压裂32843284口井，平均单口井，平均单井日增油井日增油13.3t13.3t，累计增油，累计增油582.68582.6810104 4t t。 多裂缝压裂工艺多裂缝压裂工艺选择性压裂工艺选择性压裂工艺 （1 1）原理）原理 利用油层内不同部位或各油层间吸液能力不同的利用油层内不同部位或各油层间吸液能力不同的特点，通过投入暂堵剂将渗透率高、吸液
30、能力强、启动特点，通过投入暂堵剂将渗透率高、吸液能力强、启动压力低的高含水部位、层或人工裂缝暂时封堵，迫使压压力低的高含水部位、层或人工裂缝暂时封堵，迫使压裂液分流，从而在其它部位或层内压开新裂缝，达到选裂液分流，从而在其它部位或层内压开新裂缝，达到选择性压裂的目的择性压裂的目的, ,暂堵剂是油溶性的，在一定温度条件暂堵剂是油溶性的，在一定温度条件下，可变软溶于原油中，压后开井即可解堵。常用的暂下，可变软溶于原油中，压后开井即可解堵。常用的暂堵剂有石蜡、高压聚乙稀、松香和重晶石粉。堵剂有石蜡、高压聚乙稀、松香和重晶石粉。 选择性压裂工艺选择性压裂工艺 (2) (2) 适用地质条件适用地质条件
31、油层经过压裂后，形成水平裂缝的非均质中、低渗透油层经过压裂后，形成水平裂缝的非均质中、低渗透砂岩油层，具体选层条件如下：砂岩油层，具体选层条件如下： 对于层内非均质差异大，并有一定物性夹层，射开对于层内非均质差异大，并有一定物性夹层，射开厚度大于米的含水厚油层，可以暂时封堵高含水部位，厚度大于米的含水厚油层，可以暂时封堵高含水部位，压开低含水或不含水部位，达到层内挖潜的目的；压开低含水或不含水部位，达到层内挖潜的目的； 对油、水层交错分布而封隔器又卡不开的油层，可对油、水层交错分布而封隔器又卡不开的油层，可以选择压裂低含水或不含水层，达到调整层间差异，实现以选择压裂低含水或不含水层，达到调整层
32、间差异，实现层间挖潜的目的。层间挖潜的目的。选择性压裂工艺选择性压裂工艺 对重复压裂层可以用暂堵剂堵塞原裂缝，而在油层对重复压裂层可以用暂堵剂堵塞原裂缝，而在油层其它部位压开新的裂缝，达到多次挖潜增产的目的。其它部位压开新的裂缝，达到多次挖潜增产的目的。压裂前利用测试管柱对目的层段进行细分测试，确定水淹压裂前利用测试管柱对目的层段进行细分测试，确定水淹厚度，从而计算堵剂用量，这一点非常重要，很大程度上厚度，从而计算堵剂用量，这一点非常重要，很大程度上决定了施工效果。决定了施工效果。 选择性压裂工艺简单选择性压裂工艺简单, ,施工成功率在施工成功率在95%95%以上以上, ,施工成施工成本低，与
33、普通分层压裂比较，费用只增加本低，与普通分层压裂比较，费用只增加1-2%1-2%左右。左右。 (3)(3)应用效果：应用效果：自自7878年投入工业化生产以来，共施工年投入工业化生产以来，共施工25702570口井，平均单井日增油口井，平均单井日增油12.212.2t t，当年累计增油，当年累计增油561.43561.4310104 4t t 。 选择性压裂工艺选择性压裂工艺平衡限流压裂工艺平衡限流压裂工艺 (1)(1)原理原理 在压裂层段上部或下部具有厚度小的薄夹层时，为在压裂层段上部或下部具有厚度小的薄夹层时，为防止压裂层段与高含水层在高压下窜通，在压裂过程中防止压裂层段与高含水层在高压下
34、窜通，在压裂过程中通过对高含水层射孔进行平衡限流，达到顺利压开油层通过对高含水层射孔进行平衡限流，达到顺利压开油层的目的。的目的。 首先要确定高含水层与目的层的布孔方案，在施工首先要确定高含水层与目的层的布孔方案，在施工中恰当控制压裂强度防止压开高含水层，压后采用套管中恰当控制压裂强度防止压开高含水层，压后采用套管补贴或堵剂封堵方法一次封堵射开的多个平衡炮眼。补贴或堵剂封堵方法一次封堵射开的多个平衡炮眼。 平衡限流压裂工艺平衡限流压裂工艺 (2)(2)适用地质条件适用地质条件 平衡限流适用于水淹层与压裂目的层的厚度在平衡限流适用于水淹层与压裂目的层的厚度在0.40.4m m至至0.30.3m
