水力压裂技术概述ppt课件.ppt

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1、水力压裂工程HydraulicFractureEngineering1.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，就在井底产生一条或几条水平或垂直裂缝。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，可在地层中形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝。一、水力压裂及发展历程“水力压裂”是什么?液体连续注入使得人工裂缝变得更大。液体将高强度的固体颗粒（支撑剂）带入并充

2、填裂缝。施工结束，液体返排，支撑剂留在裂缝中，形成高流通能力的油气通道，并扩大油气的渗流面积。利用液体传递压力在地层岩石中形成人工裂缝。从油藏工程的观点出发单井压裂整体压裂以研究单井渗流方式与渗流阻力的变化实现单井产能提高为目的。它以建立的油藏注水开发井网与水力裂缝优化组合的渗流系统实现单井产能与扫油效率的提高为其主要内容。2.水力压裂的发展历程我国从五十年代起已开始进行水力压裂技术的研究，1952年在延长油矿开始的。50、60年代1949.3在美国俄克拉荷马州的维尔玛进行了第一次商业性的压裂施工。压裂主要作为单井的增产

3、、增注措施，以追求单井增产增注效果为目标，没有考虑实施压裂措施后，对油田开采动态和开发效果的影响。2.水力压裂的发展历程水力压裂技术发展迅速，在压裂材料、工艺技术和设计方法等方面都取得了新的进展。力压裂已不再仅仅被孤立地作为单井的增产、增注措施来考虑，而是与油藏工程紧密结合起来，用于调整层间矛盾、改善驱油效率，成为提高动用储量、原油采收率和油田开发效益的有力技术措施。70年代进入低渗透油田的勘探开发领域，由于压裂技术的应用，大大增加了油气的可采储量，使本来没有工业开采价值的低渗透油气藏，成为具有相当工业储量和开发规模的大

4、油气田。80年代2.水力压裂的发展历程90年代水力压裂逐渐成为决定低渗透油田开发方案的主导因素。在研究制定低渗透油田开发方案时，按水力裂缝处于有利方位确定井排方位，通过确定井网类型、布井密度和压裂施工规模，使水力压裂与油藏工程结合的更加紧密，使低渗透油田的高效开发成为可能。近年来国内外在开发极低渗（以微达西计）的油气田中，水力压裂起到了关键性的作用。本来没有开采价值的油气田，经大型压裂后成为有相当储量及开发规模很大的油气田。水力压裂造缝及增产机理二、水力压裂的主要研究内容压前评估（压裂选井选层）压裂材料的优化选择水力压裂

5、设计水力裂缝诊断压后评估压裂是中、低渗透油气田勘探、开发过程中的重要环节三、水力压裂在勘探开发中的作用压裂是非均质、多油层油田调整层间矛盾、平面矛盾，实现分层开采的重要措施。压裂是低渗透油水井实现增产、增注技术的重要措施。压裂是对油层伤害解堵的有效方法。勘探阶段开发阶段压裂是实现低渗透、低孔隙度、低丰度油田经济开发的有效手段。三、水力压裂在勘探开发中的作用压裂是出砂油井进行防砂的有效方法压裂是煤层气开采或煤层采掘过程中排气的一种安全技术措施。开发阶段其他方面第一章岩石力学基础第一节岩石力学参数一、弹性模量定义岩石弹性模量

6、是指岩石受拉应力或压应力时岩石将产生变形，当负荷增加到一定程度后，应力与应变即呈线性关系，应力与应变的比值称为岩石的弹性模量。一、弹性模量作用岩石弹性模量的大小反映了储集层岩石的致密程度，它与压开缝宽成反比，与施工泵压成正比。在裂缝高度假设为恒定的二维模型中对牛顿流体，裂缝宽度与弹性模量的四分之一成反比.对牛顿流体，裂缝宽度与弹性模量的关系是：水力裂缝模型PKN模型：宽度剖面及水平剖面均为一椭圆，垂直剖面为矩形，裂缝高度恒定水力裂缝模型GDK模型：宽度剖面为矩形，水平剖面为椭圆形二、弹性模量定义岩石泊松比是指岩石受岩应力

7、时，在弹性范围内岩石的侧向应变与轴向应变的比值。二、弹性模量作用岩石泊松比则关系到压开的裂缝高度在纵向上的延伸程度与地应力剖面的解释。需注意：弹性模量值和泊松比值的大小反映了岩石的软硬程度。对砂岩而言，当岩石由软变硬时，弹性模量值由小至大，而泊松比恰恰相反。现场测试方法利用长源距声波测井（LSDS）取得纵波速度和横波速度，利用密度测井求得岩石密度，可获得岩石力学参数的动态值。三、孔隙弹性系数定义它是反映孔隙压力对岩石变形影响系数作用它是求取水平地应力的一个重要参数.第二节压裂压力一、岩石的断裂韧性应力强度因子定义应力强度

8、因子是指裂缝端部附近的应力大小。根据弹性理论，应力场是以原点位于裂缝端部的坐标系坐标系表示的。一、岩石的断裂韧性对于任意一个三维均匀体来说，裂缝加载有张开型、滑开型和撕开型3种基本模式。应力模型I称为张开型，裂缝前方有一法向张力。模型II称为滑开型，伴随有一个纵向剪力。模型III称为撕开型，伴随有一横向剪力。水力压裂