压裂工艺-中亚石油

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1、油气井增产增注措施李凤君中亚石油注采工程部绪论油气井增产方法酸化、水力压裂的历史各类储层中增产方法的使用压裂、酸化在勘探开发中的作用油气井增产方法油气井产量低的主要原因油气井增产途径水力压裂酸化新工艺、新技术油气井产量低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油气井增产和水井增注方法水力压裂HydraulicFracturing酸化Acidizing爆炸Explosion新工艺、新技术高能气体压裂水力冲击波压裂

2、振动压裂酸化Acidizing常规酸化MatrixAcidizing（基质酸化、解堵酸化）压裂酸化AcidFracturing（简称酸压）前置液酸压普通酸压或一般酸压酸洗AcidWash水力压裂HydraulicFracturingS1S2S3S4压裂压裂水力压裂HydraulicFracturing常规水力压裂ConventionalHydraulicFracturing巨型水力压裂MHF---MassiveHydraulicFracturing水力压裂历史1947年美国Hｏｇｏｔｏｎ气田1949年美国Aｍｏｃｏ公司1952年延长油矿1955年

3、玉门油田各类储层中增产方法的使用砂岩储层SandstoneFormation水力压裂、基质酸化碳酸盐岩储层基质酸化、酸压、水力压裂特低渗储层MHF特低渗坚硬储层高能气体压裂水力压裂、酸化的作用在勘探阶段增加工业可采储量在开发阶段油气井增产水井增注调整层间矛盾改善吸水剖面二次和三次采油中应用控制井喷其它煤层气开采工业排污水力压裂控制井喷S1S2S3S4压裂水力压裂(HydraulicFracturing)水力压裂概念造缝机理压裂液支撑剂压裂设计压裂工艺水力压裂概念水力压裂就是利用地面压裂车组将一定粘度的液体以足够高的压力和足够大的排量沿井筒注入井

4、中。由于注入速度远远大于油气层的吸收速度，所以多余的液体在井底憋起高压，当压力超过岩石抗张强度后，油气层就会开始破裂形成裂缝。当裂缝延伸一段时间后，继续注入携带有支撑剂的混砂液扩展延伸裂缝，并使之充填支撑剂。施工完成后,由于支撑剂的支撑作用，裂缝不致闭合或至少不完全闭合，因此即可在油气层中形成一条具有足够长度、宽度和高度的填砂裂缝。此裂缝具有很高的渗滤能力，并且扩大了油气水的渗滤面积，故油气可畅流入井，注入水可沿裂缝顺利进入地层，从而达到增产增注的目的。水力压裂HydraulicFracturingS1S2S3压裂第一节造缝机理PF—破裂压力PE

5、—延伸压力PS—地层压力P井底>=PF时一地应力及其分布=+xzyyxz地层岩石三维应力状况+（一）应力主应力:x，y，z应变:x，y，zH-----深度，米z-----垂向主应力,岩石比重范围:2.1-2.5一般为:2.3有效垂向应力:Ps---地层压力或流体压力由广义虎克定律:总应变:同理:由于周围岩石的围限作用:（二）地质构造对应力的影响地质构造的影响使应力变化裂缝方向总是垂直于最小主应力rxyrRw（三）井壁上的应力（三）井壁上的应力井筒对地应力及其分布的影响当r=rw，＝0及180时，＝3y－x当

6、r=rw，＝90及270时，＝3x－y无限大平板中钻有一园孔的应力分布当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()90，270=()max随r增加，迅速降低(平方次)应力集中Pf>PE井眼内压所引起的井壁应力由弹性力学拉梅公式(拉应力为负)当re，Pe=0及r=ra时，＝-Pi压裂液渗入地层引起的井壁应力井壁上的总周向应力＝地应力+井筒内压+渗滤引起的周向应力二、造缝条件讨论应力的目的：地层在何种条件下形成裂缝a—产生垂直裂缝；b—产生

7、水平裂缝裂缝面垂直于最小主应力方向岩石破裂力学研究两大基础弹性力学基础第一强度理论－－最大拉应力>最小主应力线弹性断裂力学基础(一)形成垂直缝条件－压为正，拉为负－最大有效周向应力大于水平方向抗拉强度有液体渗滤当破裂时，Pi=PF无液体渗滤当破裂时，Pi=PF(二)形成水平缝条件－最大有效周向应力大于垂直方向抗拉强度有液体渗滤有效总垂向应力为：当破裂时，Pi=PF1.94无液体渗滤有效总垂向应力为：当破裂时，Pi=PF0.94（三）破裂压力梯度定义千帕/米可以用破裂梯度α的大小估计裂缝的形态。根据应力分析和矿场资料分析结果，α小于0.15-0.18

8、多形成垂直裂缝，而大于0.23的则是水平裂缝。深地层出现的多为垂直裂缝，浅地层出现水平裂缝的几率多。这是由于浅地层的垂向应