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第一部分概述(一)压裂的机理（二）压裂技术的发展（三）压裂技术的应用（一）压裂的机理油层压裂是利用地面高压泵组，将高粘度液体以大排量注入井中，在井底附近憋起高压。当压力超过地应力及岩石的抗张强度后，在地层中形成裂缝。继续将带有支撑剂的压裂液注入裂缝，使裂缝向前延伸，并在裂缝中填充支撑剂。这样，就在地层中形成足够长度、一定宽度及高度的填砂裂缝。这个裂缝扩大了油气流动通道，改善了地层渗透性，能够起到增产增注的作用。（一）压裂的机理利用地面高压泵，注入液体压开缝。填充适量支撑剂，改善地层渗透性。1947年在美国进行了首次水力压裂增产作业（二）压裂技术的发展六十年代，压裂主要作为单井的增产、增注措施七十年代，进入低渗透油田的勘探开发领域八十年代以后，成为提高采油速度和原油采收率及油田开发效益的重要手段。石油储量的30%是通过压裂改造才达到经济开采条件的。已探明低渗透地质储量约40亿吨,这些储量只有通过压裂改造才能具备工业开采价值。全球压裂井次（万口）801981年2001年1991年125100大约40%完钻井数实施了压裂美国通过压裂增加130亿吨石油储量。北美我国（三）压裂的应用1966年开始进行压裂现场试验,1973年进入工业化推广应用,至目前已形成了以滑套式分层压裂技术为基础的十多种单项压裂技术,每年压裂油、水井达2000口以上,每年压裂增油超过200×104ｔ。第二部分压裂施工与设备（一）压裂施工过程（二）压裂设备（三）压裂工具与管柱（一）压裂施工过程1、压裂准备⑴准备好相关的数据资料压裂井的资料破裂压力试验数据压裂设计指导书⑵摆放施工设备现场施工设备必须按标准摆放，以利于协调指挥和管理。仪表车压裂液储罐支撑剂搅拌添加剂泵车组井常规压裂设备摆放简图1、压裂准备（一）压裂施工过程⑶组配压裂管柱按照压裂设计选择压裂施工管材和下井工具，计算卡点深度，组配好压裂管柱。（一）压裂施工过程1、压裂准备（5）准备好压裂材料主要是指压裂液和支撑剂。(4)连接地面压裂流程地面管线要使用N80以上钢级的油管和短节，禁止使用软管线，并要求保证不刺不漏。（一）压裂施工过程1、压裂准备2、压裂施工工序⑴循环逐台启动压裂车，用清水做循环液，循环地面压裂流程管线。目的是检查车组设备性能，保证管线畅通。循环路线从储液罐出来，入混砂池，经泵送进压裂车，再经压裂泵的作用从高压管汇进入回收罐。（一）压裂施工过程⑵试压缓慢平稳启动压裂车高压泵，对井口阀门以上的设备和地面压裂流程管线进行承受高压性能试验，试验压力为预测泵压的1.2－1.5倍，稳压5min，不刺不漏，压力不降为合格。（一）压裂施工过程打开井口阀门，关闭循环放空阀门，逐台启动压裂车，按压裂施工设计规定的试挤排量将压裂液试挤入油层，压力由低到高至稳定为止。目的是检查井下管柱及井下工具情况，检查压裂层位的吸水能力。（3）试挤（一）压裂施工过程（4）压裂逐台启动压裂车，以高压和大排量向井内持续挤入前置液，使压裂层位形成裂缝并向前延伸。（一）压裂施工过程（5）加砂油层裂缝已经形成，泵压及排量稳定后即可加砂。按照压裂施工要求分段控制好混砂比，混砂比要逐渐增大，且加砂要均匀，不能中途停泵。（一）压裂施工过程⑹替挤完成加砂后，打开混砂车的替挤旁通流程，向井内注入替挤液，将携砂液替挤到油层裂缝中去。替挤液量要严格按设计执行，严禁超量替挤。（一）压裂施工过程⑺关井扩散压力压裂施工完成后，应关闭井口所有进出口阀门，等待压裂液的破胶、滤失及裂缝的闭合，防止支撑剂随高粘液体反出裂缝。扩散压力时间不少于压裂液破胶时间。（一）压裂施工过程（8）活动管柱活动管柱时，负荷不超过井内管柱悬重200KN，上提速度控制在0.5m/min以内，最终活动行程不小于5m。要达到管柱提放自如，拉力表显示的管柱悬重完全正常。