油田应用化学3[1]

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1、第三章压裂液(FracturingFluids)1油层造缝机理2压裂液性能及分类3水基压裂液4油基压裂液5泡沫压裂液6清洁压裂液7压裂液性能评价8压裂工艺技术www.swpu.edu.cn概念油层水力压裂(HydraulicFracturing)，简称为油层压裂或压裂，是—项改造油层渗流特性的工艺技术，是油气井增产、注水井增注的一项重要工艺措施。它是利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，随即在井底附近形成高压。此压力超过井底附近地层应力及岩石的抗张强度后，在地层中形成裂

2、缝。继续将带有支撑剂的液体注入缝中，使缝向前延伸，并填以支撑剂。这样在停泵后即可形成一条足够长，具有一定高度和宽度的填砂裂缝，从而改善油气层的导流能力。www.swpu.edu.cn水力压裂的重要作用(1)提高勘探含油气评价，增加可采储量Wattenberg气田陕北安塞特低渗油田H=1000-1300m，h=12.2m，φ=12.4%,kair=1-2md,ke<0.5md,So=55-57%,pr=8.3-9.8MPawww.swpu.edu.cn(2)油气井增产、水井增注60100日产液量50

3、80日产油量40含水603040202010001-Oct-007-Oct-006-Nov-006-Dec-005-Jan-0113-Oct-0019-Oct-0025-Oct-0031-Oct-0012-Nov-0018-Nov-0024-Nov-0030-Nov-0012-Dec-0018-Dec-0024-Dec-0030-Dec-0011-Jan-0117-Jan-0123-Jan-0129-Jan-01www.swpu.edu.cn(3)调整层间矛盾，改善产油、吸水剖产油剖面水井压裂前后

4、吸水剖面变化132806.8-2807.5112814.1-2815.8972833.4-2835.1层号压裂后(33.9)压裂后5压裂前(3.8)压裂前2882.4-2884.4312892.3-2896.101234562918.0-2921.5小层产量,m3/d0102030405060(4)提高采收率www.swpu.edu.cn水力压裂增产机理（１）沟通油气储集区，增加单井控制储量，连通透镜体和裂缝带、扩大渗流面积。www.swpu.edu.cn(2)变径向流动为线性流动井裂缝井(3)解

5、除污染www.swpu.edu.cn第一节油层压裂造缝机理井底压力曲线力压破加停裂砂泵F前置携砂裂缝闭合pF—破裂压力液液p—延伸压力Ea排量不变，提高砂比，井筒摩p—地层压力bS压力升高反映了正常的阻Ep>=p时裂缝延伸净裂缝延伸压井底FC力a—致密岩石b—微缝高渗岩S反映了井底附地层压力石（静）地层中，地应力的分布不同时压裂施工典型曲线间及岩石在力学性质上的差异www.swpu.edu.cn一、裂缝形成1、地层应力及分布地应力存在于地壳内部的应力，是由于地壳内部的垂直运动和水平运动及其它因素综

6、合作用引起介质内部单位面积上的作用力。σ(ε)地下岩石应力状态zz为三向不等压压缩状态.σ(ε)yy主应力:σx，σy，σz；应变:εx，εy，εzσεx（x）www.swpu.edu.cn一、裂缝形成２、裂缝的形态与方位油层通过水力压裂后形成的裂缝有两种形态：即水平裂缝和垂直裂缝。原理：裂缝面垂直于最小主应力方向当σz最小时，形成水平裂缝；当σY或σx＜σz，形成垂直裂缝。σzσyσyσxσxwww.swpu.edu.cn一、裂缝形成３、裂缝的宽度闭合宽度：地面外来压力消失后，裂缝闭合后的宽度。

7、压裂宽度：压裂过程中裂缝张开的宽度。＊压裂宽度始终大于闭合宽度裂缝宽度分布示意图裂缝长度示意图www.swpu.edu.cn一、裂缝形成４、裂缝的长度表征方法：压裂缝长和有效缝长(又称支撑缝长)；∑有效缝长：指在压力消失，裂缝闭合后的裂缝的长度，亦即支撑剂充填的裂缝的长度L；∑压裂缝长：在压裂过程中所形成的裂缝的长度L′。＊压裂缝长始终大于有效缝长；＊裂缝的长度与地层岩石的性质、天然裂缝的发育、压裂施工规模等有关。www.swpu.edu.cn一、裂缝形成5、裂缝的高度油层压裂之后，裂缝向油层深处

8、延伸的同时，也不断加宽与加高，实际上裂缝在三个方向上同时扩展。裂缝高度可能大于油气层厚度。裂缝高了，必然缝短，降低了压裂的有效性。裂缝的高度与油气层上下有无遮挡层、油气层岩石的性质、施工排量、压裂液的粘度、水平地应力等因素有关。www.swpu.edu.cn裂缝几何尺寸与压裂液粘度的关系压裂液的性能对压裂后增产效果起着非常关键的作用。压裂液必须保证流体能够将支撑剂携带并充填于裂缝中，以使压力解除后，裂缝处于开启状态，从而形成一条超过地层传导率的高导流能力裂缝。www.swpu.ed