1、1一、压裂设计（一）地质设计（二）工程设计2 1.压裂施工井的基本情况和动态资料；压裂施工井的基本情况和动态资料；(1)施工井的基本数据施工井的基本数据 (2)压裂层段基本数据压裂层段基本数据 (3)生产动态资料生产动态资料(油井生产方式，油咀尺寸（或泵径），油套压，流压，目前地层压力，油气产量，气油比，含水率等。)2.低产原因分析；低产原因分析；3.施工目的依据施工目的依据,效果预测；效果预测；4.确定施工参数确定施工参数；5.选择管柱选择管柱,确定压裂方式确定压裂方式,校核管柱强度；校核管柱强度；6.成本核算成本核算,效益分析；效益分析；7.制定安全措施；制定安全措施；3HfrFbPPPP
2、4 QPHPb7.16 水马力:在单位时间内将一定量的液体提升或泵送一定距离所需要的功率hpHPn15qQn2),(21nnMaxn n为不小于为不小于n1,n2的整数的整数(8)确定平衡压确定平衡压力力67 1.由由Pc 确定确定(KfWf)(一组数据一组数据)2.由由(KfWf)及及Jf/J0 确定确定LD (一组数据一组数据)3.确定确定H,A(有效缝面积有效缝面积)2RAHLA2 4.确定压裂液配方确定压裂液配方(若干若干),计算计算C(一组数据一组数据)5.给定给定Q(若干若干),计算缝宽计算缝宽W(若干组数据若干组数据)6.用试算法确定施工时间用试算法确定施工时间 t (若干组数据
3、若干组数据)给定给定t,计算计算A,将此将此A与步骤与步骤3中的中的A对比对比,若不相符若不相符,重定重定t值再试值再试8 7.确定压裂液总量确定压裂液总量 (若干组数据若干组数据)V=Qt 8.确定加砂量确定加砂量 (若干组数据若干组数据)Vs=裂缝砂浓度裂缝砂浓度(Kg/m2)面积面积A/每方砂重每方砂重 9.携砂液量携砂液量=Vs/砂比砂比(体积浓度体积浓度)10.顶替液量顶替液量=井筒体积井筒体积顶替液量顶替液量9压裂设计举例：压裂设计举例：已知某油井，基本参数如下：已知某油井，基本参数如下：1油层参数油层参数：(1)油层深度油层深度2500m,(2)油层厚度油层厚度15m,(3)每米
4、射孔每米射孔10孔，孔径孔，孔径10mm,(4)油层压力油层压力26.2MPa，(5)生产流压生产流压15.0MPa,(6)孔隙度孔隙度 10%,(7)渗透率渗透率2.510-3m2,(8)地层温度地层温度80C10(9)井径井径9”,(10)油层套管油层套管5”,油管油管 2”,(11)流体压缩系数流体压缩系数610-3(MPa)-1,(12)岩石弹性模量岩石弹性模量 2.5104MPa,泊松比值泊松比值0.25 (13)地层油粘度地层油粘度 210-3 PaS,(14)井距井距 400400 m2.11 2.压裂液参数压裂液参数(1)流态指数流态指数 n=1.0,(2)稠度系数稠度系数K=
5、0.03NSn/m2(PaSn),(3)密度密度1000kg/m3,(4)C3=910-3 m/(min),(5)水摩阻水摩阻650kPa/100m,(6).压裂液摩阻为水的压裂液摩阻为水的70%3.3.施工参数施工参数 (1)(1)破裂压裂梯度破裂压裂梯度0.018MP0.018MPa a/m,(2)/m,(2)排量排量1.81.8 m m3 3/min,(3)/min,(3)砂子粒径砂子粒径0.42-0.84mm(40-200.42-0.84mm(40-20目目),),砂砂子密度子密度2650Kg/m2650Kg/m3 3 (4)(4)缝内砂浓度：缝内砂浓度：4.87Kg/m4.87Kg/
6、m2 2124.4.设备参数设备参数 压裂车单车功率压裂车单车功率h hp p=530KW,=530KW,最大压力最大压力50.0MPa,50.0MPa,压裂车效压裂车效率率0.85,0.85,泵压泵压30.0-40.0MPa30.0-40.0MPa时时,排量排量0.85-0.63m0.85-0.63m3 3/min./min.试进行压裂施工设计分析试进行压裂施工设计分析 此例中既没有给定压裂要达到的增产倍数，也没有给此例中既没有给定压裂要达到的增产倍数，也没有给定施工所需的压裂液和支撑剂用量，因此，既不属于第一定施工所需的压裂液和支撑剂用量，因此，既不属于第一类，也不属于第二类，若按第一类方
