壓裂設(shè)計步驟

1、12一、壓裂設(shè)計（一） 地質(zhì)設(shè)計（二） 工程設(shè)計3 1. 壓裂施工井的基本情況和動態(tài)資料；壓裂施工井的基本情況和動態(tài)資料； (1) 施工井的基本數(shù)據(jù)施工井的基本數(shù)據(jù) (2) 壓裂層段基本數(shù)據(jù)壓裂層段基本數(shù)據(jù) (3) 生產(chǎn)動態(tài)資料生產(chǎn)動態(tài)資料(油井生產(chǎn)方式，油咀尺寸（或泵徑），油套壓， 流壓，目前地層壓力，油氣產(chǎn)量，氣油比，含水率等。) 2. 低產(chǎn)原因分析；低產(chǎn)原因分析； 3. 施工目的依據(jù)施工目的依據(jù),效果預(yù)測；效果預(yù)測； 4. 確定施工參數(shù)確定施工參數(shù)； 5. 選擇管柱選擇管柱,確定壓裂方式確定壓裂方式,校核管柱強度；校核管柱強度； 6. 成本核算成本核算,效益分析；效益分析； 7. 制定安

2、全措施；制定安全措施；45 水馬力: 在單位時間內(nèi)將一定量的液體提升或泵送一定距離所需要的功率6n為不小于為不小于n1,n2的整數(shù)的整數(shù) (8) 確定平衡壓力確定平衡壓力78 1. 由由Pc 確定確定(KfWf) (一組數(shù)據(jù)一組數(shù)據(jù)) 2. 由由(KfWf) 及及Jf/J0 確定確定LD (一組數(shù)據(jù)一組數(shù)據(jù)) 3. 確定確定H,A (有效縫面積有效縫面積) 2RAHLA2 4. 確定壓裂液配方確定壓裂液配方(若干若干), 計算計算C (一組數(shù)據(jù)一組數(shù)據(jù)) 5. 給定給定Q (若干若干), 計算縫寬計算縫寬W (若干組數(shù)據(jù)若干組數(shù)據(jù)) 6. 用試算法確定施工時間用試算法確定施工時間 t (若干組

3、數(shù)據(jù)若干組數(shù)據(jù)) 給定給定t,計算計算A,將此將此A與步驟與步驟3中的中的A對比對比,若不相符若不相符,重定重定t值再試值再試9 7. 確定壓裂液總量確定壓裂液總量 (若干組數(shù)據(jù)若干組數(shù)據(jù)) V=Qt 8. 確定加砂量確定加砂量 (若干組數(shù)據(jù)若干組數(shù)據(jù)) Vs= 裂縫砂濃度裂縫砂濃度(Kg/m2)面積面積A/每方砂重每方砂重 9. 攜砂液量攜砂液量=Vs / 砂比砂比(體積濃度體積濃度) 10. 頂替液量頂替液量=井筒體積井筒體積頂替液量頂替液量10壓裂設(shè)計舉例：壓裂設(shè)計舉例： 已知某油井，基本參數(shù)如下：已知某油井，基本參數(shù)如下： 1油層參數(shù)油層參數(shù)： (1) 油層深度油層深度2500m, (

4、2) 油層厚度油層厚度15m, (3) 每米射孔每米射孔10孔，孔徑孔，孔徑10mm, (4) 油層壓力油層壓力26.2MPa， (5) 生產(chǎn)流壓生產(chǎn)流壓15.0MPa, (6)孔隙度孔隙度 10%, (7) 滲透率滲透率2.510-3m2, (8) 地層溫度地層溫度80C11(9) 井徑井徑9”,(10) 油層套管油層套管5”,油管油管 2” ,(11)流體壓縮系數(shù)流體壓縮系數(shù)610-3 (MPa)-1,(12) 巖石彈性模量巖石彈性模量 2.5104MPa, 泊松比值泊松比值0.25 (13) 地層油粘度地層油粘度 210-3 PaS, (14) 井距井距 400400 m2. 12 2.

5、 壓裂液參數(shù)壓裂液參數(shù) (1) 流態(tài)指數(shù)流態(tài)指數(shù) n=1.0, (2) 稠度系數(shù)稠度系數(shù)K=0.03NSn/m2(PaSn), (3)密度密度1000kg/m3,(4) C3=910-3 m/(min), (5) 水摩阻水摩阻650kPa/100m,(6).壓裂液摩阻為水的壓裂液摩阻為水的70% 3.3.施工參數(shù)施工參數(shù) (1) (1) 破裂壓裂梯度破裂壓裂梯度0.018MP0.018MPa a/m,(2) /m,(2) 排量排量1.81.8 m m3 3/min, (3) /min, (3) 砂子粒徑砂子粒徑0.42-0.84mm(40-200.42-0.84mm(40-20目目),),砂砂

6、子密度子密度2650Kg/m2650Kg/m3 3 (4) (4)縫內(nèi)砂濃度：縫內(nèi)砂濃度：4.87Kg/m4.87Kg/m2 2134.4.設(shè)備參數(shù)設(shè)備參數(shù) 壓裂車單車功率壓裂車單車功率h hp p=530KW, =530KW, 最大壓力最大壓力50.0MPa ,50.0MPa ,壓裂車效壓裂車效率率0.85,0.85,泵壓泵壓30.0-40.0MPa30.0-40.0MPa時時, ,排量排量0.85-0.63m0.85-0.63m3 3/min. /min. 試進行壓裂施工設(shè)計分析試進行壓裂施工設(shè)計分析 此例中既沒有給定壓裂要達到的增產(chǎn)倍數(shù)，也沒有給此例中既沒有給定壓裂要達到的增產(chǎn)倍數(shù)，也沒

