油藏压裂基础知识.

压裂基础知识简介水力压裂是油田增产、增注，保持油田稳产的一项重要工艺技术。它利用液体传导压力的性能，在地面利用高压泵组，以大于地层吸收能力的排量将高粘度液体泵入井中，在井底憋起高压，此压力超过油层的地应力和岩石抗张强度，在地层产生裂缝，继续将带有支撑剂的携砂液注入裂缝，裂缝边得到延伸，边得到支撑。停泵后就在油层形成了具有一定宽度的高渗透填砂裂缝，由于这个裂缝扩大了油气流动通道，改变了流动方式，降低了渗流阻力，起到增产增注作用，这一施工过程就叫油层水力压裂前言目录压裂设备压裂施工基本程序压裂液、支撑剂简介压裂井口及管柱典型施工曲线薄互层压裂知识压裂设备平衡车：平衡车的作用是保持封隔器上下的压差在一定的范围内，保护封隔器和套管。另外，当施工中出现砂堵、砂卡等事故时，平衡车还可以立即进行反洗或反压井，排除故障。压裂车：压裂车是压裂的主要设备，它的作用是向井内注入高压、大排量的压裂液，将地层压开，把支撑剂挤入裂缝。混砂车：混砂车的作用是按一定的比例和程序混砂，并把混砂液供给压裂车。它的结构主要由传动、供液和输砂系统三部分组成。仪表车：仪表车的作用是远距离遥控压裂车和混砂车，采集和显示施工参数，进行实时数据采集、施工监测并对施工的全过程进行分析。管汇车：管汇车的作用是运输、吊装管汇，如；高压三通、四通、单流阀、控制阀等。压裂施工地面流程压裂设备1、循环目的是检查压裂车组设备性能，保证地面流程管线畅通。循环时单车排量不低于1m3/min，时间不少于30s。压裂施工基本程序2、试压关闭井口总闸门，平稳启动压裂车，对井口以上的采油树和地面管线进行承压性能试验，压力为采油树承压上限偏低一些，稳压5min，不刺不漏压力不降为合格。3、试挤打开井口阀门，关闭循环放空阀门，逐台启动压裂车，按设计要求排量将压裂液挤入地层，压力由低到高直到稳定。检查井下管柱和工具情况，同时检查压裂层位的吸液能力。压裂施工基本程序5、加砂前置液泵完后，泵压和排量稳定后便可加砂。要逐渐提高且均匀加砂，保证压力、排量平稳，严禁中途停泵。6、顶替加砂完成后，向井内注入替挤液，将携砂液顶替到油层裂缝中，要严格执行设计，严禁过顶替。7、关井扩散压力目的是检查压裂车组设备性能，保证地面流程管线畅通。循环时单车排量不低于1m3/min，时间不少于30s。4、压裂试挤正常后，逐台启动压裂车，以高压大排量持续挤入前置液，使裂缝形成并扩展延伸。油层破裂的瞬间破裂压力与地层深度的比值，称为破裂压力梯度，反映油层破裂的难易程度。压裂施工基本程序压裂液简介压裂液的主要功能是传递能量，使油层张开裂缝并输送支撑剂。按照在压裂施工中不同阶段的作用可以分为前置液、携砂液、顶替液。1、前置液：用来在地层造成裂缝，并形成一定几何形态裂缝的液体。在高温井层中，还具有一定的降温作用。2、携砂液：携带支撑剂进入地层，把支撑剂充填到预定位置的液体。和前置液一样也具有造缝及冷却地层的作用。由于携带比重较高的支撑剂，必须使用交联压裂液。3顶替液：把压裂管柱、地面管汇中的携砂液全部替入裂缝，以避免压裂管柱砂卡、砂堵的液体，可用活性水或线性胶。