35、m内的低渗透油层的压裂改造，也适用于层内具有内的低渗透油层的压裂改造，也适用于层内具有岩性或物性夹层的非均质水淹厚油层低含水部位的改造岩性或物性夹层的非均质水淹厚油层低含水部位的改造挖潜。挖潜。 (3)(3)应用效果：应用效果：现场应用现场应用5050余口井，施工一次成功余口井，施工一次成功率率100%100%，平衡层封堵成功率，平衡层封堵成功率95%95%以上。统计以上。统计4040口井，平口井，平均单井日产油均单井日产油18.118.1t t。 平衡限流压裂工艺平衡限流压裂工艺定位平衡压裂工艺定位平衡压裂工艺（1 1）原理）原理 利用定位压裂封隔器上的长胶筒和喷砂体来利用定位压裂封隔器上的
36、长胶筒和喷砂体来控制压裂目的层的吸液炮眼数和位置，达到裂缝定控制压裂目的层的吸液炮眼数和位置，达到裂缝定位和控制目的层吸液量的目的。压力平衡器相当于位和控制目的层吸液量的目的。压力平衡器相当于对准高含水层的一个喷砂体，它只允许液体通过，对准高含水层的一个喷砂体，它只允许液体通过，而砂子不能通过，可以使高含水层产生一条无支撑而砂子不能通过，可以使高含水层产生一条无支撑剂的裂缝，保证高含水层与压裂目的层处于同一压剂的裂缝，保证高含水层与压裂目的层处于同一压力系统中，薄隔层上下压力平衡而使其得以保护。力系统中，薄隔层上下压力平衡而使其得以保护。 由于高含水层内裂缝是无支撑剂支撑的裂缝由于高含水层内裂
37、缝是无支撑剂支撑的裂缝，压裂后闭合而失效，而压裂目的层内裂缝是支，压裂后闭合而失效，而压裂目的层内裂缝是支撑剂支撑的裂缝，压裂后导流能力很高。因此，撑剂支撑的裂缝，压裂后导流能力很高。因此，定位平衡压裂技术既保证了压裂目的层的处理强定位平衡压裂技术既保证了压裂目的层的处理强度，又达到了压力平衡保护薄隔层的目的。压裂度，又达到了压力平衡保护薄隔层的目的。压裂后一般不需要对高含水层进行封堵。后一般不需要对高含水层进行封堵。 定位平衡压裂工艺定位平衡压裂工艺 定位平衡压裂工艺定位平衡压裂工艺（2 2）适用地质条件）适用地质条件 可用于常规射孔中的薄互层的挖潜，也可用可用于常规射孔中的薄互层的挖潜，也
38、可用在与水淹层相邻的隔层较薄的多个薄油层挖潜，在与水淹层相邻的隔层较薄的多个薄油层挖潜，还可用于具有稳定物性隔层的厚油层低含水部位还可用于具有稳定物性隔层的厚油层低含水部位挖潜。挖潜。 （3 3）应用效果：）应用效果：该工艺在油田应用该工艺在油田应用4040口井口井，工艺成功率，工艺成功率97%97%以上，平均单井日增油以上，平均单井日增油1010t t，综，综合含水下降合含水下降8.18.1个百分点。个百分点。定位平衡压裂工艺定位平衡压裂工艺小井眼压裂工艺小井眼压裂工艺 （1 1）工艺原理）工艺原理 与常规压裂工艺技术原理基本相同与常规压裂工艺技术原理基本相同, ,主要主要区别是小井眼的套管
39、直径较小（区别是小井眼的套管直径较小（101.6mm101.6mm和和114.3mm),114.3mm),易造成砂卡易造成砂卡, ,下井工具需要在结构下井工具需要在结构和功能上相适应。可与限流法压裂、投球法和功能上相适应。可与限流法压裂、投球法压裂、压裂、 选择性压裂及常规上提等方法相结选择性压裂及常规上提等方法相结合应用。合应用。 小井眼压裂工艺小井眼压裂工艺 （2 2）应用效果：）应用效果：共完成施工共完成施工3838口井口井, ,工艺成功率达工艺成功率达100%100%。平均单井日增油。平均单井日增油4.04.0吨。吨。 小井眼压裂工艺小井眼压裂工艺 脱砂压裂工艺脱砂压裂工艺 (1)(1
