第5章水力压裂课件.pptVIP

* * 第五章 水力压裂技术 主要内容： (4) 压裂设计 (1) 造缝机理 (2) 压裂液 (3) 支撑剂 压裂的定义： 用压力将地层压开一条或几条水平的或垂直的裂缝，并用支撑剂将裂缝支撑起来，减小油、气、水的流动阻力，沟通油、气、水的流动通道，从而达到增产增注的效果。 第五章 水力压裂技术 利用特定的发射药或推进剂在油气井的目的层段高速燃烧，产生高温高压气体，压裂地层形成多条自井眼呈放射状的径向裂缝，清除油气层污染及堵塞物，有效地降低表皮系数，从而达到油气井增产的目的的一种工艺技术。 压裂的种类：(根据造缝介质不同) 水力压裂 高能气体压裂 干法压裂 第六章 水力压裂技术 利用100%的液体二氧化碳和石英砂进行压裂，无水无任何添加剂，压后压裂液几乎完全排出地层，可避免地层伤害。其关键技术是混合砂子进入液体二氧化碳中的二氧化碳混合器。适用于对驱替液、冻胶或表面活性剂的伤害敏感的地层，适合的储层包括渗水层、低压层及有微粒运移的储层以及水敏性储层。 利用压裂液造缝。 发射药或推进剂 100%的液体二氧化碳 压裂液 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，在井底憋起高压；当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地层产生裂缝；继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，使井达到增产增注目的工艺措施。 水力压裂： 水力压裂的工艺过程： 憋压 造逢 裂缝延伸 充填支撑剂 裂缝闭合 第六章 水力压裂技术 (2) 降低了井底附近地层中流体的渗流阻力：裂缝内流体流动阻力小。 水力压裂增产增注的原理: (1) 改变流体的渗流状态：使原来径向流动改变为油层与裂缝近似的单向流动和裂缝与井筒间的单向流动，消除了径向节流损失，降低了能量消耗。 第六章 水力压裂技术 裂缝影响，使得近井地带平均渗透率增加。 径向流动改变单向流动，流体流动阻力减小。 （a）浅穿透裂缝渗流模式图 （b）深穿透裂缝渗流模式图 压裂井渗流模型图 第一节 造缝机理 裂缝形成条件 裂缝的形态 裂缝的方位 井网部署 提高采油速度 提高原油采收率 所以，有利的裂缝状态及参数能够充分发挥其在增产、增注方面的作用。 造缝条件及裂缝的形态、方位等与井底附近地层的地应力及其分布、岩石的力学性质、压裂液的渗滤性质及注入方式有密切关系。 压裂过程井底压力变化曲线 a—致密岩石 b—微缝高渗岩石 破裂压力 延伸压力 地层压力 第一节 造缝机理 二、造缝条件 （一）形成垂直裂缝的条件 当井壁上存在的周向应力达到井壁岩石的水平方向的抗拉强度时，岩石将在垂直于水平应力的方向上产生脆性破裂，即在与周向应力相垂直的方向上产生垂直裂缝。造缝条件为： 当产生裂缝时，井筒内注入流体的压力即为地层的破裂压力： (二)形成水平裂缝的条件 当井壁上存在的垂向应力达到井壁岩石的垂向的抗张强度时，岩石将在垂直于垂向应力的方向上产生脆性破裂，即在与垂向应力相垂直的方向上产生水平裂缝。造缝条件为： 当产生水平裂缝时，井筒内注入流体的压力等于地层的破裂压力： 实验修正： 二、造缝条件 (三)破裂压力梯度(破裂梯度) 破裂梯度：地层破裂压力与地层深度的比值。MPa/km 各油田根据大量压裂施工资料统计出来的破裂梯度值为： ??(15～18)～(22～25) 深地层——垂直裂缝 浅地层——水平裂缝 根据破裂梯度的大小估计裂缝的形态： ?小于15～18时形成垂直裂缝 ?大于23时形成水平裂缝 二、造缝条件 第二节 压裂液 压裂液任务： 破裂地层、造缝、降温作用。一般用未交联的溶胶。 携带支撑剂、充填裂缝、造缝及冷却地层作用。必须使用交联的压裂液(如冻胶等)。 末尾顶替液：替液入缝，提高携砂液效率和 防止井筒沉砂。 前置液 携砂液 顶替液 中间顶替液：送携送砂液、防砂卡； 一、压裂液的性能要求 ①滤失少： ②悬砂能力强： ③摩阻低： ④稳定性好： ⑤配伍性好： ⑥低残渣： ⑦易返排： ⑧货源广、便于配制、价钱便宜。 造长缝、宽缝 取决于它的粘度与造壁性 取决于粘度 摩阻愈小，用于造缝的有效功率愈大 热稳定性和抗机械剪切稳定性 不应引起粘土膨胀或产生沉淀而堵塞油层 以免降低油气层和填砂裂缝的渗透率 减少压裂液对地层的伤害 大！ 二、压裂液类型 水基压裂液： 油基压裂液： 泡沫压裂液： 用水溶胀性聚合物(称为成胶剂)经交链剂交链后形成的冻胶。施工结束后，为了使冻胶破胶还需要加入破胶剂。不适用于水敏性地层。 多用稠化油，遇地层水后自动破胶。缺点是悬砂能力差、性能达不到要求