【7A文】水力压裂新技术.ppt

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1、绪论1油气井增产方法1.1油气井低产的主要原因近井地带受伤害，导致渗透率严重下降油气层渗透性差地层压力低，油气层剩余能量不足地层原油粘度高1.2油气井增产途径提高或恢复地层渗透率保持压力增加地层能量降低井底回压降低原油粘度绪论绪论1.3油气井增产方法水力压裂HydraulicFracturing酸化Acidizing爆炸Explosion高能气体压裂水力冲击波压裂振动压裂绪论1.4油气层增产工艺砂岩储层水力压裂、基质酸化碳酸盐岩储层酸压、基质酸化、水力压裂特低渗坚硬储层高能气体压裂、高能气体

2、压裂+水力压裂…...绪论2水力压裂2.1基本概念利用地面高压泵组，以超过地层吸收能力的排量将高粘液体（压裂液）泵入井内，而在井底憋起高压，当该压力克服井壁附近地应力达到岩石抗张强度后，就在井底产生裂缝。继续将带有支撑剂的携砂液注入压裂液，裂缝继续延伸并在裂缝中充填支撑剂。停泵后，由于支撑剂对裂缝的支撑作用，可在地层中形成足够长、有一定导流能力的填砂裂缝。水力压裂HydraulicFracturingS1S2S3S4压裂压裂绪论2.2增产机理沟通油气储集区，扩大供油面积。砂岩储层中的透镜体、裂缝性油藏的裂缝和溶洞改变井筒周围

3、渗流特征，节约地层能量。克服井底附近污染绪论2.3发展阶段(1)一般性的单井增产、增注措施(2)大型压裂工艺技术的发展和应用(3)优化压裂设计技术的发展和应用(4)低渗油藏整体压裂开发技术的研究和应用(5)中高渗油藏端部脱砂压裂技术研究和应用绪论2.4在油气勘探开发中的作用(1)勘探阶段增加可采储量；美国可采储量的20~30%通过压裂获得。(2)开采开发阶段增加油气井产量和注水井的注水量;调整油田开发矛盾，改善吸水、出油剖面;提高油田采收率;(3)其它方面控制井喷;煤矿开采，工业排污，废核处理等。6.1水力压裂岩石力学图6.1压

4、裂施工曲线PF—破裂压力PE—延伸压力PS—地层压力P井底>=PF时压力时间排量不变，提高砂比，压力升高反映了正常的裂缝延伸裂缝闭合压力（静）裂缝延伸压力（静）净裂缝延伸压力管内摩阻地层压力（静）破裂前置液携砂液裂缝闭合加砂停泵baa—致密岩石b—微缝高渗岩石FECS6.1.1地应力分析=+xzyyxz地层岩石三维应力状况+6.1.1.1重力应力主应力:x，y，z应变:x，y，zz—垂向主应力,MPar—随深度变化的上覆岩体密度，Kg/m3h—深度，mg—重力加速度，m/s2由广义虎克定律:总应变:同理

5、:由于周围岩石的围限作用:考虑孔隙流体压力后的地层水平应力:6.1.1.2地质构造应力构造运动引起的地应力增量。它以矢量形式迭加在地层重力应力场,使相邻不同岩性地层受到的应力显著不同，造成水平应力场不均匀。在断层和裂缝发育区是应力释放区。—正断层，水平应力x可能只有垂向应力z的1/3，—逆断层或褶皱带的水平应力可大到垂向应力z的3倍。特点：—构造应力属于水平的平面应力状态—挤压构造力引起挤压构造应力—张性构造力引起拉张构造应力—由于构造运动的边界影响，构造应力在传播过程中逐渐衰减。6.1.1.3热应力由于地层温度变化在其内部

6、引起的内应力增量，热应力主要与温度变化和岩石热力学性质有关。T—材料线膨胀系数T—温度T—温度增量裂缝方向总是垂直于最小主应力6.1.1.4人工裂缝方位xzy当z最小时，形成水平裂缝。xzyyxz当z>x>y，形成垂直裂缝，裂缝面垂直于y方向；当z>y>x，形成垂直裂缝，裂缝面垂直于x方向；显裂缝地层很难出现人工裂缝。微裂缝地层—垂直于最小主应力方向；—基本上沿微裂缝的方向发展，把微裂缝串成显裂缝。6.1.2水力压裂造缝机理地应力分布十分复杂，既与区域动力场和局部构造应力有关，又与现代活动应

7、力场联系密切。假设地层岩石为线弹性体，首先针对裸眼井分析井壁最终应力分布，结合岩石破裂准则讨论水力压裂诱发人工裂缝的造缝条件。rxyrrw6.2.1.1井壁最终应力分布1.井筒处应力分布x、y—x方向和y方向上应力，Pa；r、—径向和周向（切向）应力，Pa；，r—任意径向与x轴的极角和极径，m；r—计算点剪切应力，Pa。对于水平应力场均匀，（x=y=H），则A.离井壁越远，切向压应力迅速降低,径向压应力逐渐增加;B.大约几个井径之后，切向压应力降为原地应力，径向应力增加到原地应力;C.水平应力场均匀时，井壁

8、切向应力均为压应力。当r=rw，＝0及180时，＝3y－x当r=rw，＝90及270时，＝3x－y当x=y时＝2y=2x说明周向应力相等，与无关当x>y时()0,180=()min()9