7、有給定施工所需的壓裂液和支撐劑用量，因此，既不屬于第一定施工所需的壓裂液和支撐劑用量，因此，既不屬于第一類，也不屬于第二類，若按第一類方法設(shè)計則應(yīng)首先確定類，也不屬于第二類，若按第一類方法設(shè)計則應(yīng)首先確定增產(chǎn)倍數(shù)，增產(chǎn)倍數(shù)，P PC C通過實驗或查圖求出通過實驗或查圖求出K Kf fW Wf f由由K Kf fW Wf f查圖求出可能的增產(chǎn)查圖求出可能的增產(chǎn)增產(chǎn)倍數(shù)。增產(chǎn)倍數(shù)。 若按第二類方法設(shè)計若按第二類方法設(shè)計, ,則應(yīng)首先確定壓裂液總量則應(yīng)首先確定壓裂液總量, ,先假設(shè)先假設(shè)一組不同的壓裂施工排量一組不同的壓裂施工排量: :Q tLQ tLa aWWf fKKf fW Wf fJJf f

8、/J/J0,0,最后確定最優(yōu)方案最后確定最優(yōu)方案. .此題按第一類方法設(shè)計此題按第一類方法設(shè)計14解解: : ( (一一) ) 確定壓裂增產(chǎn)倍數(shù)及縫面面積確定壓裂增產(chǎn)倍數(shù)及縫面面積 1.1.破裂壓力破裂壓力 = 0.018= 0.0182500=45.0MPa2500=45.0MPa 2. 2.閉合壓裂閉合壓裂: : P PC C =P =PF F-P-Pf f=45.0-15.0=30.0MPa =45.0-15.0=30.0MPa 圖圖717 砂子與陶粒的導流能力砂子與陶粒的導流能力 3. 3. 在閉合壓力在閉合壓力P PC C=30.0MPa=30.0MPa條件下，采用粒徑條件下，采用粒

9、徑0.42-0.840.42-0.84的的石英砂進行導流能力試驗石英砂進行導流能力試驗, ,當裂縫單位面積砂濃度為當裂縫單位面積砂濃度為4.87Kg/M4.87Kg/M2 2時，查圖時，查圖7-177-17，導流能力，導流能力K Kf fW Wf f =50 =50 4. 4.假設(shè)產(chǎn)生垂直縫（假設(shè)產(chǎn)生垂直縫（ =15-18=15-18，地層深度，地層深度2500M2500M，一般產(chǎn)，一般產(chǎn)生垂直縫）。導流能力比：生垂直縫）。導流能力比： HPFcmm 24 . 02001047. 2405 . 210501047. 2402424AKWKff15 取有效縫長為供油半徑的取有效縫長為供油半徑的5

10、0%能獲得最理想的增產(chǎn)倍數(shù)能獲得最理想的增產(chǎn)倍數(shù)和較好的經(jīng)濟效益和較好的經(jīng)濟效益.供油半徑為井距之半供油半徑為井距之半,則縫長為則縫長為: La=20050%=100m 5.確定填砂裂面積確定填砂裂面積 另由測井資料知道另由測井資料知道,該油層上下無遮擋層該油層上下無遮擋層,裂縫將在油層上裂縫將在油層上下同時延伸下同時延伸(假設(shè)上下各超越假設(shè)上下各超越5m),取縫高為取縫高為25m縫面積縫面積: 250001002522mLHAaf ( (二二) ) 確定壓裂液用量及加砂量確定壓裂液用量及加砂量 1.1.壓裂液濾失系度壓裂液濾失系度: : 由流態(tài)指數(shù)由流態(tài)指數(shù)n=1n=1可知可知1635 .

11、0311017. 203. 01 . 0)2 .260 .45(105 . 2171. 0171. 003. 0fafPKCspKmin/m35 .021025.2136.0fCKPCmin/m3108.9Cmin/m2.2.求泵注時間求泵注時間: : 設(shè)動態(tài)縫長為設(shè)動態(tài)縫長為110M(110M(比有效縫多比有效縫多10m)10m)17由公式由公式 得得: : 取泵注時間為取泵注時間為7373分鐘分鐘3 3求壓裂液用量：求壓裂液用量： 4 4求加砂量：求加砂量：按每平方米含砂按每平方米含砂4.87Kg4.87Kg，每方砂重，每方砂重2650 Kg2650 Kg計算計算HCtQL21min738

12、 .1110108 .92522232QHCLt3131738 .1mtQU319.92650500087.4mVs5 5求攜砂液求攜砂液: :采用砂比采用砂比15%15% 9.19/15%=61.3 m 9.19/15%=61.3 m3 3186 6頂替液：頂替液： 采用油管壓裂液時采用油管壓裂液時 井筒體積井筒體積= m= m3 3取頂替液取頂替液10M10M3 3 （為防止產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象，頂替液體積，一般（為防止產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象，頂替液體積，一般不得超過井筒體積的不得超過井筒體積的1.51.5倍）倍）前置液：前置液：131-61=70M131-61=70M3 355. 72500062. 042檢驗前置液用量：檢驗前置液用量： t=V/Q=70/1.8=38.9 mint=V/Q=70/1.8=38.9 min73108.9259.388.1214L19d ds s=0.42-0.84mm=0.42-0.84mm W 2-3d W 2-3ds s 前位置液用量能滿足支撐劑進入裂縫的要求前位置液用量能滿足支撐劑進入裂縫的要求 mmmHGLQWff5005.0153.0412（三）確定泵壓及壓裂