压裂液简介压裂液性能水基压裂液乳化压裂液清洁压裂液油基压裂液流变性能耐温抗剪切性能好耐温抗剪切性能较好耐温抗剪切性能较差耐温抗剪切性能较差防膨效果较弱强强强对储层的损害较高，水敏、残渣的伤害较低，介于水基和油基二者之间最低，无需破胶低，基本无水敏伤害，破胶不彻底的伤害施工摩阻低较高最低高携砂能力强强较弱弱滤失性能较低最低较低高压裂液成本低较低高高施工安全性好好好差适合地层砂岩地层水敏、低压地层水敏、低压地层水敏、低压地层耐温性能高（超过120℃）低低低压裂液类型添加剂类型稠化剂HPG交联剂无机硼瞬间交联，摩阻高，耐温耐剪切性能差有机金属破胶困难，污染底层，不耐剪切有机硼延迟交联，低摩阻，耐温耐剪切，易破胶破胶剂囊式破胶剂延迟破胶过硫酸铵破胶速度快压裂液简介水基压裂液水基压裂液添加剂类型温度稳定剂压裂液体系在高温时，存在水化、多价铁破胶、对溶胶液PH值敏感等问题，温度稳定剂能提高压裂液耐温性能PH值调节剂有机硼交联剂要求原胶液PH值碱性，选用碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠，即可满足要求。防膨剂无机盐KCl价格便宜，货源广，能满足施工的需要。杀菌剂可以杀死腐败菌种并抑制其再生，防止压裂液腐败。采用常用的甲醛作为杀菌剂可以达到要求。消泡剂消泡剂用来消除压裂液在混配搅拌过程中产生的泡沫，提高上水效率，脂肪酸脂即能起到很好的效果。压裂液简介支撑剂应满足的要求强度高，保证在高闭合压力作用下仍能获保持最有效的支撑裂缝粒径均匀、圆球度好杂质少，以免堵塞支撑裂缝孔隙密度低，以利于压裂液输送货源充足，价格便宜呈化学惰性，不与压裂液及储层流体发发生化学反应，以避免污染支撑裂缝支撑剂简介TextText支撑剂简介支撑剂作用：分隔开并有效支撑裂缝两个壁面，确保施工结束后裂缝始终能够得到有效支撑，从而消除地层中大部分径向流，使地层流体以线性流方式进入裂缝。石英砂：价格便宜；密度低，便于泵送；细粉砂可做降滤失剂；强度低，适合低闭合压力储层。陶粒：价格昂贵；密度高，泵送困难；强度高，在高闭合压力下可提供更高裂缝导流能力。支撑剂类型在石英砂表面预先包裹一层树脂，作为尾追支撑剂置于近井段。在裂缝深部与近井地带形成一道防止支撑剂回流的天然屏障，防止支撑剂回流返吐支撑剂物理性质粒度组成及分布：根据待评价的支撑剂尺寸，依照逐层迭放的标准试验筛进行筛析试验。要求最少有90%的颗粒落在规定的筛网尺寸间。如φ0.45mm~0.9mm支撑剂，至少有90%的颗粒直径在0.45~0.9mm之间。园球度：园度是指支撑剂颗粒棱角的相对尖锐程度，球度表示支撑剂颗粒接近球体形状的程度，其值在0-1之间，越接近于1越好。浊度：支撑剂颗粒表面粉尘、泥质或无机物的含量。按石油行业标准规定，支撑剂的浊度应小于100度。支撑剂简介支撑剂密度：支撑剂绝对密度(即颗粒密度、真密度)：支撑剂颗粒间在无孔隙条件下的密度；支撑剂体积密度(视密度)：支撑剂颗粒间存在孔隙时的砂堆密度。酸溶解度：测量支撑剂上混杂的碳酸盐岩、长石和铁等氧化物及粘土等杂质含量，采用12%HCl—3%HF酸液进行溶解测试。抗压强度：是指支撑剂抵抗压力作用的能力，以支撑剂在某一闭合压力下的破碎率表示。施工井口与管柱施工井口600型：适用于井深在1000米以内，最高施工压力小于55MPa的区块，如油砂山油田。