（一）压裂施工过程压裂施工工艺流程循环试挤压裂加砂替挤扩散压力施工结束（一）压裂施工过程压裂施工时液体的流动过程压裂液储罐地面管线井口管汇加压泵混砂装置支撑剂储罐射孔炮眼油套环空喷砂器井下管线地层（一）压裂施工过程(二)压裂设备压裂设备地面设备压裂车组压裂管柱压裂井口压裂管汇投球器压裂管汇压裂车：动力设备仪表车：记录、控制、指挥混砂车：混合液罐车运砂车泵车的作用一是泵送液体二是使液体升压目前使用的2000型压裂车最高施工压力105MPa,最大单车排量2.33m3/min。在1900r/min转速、45.9MPa条件下，单车排量可达1.87m3/min。完成一般油层压裂需要3台泵车。(二)压裂设备混砂车的作用一是把支撑剂与压裂液充分混合,二是为泵车提供充足的液体。最大排量15.9m3/min,最大输送砂量8165Kg/min,8个泵车接口。(二)压裂设备仪表车的作用一是控制泵车和混砂车的运行参数二是适时记录及监测分析施工参数(二)压裂设备车型备注排量压力冲次排量冲次排量m/minMPan/minm/minn/minm/min10.599.477.50.47373.20.44720.69684107.90.659101.90.62230.83969.7130.20.7951230.75141.02557150.10.972150.20.91751.16850181.31.107171.21.04661.42841221.51.353209.21.27871.82732283.31.73267.61.6358兰州混砂车1台仪表车1台3.655137.4综合性能参数西方压裂车5台传动箱1900r/min1800r/min1700r/min传动比冲次n/min最大排量＝9.5m3/min混合罐容积＝1.5m3/min233.8299.11.781167.91.563191.3吸、排液管汇8个阀门吸入泵压力＝284KPa排量＝9.32m3/min砂 泵压力＝196～490KPa排量＝7m3/min液体添加泵泵1排量＝218L/min 泵2排量＝87L/min操作模式手控整机参数大泵控制电源、发动机、档位、泵速、紧急制动、报警计算机TS—80、PDU监测系统、数显器打印机4笔绘图器其它HDE现场参数校正仪、SM—A压差式砂密度计档位1、大泵水功率1300马；2、柱塞直径114.3mm；3、冲程203.2mm.1.2791.0000.718416.681.82.625113.92.176201队在用压裂设备综合性能参数表301队在用压裂设备综合性能参数表车型备注13.6550.599.477.50.47373.20.44722.6250.69684107.90.659101.90.62232.1760.83969.7130.20.7951230.75141.7811.02557150.10.972150.20.91751.5631.16850181.31.107171.21.04661.2791.42841221.51.353209.21.278711.82732283.31.73267.61.63580.718排量m/min西方混砂车2台仪表车1台吸、排液管汇8个阀门，有替挤旁通。1、大泵水功率1300马力；2、柱塞直径114.3mm；3、冲程203.2mm。冲次n/min排量m/min冲次n/min档位冲次n/min排量m/min压力MPa计算机TS—80、PDU监测系统、数显器打印机4笔绘图器其它HDE现场参数校正仪、SM—A压差式砂密度计干粉添加泵泵1排量=0~32kg/min，泵2排量=0~90kg/min大泵控制电源、发动机、档位、泵速、紧急制动、报警砂 泵压力＝0.46MPa排量＝15.9m3/min液体添加泵泵1排量＝0~191L/min，泵2排量＝76L/min，交联泵排量=0~500L/min整机参数最大排量＝15.9m3/min，最大输砂量=8165kg/min混合罐容积＝1.0m3/min吸入泵压力＝0.21MPa排量＝15.9m3/min167.9191.3233.8299.1416.6综合性能参数西方压裂车5台传动箱1900r/min1800r/min1700r/min传动比81.8113.9137.4施工管柱由油管和下井工具（封隔器、喷砂器）组成，其作用：一是为传送施工压力提供通道；二是实现分层。