40、)原理原理 脱砂压裂是利用压裂液的滤失特性脱砂压裂是利用压裂液的滤失特性, , 在压裂过程在压裂过程中中, ,当裂缝扩展到预定的长度时当裂缝扩展到预定的长度时, ,在裂缝端部人为地造成在裂缝端部人为地造成砂堵砂堵, ,从而阻止裂缝进一步扩展。裂缝端部形成砂堵以从而阻止裂缝进一步扩展。裂缝端部形成砂堵以后，以大于裂缝向地层中滤失量的排量，继续按设计的后，以大于裂缝向地层中滤失量的排量，继续按设计的加砂方案向裂缝中注入混砂液。随着注入时间的增加，加砂方案向裂缝中注入混砂液。随着注入时间的增加，注入压力和裂缝宽度会逐渐增加，裂缝中的支撑剂浓度注入压力和裂缝宽度会逐渐增加，裂缝中的支撑剂浓度也越来越高
41、，当地面泵压达到预定的压力时停止施工，也越来越高，当地面泵压达到预定的压力时停止施工，就可以获得较高的裂缝导流能力，这样既控制了裂缝半就可以获得较高的裂缝导流能力，这样既控制了裂缝半径径, ,又实现了较高的裂缝导流能力。又实现了较高的裂缝导流能力。 脱砂压裂工艺脱砂压裂工艺 (2) (2) 适用地质条件适用地质条件 脱砂压裂工艺适用于需要提供较高裂缝导流能脱砂压裂工艺适用于需要提供较高裂缝导流能力的中、高渗透率地层和软地层；力的中、高渗透率地层和软地层； 对于注采井距较小的加密开发油藏，可以采用脱对于注采井距较小的加密开发油藏，可以采用脱砂压裂工艺，合理地控制裂缝长度，实现短宽缝压裂；砂压裂工
42、艺，合理地控制裂缝长度，实现短宽缝压裂； 在压裂液性质一定时，目的层应具有一定厚度和在压裂液性质一定时，目的层应具有一定厚度和渗透率，以满足实现预定裂缝长度的滤失要求。渗透率，以满足实现预定裂缝长度的滤失要求。 脱砂压裂工艺脱砂压裂工艺 脱砂压裂的最终施工压力较常规压裂要高脱砂压裂的最终施工压力较常规压裂要高, ,要求目要求目的层的上下隔层要具有一定的厚度和较好的固井质量；的层的上下隔层要具有一定的厚度和较好的固井质量； 脱砂压裂在控制不利的情况下，易造成砂堵，因脱砂压裂在控制不利的情况下，易造成砂堵，因此应有与脱砂压裂工艺相配套的压裂工具和管柱，以便此应有与脱砂压裂工艺相配套的压裂工具和管柱
43、，以便能顺利施工或及时处理施工中发生的异常情况；能顺利施工或及时处理施工中发生的异常情况； 从脱砂压裂的工艺原理和工艺过程可以看出，要通从脱砂压裂的工艺原理和工艺过程可以看出，要通过脱砂压裂在地层中实现预定的裂缝参数，在设计时必过脱砂压裂在地层中实现预定的裂缝参数，在设计时必须在综合考虑地层和压裂液性能的条件下，须在综合考虑地层和压裂液性能的条件下， 脱砂压裂工艺脱砂压裂工艺 研究解决好三个关键问题：研究解决好三个关键问题： 一是一是确定使裂缝半径确定使裂缝半径延伸到预定长度时，能够在缝端产生脱砂的前置液用量延伸到预定长度时，能够在缝端产生脱砂的前置液用量和第一批混砂液的浓度；和第一批混砂液的
44、浓度；二是二是模拟计算缝端脱砂后，缝模拟计算缝端脱砂后，缝内压力随注入排量和混砂液量的上升规律；内压力随注入排量和混砂液量的上升规律；三是三是根据压根据压力上升到最大允许值时可以注入的混砂液量，制定出能力上升到最大允许值时可以注入的混砂液量，制定出能够实现预定裂缝导流能力的加砂方案。够实现预定裂缝导流能力的加砂方案。 脱砂压裂工艺脱砂压裂工艺 (3) (3)应用效果：应用效果：共施工共施工2525口井，实现脱砂口井，实现脱砂2121口井，口井，工艺成功率为工艺成功率为84%84%。实现脱砂压裂的。实现脱砂压裂的2121口井中口井中, ,有有1313口口井为水驱采油井，计产井为水驱采油井，计产1
45、010口井，日增油口井，日增油12.912.9t t；8 8口聚口聚合物采出井，日增油合物采出井，日增油27.827.8t t。 脱砂压裂工艺脱砂压裂工艺高能气体复合压裂工艺高能气体复合压裂工艺 (1)(1)原理原理 高能气体复合压裂高能气体复合压裂是一项把高能气体压裂和水是一项把高能气体压裂和水力压裂结合起来压裂技术。高能气体压裂是利用特定的力压裂结合起来压裂技术。高能气体压裂是利用特定的火药或火箭推进剂在目的油层井段进行燃烧，产生高温火药或火箭推进剂在目的油层井段进行燃烧，产生高温高压气体，以脉冲加载方式冲击油层，使井筒周围的岩高压气体，以脉冲加载方式冲击油层，使井筒周围的岩层产生多方位径