1000型：适用于井深超过3000米，施工压力较高的区块，如尕斯E31和砂西E31油藏。Φ73.0/88.9mm外加厚油管基本数据尺寸钢级外径mm内径mm壁厚mm内容积l/m重量kg/m抗拉强度KN抗内压强度MPaΦ88.9mmP10588.9076.06.454.5413.841233.693.7Φ73.0mmN8073.062.05.513.0199.67657.585.1两级出液通道球篮的采用，增加了出液通道，降低了施工摩阻，减少了因井筒脱砂而造成的砂堵事故的发生水力锚和反循环阀位置互换，使得胶筒上部的沉砂和水力锚牙上所卡的砂可以彻底洗干净，管柱解封解卡顺利套管憋压式反循环阀可迅速实现油套连通，实现反洗井作业，减少了事故的发生施工井口与管柱典型施工曲线正常典型施工曲线未压开典型施工曲线砂堵薄互层压裂知识1、目的层多且薄。2、层间距也薄，小于目前常规封隔器的准确安全工作空间。3、目的层与非目的层混杂交互，比较形象的说法就像五花肉一样。4、油层物性差，开采难度大。薄互层特点薄互层压裂知识压裂改造难点1、压裂层物性差，隔层薄，裂缝垂向延伸严重，缝高难以控制，同时也限制了裂缝在长度上的延伸。3、杨氏模量、泊松比偏高，抗压强度偏大，决定了裂缝宽度偏窄，要求注意支撑剂的选择和砂比的优化。4、油藏物性差，压裂液的侵入相对于渗透性较好的储层会更为严重。要减少压裂液滞留地层的时间，以减少压裂液对地层的伤害。对压裂液的破胶、返排提出了更高要求。2、隔层薄，对下入工具位置的准确性和安全性提出了更高的要求薄互层压裂知识配套的工艺技术1、优化压裂液性能选用残渣量低、增粘性强的特级羟丙基瓜尔胶。水不溶物低小于8％，原胶粘度大于100mPa·s，降低稠化剂用量至3.5-4%。选用有机硼延迟交联剂，满足高温大规模压裂施工。使用缓释胶囊破胶剂与常规过硫酸盐破胶剂的双元破胶剂体系并实施尾追破胶剂追加技术；保证压裂液具有良好流变性能(造缝、携砂)的同时，彻底快速返排，减少压裂液对支撑裂缝导流能力的伤害。薄互层压裂知识配套的工艺技术3、合理的加砂程序考虑到裂缝宽度相对较窄，砂比的设计采用由5％起步，每步增量5％，视泵压反应决定砂比的提升。2、选用合适的支撑剂油藏渗透率低，泊松比和杨氏模量大，裂缝较窄，采用30一50目的中密度高强度陶粒支撑剂。根据油藏物性，采用了30一50目的中密度高强度陶粒支撑剂。4、掌握合适的返排时机裂缝一闭合即开始返排，或采取强制裂缝闭合技术，施工结束即开始返排，减少压裂液在地层停留的时间。薄互层压裂知识配套的工艺技术5、缝高控制技术人工隔层技术：通过注入上浮剂和下沉剂，在裂缝顶部和底部形成人工隔层，控制裂缝在高度上的延伸，使裂缝在长度上向地层内部延伸。变排量施工技术：低排量泵人前置液和低砂比段的携砂液，如2.5-2.8方/分。然后提高泵注排量，在保证不砂堵的前提下，尽可能快地逐次提高砂比，直至施工结束。低粘低排量：使用低粘度的压裂液，较低的注入排量，控制缝高。需要在高砂比段提高交联比，保证携砂的需要。预处理酸处理地层：在压裂前泵入浓度为10％～15％的盐酸，降低破裂压力。破裂压力越低，初始裂缝高度将越低。尽可能早地在前置液中泵入粉陶段塞，裂缝的上、下缝尖形成无液体区，圈闭的粉陶就可能在裂缝尖端造成很大的压降，从而限制裂缝高度的增长。