（三）压裂工具与管柱常用压裂管柱基本结构相同，主要采用φ62mmN-80级外加厚油管，液压坐封、解封封隔器，有套和无套喷砂器组成。再根据井况和工艺技术的需要配上工作筒或安全接头、水力锚、丝堵等。（三）压裂工具与管柱压裂管柱组配和使用技术要求：①压裂管柱采用N-80以上钢级的外加厚油管和短节组配。②封隔器卡点应选择在套管光滑部位，避开套管接箍。③压裂管柱喷砂器与封隔器直接连接，最下一级封隔器以下的尾管长度不小于8m。管柱底端距井内砂面或人工井底距离不小于10m。（三）压裂工具与管柱④按照施工设计精确配出封隔器卡距、油管下入深度，卡点深度与设计深度误差不超过±0.2m。⑤由K344-114封隔器组成的浅井分压多层管柱最多允许使用4级封隔器，允许上提一次。该管柱承压能力为40Mpa。⑥压裂管柱是专用管柱，严禁用于替喷、冲砂、压井、打捞等作业施工。（三）压裂工具与管柱该管柱用于浅井不动管柱分压多层。滑套式分层压裂管柱（三）压裂工具与管柱第三部分压裂监督（一）现场材料质量检测（二）施工过程监督（三）压裂曲线监测与分析（四）压裂施工过程中的异常情况及处理1、配液质量监督（一）现场材料质量检测目标确定实配的压裂液是否达到室内性能指标。⑴检查压裂液添加剂是否为压裂设计要求的品种和用量。⑵监督是否根据压裂设计要求，按顺序定量准确投入相应的压裂液主剂及添加剂。⑶测量溶胶粘度，对压裂液抽样检测评价，确保实配的压裂液性能与室内研究配方的一致性。2、支撑剂质量监督目标确定选择的支撑剂能否满足增产要求。⑴根据压裂设计，检查支撑剂的种类和数量。⑵采用标准筛对支撑剂过筛，应有90%以上支撑剂达到要求粒径范围。⑶支撑剂中不应含有过多的粉尘、包装袋绳头、碎屑及大粒径的砾石。检验项目原始数据试验条件外观颜色有无黑点、黄点有无结块细度过筛前重g过筛后重g过筛百分数%SSW0.125/0.09含水率烘干前重g烘干后重g含水率%表观粘度稠化剂浓度%扣除水分后浓度%表观粘度mPa.s水不溶物含量浓度%基液重g离心瓶重g瓶+不溶物g不溶物重g不溶物含量%pH值交联性能1、稠化剂检测产品名称：支撑剂类型：序号检测参数标准规定指标检测结果1粒径组成，%2球度3圆度4表面光滑度5单颗粒直径，mm6单颗粒抗压强度，MPa7酸蚀后单颗粒抗压强度，MPa8浊度(NTU)9视密度，g/cm10体密度，g/cm311酸溶解度，%12抗破碎能力(MPa)，%13导流能力(MPa)，μm2.cm2、支撑剂检测检验项目原始数据试验条件基液粘度剪切时间min基液粘度mPa.s交联时间交联比交联时间sKv、n值稠度系数kvmPa.sn流动指数n无因次量剪切稳定性剪切时间min表观粘度mPa.s热稳定性恒温时间min表观粘度mPa.s耐温性加温温度oC表观粘度mPa.s滤失性滤失时间min149162536滤失量ml初滤失量m3/m2静滤失系数m/√min破胶性能破胶时间破胶液粘度mPa.s破胶液表面张力mN/m与柴油界面张力mN/m残渣含量压裂液冻胶重g离心瓶重g离心瓶＋残渣重g残渣含量mg/l3、压裂液检测（二）施工过程监督确定施工是否严格按照施工设计进行。目标施工要求地面管线和井下管柱必须用φ62mmN-80外加厚油管，装好井口控制器，保证管线和井口密封，不刺不漏。地面管线、井口装置等要承压40MPa。1严格执行压裂施工技术标准及操作规程，严格按设计施工。2封隔器下入后，套管必须灌满清水以保护封隔器。3压裂后套管不许放喷，以防砂卡。4注意文明施工与安全生产：施工过程中，非工作人员禁止进入施工现场。5注意环境保护：严格按国家环境保护法执行。6砂柱高度要求在射孔底界以下15m，否则下冲砂管柱冲砂。7需刮蜡、洗井的：下刮蜡管柱：φ54mm工作筒，φ118mm刮蜡器，深度至射孔底界下