46、向裂缝，并沟通天然裂缝。高能气体压层产生多方位径向裂缝，并沟通天然裂缝。高能气体压裂后裂后, ,利用水力压裂使其微小裂缝扩张，进行填砂支撑利用水力压裂使其微小裂缝扩张，进行填砂支撑，从而使近井地带导流能力增强，增加生产层的出液强，从而使近井地带导流能力增强，增加生产层的出液强度，提高油井产量。度，提高油井产量。 高能气体复合压裂工艺高能气体复合压裂工艺 高能气体复合压裂工艺高能气体复合压裂工艺 (2) (2)适用地质条件适用地质条件 处理层的上下夹层厚度不小于处理层的上下夹层厚度不小于3m3m，以保证，以保证不致于因爆炸对固井质量的影响造成层间窜流；不致于因爆炸对固井质量的影响造成层间窜流；
47、复合改造层应有较好的有效厚度和连通厚复合改造层应有较好的有效厚度和连通厚度。度。 (3)(3)应用效果：应用效果：现场施工油井现场施工油井174174口口( (其中老其中老区区101101口，外围口，外围7373口）口）, ,老区压后平均单井日增油老区压后平均单井日增油13.7t13.7t；外围压后平均单井日增油；外围压后平均单井日增油6.6t6.6t。施工注。施工注水井水井1717口口( (老区老区1414口，外围口，外围3 3口），老区压后平均口），老区压后平均单井日增注单井日增注110.0m110.0m3 3。 高能气体复合压裂工艺高能气体复合压裂工艺 (1)(1)工艺原理工艺原理 用化
48、学药剂作为前置液，利用化学药剂反应用化学药剂作为前置液，利用化学药剂反应产生的气体和热量使近井地带堵塞微粒和孔隙张产生的气体和热量使近井地带堵塞微粒和孔隙张力的重新分布，并改变压裂目的层内流体的流变力的重新分布，并改变压裂目的层内流体的流变性，降低原油粘度，另外，性，降低原油粘度，另外， 化学药剂反应产生的化学药剂反应产生的气体和热量还有利于压裂液返排。气体和热量还有利于压裂液返排。热化学压裂工艺热化学压裂工艺 (2) (2) 适用地质条件适用地质条件 可用于含蜡高、地层温度低、原油稠的油可用于含蜡高、地层温度低、原油稠的油层改造。层改造。 (3)(3)应用效果：应用效果：现场应用现场应用16
49、16口井，平均单井口井，平均单井日产油日产油5.25.2t t ，比同区块常规压裂投产井产油强，比同区块常规压裂投产井产油强度提高度提高1.31.3t/d.m, t/d.m, 返排率提高返排率提高6-156-15个百分点。个百分点。 热化学压裂工艺热化学压裂工艺斜直井分层压裂工艺斜直井分层压裂工艺 (1) (1) 原理原理 斜直井压裂原理与普通压裂基本相同。但斜直井压裂原理与普通压裂基本相同。但由于井眼轴线偏离垂线，一是使胶筒密封性由于井眼轴线偏离垂线，一是使胶筒密封性变差，二是变差，二是 倾斜状态下卡段内的油套环空存倾斜状态下卡段内的油套环空存砂严重，容易造成砂堵或砂卡管柱，因此砂严重，容易
50、造成砂堵或砂卡管柱，因此, ,斜斜直井对工具性能和压裂技术有较高的要求。直井对工具性能和压裂技术有较高的要求。斜直井压裂管柱主要斜直井压裂管柱主要由以下部件组成：油由以下部件组成：油管、安全接头、水力管、安全接头、水力锚、返洗井封隔器、锚、返洗井封隔器、导压喷砂封隔器。导压喷砂封隔器。安全接头安全接头套管死堵导压喷砂封隔器反洗井封隔器油管油管水力锚水力锚压裂油层待压油层待压油层 斜直井分层压裂工艺斜直井分层压裂工艺水平井多段压裂工艺水平井多段压裂工艺 是通过在水平井的水平段进行射孔、压裂，形成是通过在水平井的水平段进行射孔、压裂，形成高波及效率的与井筒垂直（或平行）的水力压裂裂缝高波及效率的与