7、法设计则应首先确定类，也不属于第二类，若按第一类方法设计则应首先确定增产倍数，增产倍数，P PC C通过实验或查图求出通过实验或查图求出K Kf fW Wf f由由K Kf fW Wf f查图求出可能的增产查图求出可能的增产增产倍数。增产倍数。若按第二类方法设计若按第二类方法设计,则应首先确定压裂液总量则应首先确定压裂液总量,先假设先假设一组不同的压裂施工排量一组不同的压裂施工排量:Q tLQ tLa aWWf fKKf fW Wf fJJf f/J/J0,0,最后确定最优方案最后确定最优方案.此题按第一类方法设计此题按第一类方法设计13解解:(一一)确定压裂增产倍数及缝面面积确定压裂增产倍数
8、及缝面面积 1.1.破裂压力破裂压力 =0.018=0.0182500=45.0MPa2500=45.0MPa 2.2.闭合压裂闭合压裂:P PC C=P=PF F-P-Pf f=45.0-15.0=30.0MPa =45.0-15.0=30.0MPa 图图717 砂子与陶粒的导流能力砂子与陶粒的导流能力 3.3.在闭合压力在闭合压力P PC C=30.0MPa=30.0MPa条件下，采用粒径条件下，采用粒径0.42-0.840.42-0.84的的石英砂进行导流能力试验石英砂进行导流能力试验,当裂缝单位面积砂浓度为当裂缝单位面积砂浓度为4.87Kg/M4.87Kg/M2 2时，查图时，查图7-
9、177-17，导流能力，导流能力K Kf fW Wf f=50=50 4.4.假设产生垂直缝（假设产生垂直缝（=15-18=15-18，地层深度，地层深度2500M2500M，一般产一般产生垂直缝）。导流能力比：生垂直缝）。导流能力比：HPFcmm 24.02001047.2405.210501047.2402424AKWKff14 取有效缝长为供油半径的取有效缝长为供油半径的50%能获得最理想的增产倍数能获得最理想的增产倍数和较好的经济效益和较好的经济效益.供油半径为井距之半供油半径为井距之半,则缝长为则缝长为:La=20050%=100m 5.确定填砂裂面积确定填砂裂面积 另由测井资料知道
10、另由测井资料知道,该油层上下无遮挡层该油层上下无遮挡层,裂缝将在油层上裂缝将在油层上下同时延伸下同时延伸(假设上下各超越假设上下各超越5m),取缝高为取缝高为25m缝面积缝面积:250001002522mLHAaf (二二)确定压裂液用量及加砂量确定压裂液用量及加砂量 1.1.压裂液滤失系度压裂液滤失系度:由流态指数由流态指数n=1n=1可知可知1535.0311017.203.01.0)2.260.45(105.2171.0171.003.0fafPKCspKmin/m35.021025.2136.0fCKPCmin/m3108.9Cmin/m2.2.求泵注时间求泵注时间:设动态缝长为设动态
11、缝长为110M(110M(比有效缝多比有效缝多10m)10m)16由公式由公式 得得:取泵注时间为取泵注时间为7373分钟分钟3 3求压裂液用量：求压裂液用量：4 4求加砂量：求加砂量：按每平方米含砂按每平方米含砂4.87Kg4.87Kg，每方砂重每方砂重2650 Kg2650 Kg计算计算HCtQL21min738.1110108.92522232QHCLt3131738.1mtQU319.92650500087.4mVs5 5求携砂液求携砂液:采用砂比采用砂比15%15%9.19/15%=61.3 m 9.19/15%=61.3 m3 3176 6顶替液：顶替液：采用油管压裂液时采用油管压
12、裂液时 井筒体积井筒体积=m=m3 3取顶替液取顶替液10M10M3 3 （为防止产生缩颈现象，顶替液体积，一般为防止产生缩颈现象，顶替液体积，一般不得超过井筒体积的不得超过井筒体积的1.51.5倍）倍）前置液：前置液：131-61=70M131-61=70M3 355.72500062.042检验前置液用量：检验前置液用量：t=V/Q=70/1.8=38.9 mint=V/Q=70/1.8=38.9 min73108.9259.388.1214L18d ds s=0.42-0.84mm=0.42-0.84mm W 2-3d W 2-3ds s 前位置液用量能满足支撑剂进入裂缝的要求前位置液用量能满足支撑剂进入裂缝的要求 mmmHGLQWff5005.0153.0412（三）确定泵压及压裂功率（三）确定泵压及压裂功率 1 1泵压泵压3187525008.97.0450001002500650HfrFbPPPPKPa2 2功率功率19KWNHKWQPNPp113485.09.9639.9638.1318750168.00168.03.3.压裂车台数压裂车台数 14.253011341pPhHn86.263.08.12qQn取压裂车台数取压裂车台数n=3n=3（台）台）20
