高速通道压裂新技术

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1、高速通道压裂新技术水力压裂的目的是建立从地层到井筒的流动路径，提高油气井产能。常规压裂技术通常采用支撑剂填充裂缝，保持裂缝开启，从而建立有效生产通道。本文所述的新型压裂技术在整个支撑剂填充区形成高速通道网络，将裂缝导流能力提高儿个数量级。通过在几个油气田的成功实施，表明该技术能明显改善油气井的经济生产能力。Emmanueld’HuteauYPF公司阿根廷Neuqu6nMattGillardMattMillerAlejandroPena美lil得克萨斯州SugarLandJeffJohnsonMarkTurnerEncana汕气（

2、美国）公司美国科罗拉多州丹佛1947年，Stanolind石油天然气公司在美国堪萨斯州两南部的Hugoton油田进行了首次水力压裂实验。此后，勘探与生产公司开始广泛采用这种油气藏增产技术提高或延长油井产能。实际上，今天仍在生产的很多油气田，如果没有实施水力压裂，早就不具备经济开采能力。水力压裂作业过程中，用专业化设备向并中快速泵入压裂液，泵入速度快于压裂液I4地层屮的渗入速度，从而迫使地层压力上升，使地层破裂，从而产生裂缝（卜图）。通过连续泵入压裂液，使裂缝从井筒向地层远处延仲,从而增加导流面积，确保更多油气流向井筒，帮助提高油

3、气井产能。理想化的裂缝延伸横截闹视图。通过连续泵入压裂液（虚线箭尖）使裂缝沿圾小应力面向两边延仲，形成裂缝中-翼。OlegMedvedev加拿大艾伯塔省埃德蒙顿TomRheinPetrohawk能源公司得克萨斯州CorpusChristiDeanWillberg美M犹他州盐湖城《油田新技术》2011年秋季刊：23卷，第3期。©2011斯伦贝谢版权所有。Clea『FRAC和HiWAY是斯伦以谢公司的商标。100储层滲透率1ml）«K)1,(XX)水力压裂对井产能的影响效果。阁中曲线表明三［I储层渗透率各小相PJ的假设生产井经过水力

4、伍裂记，产生的裂缝尺1如何提商丫这些井的平天然气产贵。裂缝半长是从卯简昀一边延仲的距离。fiS层渗透率越低，水力也裂提岛产能的效果越好。40060（）有效裂缝半长，ft成裂缝，并尽可能使裂缝延伸较远距离，同吋还能将支撑剂从井简携带到裂缝2010中。压裂施工完毕，压裂液的粘度必须尽可能降低，保证能够迅速有效地被清出井简。最好是支撑剂填充层中2000也不要残留压裂液，否则可能降低裂缝导流能力，阻碍汕气生产。六十年来，化学家和工程师们一直致力于研究开发能够产生理想裂缝1990的支撑剂和压裂液。因此，这些材料的化学和物理特性多年來也发生

5、了显著变化。支掙剂已从原始材料如果壳，^1980发展到天然砂粒，再到用陶瓷或铝土、廿矿加工的髙强度球体。压裂液也从最初的稠化汕发展成线性和交联聚合物溶液。将化学破胶剂加入聚合物液后，^0能够分解聚合物，降低裂缝屮残留的聚合物量，同时提高裂缝导流能力（右图）。20世纪90年代后期，斯伦贝谢开发了基本上无残留的压裂液体系，即ClearFRAC无聚合物压裂液K◊用ClearFRAC压裂液处理过的支撑剂充填1960起

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9、[槲压裂液体系辅助技术发泡型压裂液胶贺破胶剂稠化油烃类化合物采用压裂技术，作业公司能更快地回收油气井开发成本，

10、并人幅度提高最终油气产量（下图）。水力压裂过程中，两种重要材料（支撑剂和压裂液）被泵入井中m。支剂足颗粒状的，用于搾幵裂缝，保持新形成的流通路径张开，从而促进油气生产。另外，应仔细分选支撑剂颗粒的粒径和圆度，确保构建高效导梳通道，或支撑剂充填层，使流体能从储层流向井筒。某些支撑剂表面宥一层树脂涂层，能在泵入井筒后将支撑剂颗粒胶结在一起，从而提髙充填层的稳定性。通常，颗粒较人较圆的支搾剂形成的充填层渗透能力更好，用行话来讲，就是充填层的导流能力较商。压裂措施主要分两个流体泵入阶段。笫一阶段，即泵入前置液阶段，在该阶段不注入支撑剂。

11、前置液通过套管射孔孔眼以能够压开地层、形成裂缝的速度和压力被泵入井筒⑵。第二阶段，即泵入支撑剂携带液阶段。携带液把支撑剂通过射孔孔眼送入压幵的裂缝。停泵后裂缝在支撑剂上闭合，使得支撑剂在压裂液返排及油气生产期间仍停留在裂缝中。压裂液的粘度应足够大，以便形层导流能力接近理论预测值。支撑剂充填层的导流能力达到最大石油行业开始调查进一步提髙水力压裂效果的方法。当工程师们把重点转向建立充填层的不同方式吋，他们终于找到Y答案。纤维辅助携带剂粘弹性表而活性剂凝胶交联聚合物凝胶•硼、钛、锫盐破胶剂线性聚合物凝胶•瓜尔胶衍生物•羟乙基纤维索

12、1950伍裂液发展史。平期压裂作、Ik采川烃基伍裂液。作业人员常把增稠剂添加到同层产出的油屮。水基压裂液，如线性聚合物溶液，于20世纪60年投入使川。然而，随卷卯眼越来越深，地层溫度越來越岛，上述压裂液的粘度就不再适川。为提岛压裂液的热稳定性，化挙师在压裂液中添