《酸化壓裂基礎(chǔ)知識(shí)》教學(xué)課件

《酸化壓裂基礎(chǔ)知識(shí)》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！《酸化壓裂基礎(chǔ)知識(shí)》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使2油氣井產(chǎn)量低的主要原因近井地帶受傷害，導(dǎo)致滲透率嚴(yán)重下降油氣層滲透性差地層壓力低，油氣層剩余能量缺乏地層原油粘度高2油氣井產(chǎn)量低的主要原因3油氣井增產(chǎn)途徑提高或恢復(fù)地層滲透率保持壓力增加地層能量降低井底回壓降低原油粘度3油氣井增產(chǎn)途徑常用增產(chǎn)方法水力壓裂HydraulicFracturing酸化Acidizing常用增產(chǎn)方法酸化Acidizing常規(guī)酸化MatrixAcidizing〔基質(zhì)酸化、解堵酸化〕壓裂酸化AcidFracturing〔簡(jiǎn)稱(chēng)酸壓〕前置液酸壓普通酸壓或一般酸壓酸洗AcidWash酸化Acidizing常規(guī)酸化MatrixAcidi水力壓裂

HydraulicFracturing常規(guī)水力壓裂ConventionalHydraulicFracturing巨型水力壓裂MHF---MassiveHydraulicFracturing水力壓裂

HydraulicFracturing各類(lèi)儲(chǔ)層中增產(chǎn)方法的使用砂巖儲(chǔ)層SandstoneFormation水力壓裂、基質(zhì)酸化碳酸鹽巖儲(chǔ)層水力壓裂、基質(zhì)酸化、酸壓特低滲儲(chǔ)層MHF特低滲堅(jiān)硬儲(chǔ)層高能氣體壓裂各類(lèi)儲(chǔ)層中增產(chǎn)方法的使用砂巖儲(chǔ)層SandstoneFor水力壓裂概念水力壓裂就是利用地面壓裂車(chē)組將一定粘度的液體以足夠高的壓力和足夠大的排量沿井筒注入井中。由于注入速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油氣層的吸收速度，所以多余的液體在井底憋起高壓，當(dāng)壓力超過(guò)巖石抗張強(qiáng)度后，油氣層就會(huì)開(kāi)場(chǎng)破裂形成裂縫。當(dāng)裂縫延伸一段時(shí)間后，繼續(xù)注入攜帶有支撐劑的混砂液擴(kuò)展延伸裂縫，并使之充填支撐劑。施工完成后,由于支撐劑的支撐作用，裂縫不致閉合或至少不完全閉合，因此即可在油氣層中形成一條具有足夠長(zhǎng)度、寬度和高度的填砂裂縫。此裂縫具有很高的滲濾能力，并且擴(kuò)大了油氣水的滲濾面積，故油氣可暢流入井，注入水可沿裂縫順利進(jìn)入地層，從而到達(dá)增產(chǎn)增注的目的。水力壓裂概念水力壓裂就是利用地面壓(一)壓裂液組成前置液攜砂液頂替液(一)壓裂液組成前置液前置液作用造縫降溫減少攜砂液濾失防砂卡要求一定粘度足夠用量前置液作用攜砂液作用將支撐劑代入裂縫繼續(xù)擴(kuò)張裂縫冷卻地層要求粘度高攜砂能力強(qiáng)攜砂液作用頂替液作用中間頂替液尾注頂替液要求用量適當(dāng)，防止過(guò)量頂替頂替液作用〔二〕壓裂液性能要求濾失低攜砂能力強(qiáng)摩阻低、比重大穩(wěn)定性好配伍性好殘?jiān)僖子诜蹬咆浽磸V、價(jià)格廉價(jià)、便于配制造長(zhǎng)、寬縫用量小、壓裂液效率高、本錢(qián)低防砂卡污染小深穿透、飽填砂防止井筒沉積防砂卡熱穩(wěn)定性抗剪切穩(wěn)定性與巖石礦物配伍與儲(chǔ)層流體配伍〔二〕壓裂液性能要求濾失低造長(zhǎng)、寬縫深穿透、飽填砂熱穩(wěn)定性(三)壓裂液類(lèi)型水基壓裂液油基壓裂液乳化壓裂液泡沫壓裂液液化汽壓裂液酸基壓裂液(三)壓裂液類(lèi)型水基壓裂液水基壓裂液種類(lèi)A田箐膠水基壓裂液成膠劑：田箐交鏈劑：硼砂、硼酸、重金屬鹽類(lèi)破膠劑：淀粉酶、氧化劑特點(diǎn)A、豐富、配制方便B、摩阻低C、懸砂性能較好，砂比可達(dá)20～25％D、濾失低E、不溶物較多，水溶液易變質(zhì)水基壓裂液種類(lèi)A田箐膠水基壓裂液水基壓裂液種類(lèi)B羧甲基田箐膠水基壓裂液成膠劑：羧甲基田箐特點(diǎn)與前相比，不溶物較少，殘?jiān)坑?0～30％下降到5～10％羥丙基羧甲基速溶田箐膠水基壓裂液工藝復(fù)雜，本錢(qián)高，貨源缺水基壓裂液種類(lèi)B羧甲基田箐膠水基壓裂液水基壓裂液種類(lèi)C羧甲基纖維素〔CMC〕水基凍膠壓裂液流變性熱穩(wěn)定性殘?jiān)?.5~9.7%濾失量6.5毫升/30分破膠摩阻水基壓裂液種類(lèi)C羧甲基纖維素〔CMC〕水基凍膠壓裂液水基壓裂液種類(lèi)D聚丙烯酰胺(PAM)與甲叉基聚丙烯酰胺(PAMM)水基壓裂液已成系列，適應(yīng)40~150oC抗剪切性能強(qiáng)低溫時(shí)殘?jiān)?0oC以上不易破膠不易溶解，配制較難水基壓裂液種類(lèi)D聚丙烯酰胺(PAM)與甲叉基聚丙烯酰胺(PA水基壓裂液種類(lèi)E羥丙基胍膠壓裂液熱穩(wěn)定性好抗剪切性能強(qiáng)殘?jiān)偎鶋毫岩悍N類(lèi)E羥丙基胍膠壓裂液油基壓裂液適應(yīng):水敏性地層有些氣層開(kāi)展:礦場(chǎng)原油稠化油凍膠油油基壓裂液適應(yīng):油基壓裂液之稠化油基液:原油汽油柴油煤油凝析油稠化劑:脂肪酸皂脂肪酸鋁皂磷酸脂鋁鹽等特點(diǎn):遇地層水后會(huì)自動(dòng)破乳。油基壓裂液之稠化油基液:稠化劑:脂肪酸皂油基壓裂液之凍膠油特點(diǎn):粘度高摩阻低濾失性類(lèi)似于凍膠水耐溫性好抗剪切能力強(qiáng)，破膠水化徹底施工簡(jiǎn)單油基壓裂液之凍膠油特點(diǎn):乳化壓裂液

兩份油+一份稠化水(聚合物)

油相<50%，壓裂液粘度太低

>80%，不穩(wěn)定或粘度太高外相為水凍膠摩阻低粘度高熱穩(wěn)定性好懸砂能力特別強(qiáng)濾失低，壓裂液效率高傷害小在某些地返排困難在大多數(shù)情況下，易返排乳化壓裂液兩份油+一份稠化水(聚合物)外相為泡沫壓裂液適用:K<1MD，粘土含量高的砂巖氣藏低壓、低滲淺油氣層壓裂

液相+氣相+添加劑泡沫液液相:清水、鹽水、凍膠水、原油或成品油、酸液氣相氮?dú)?、二氧化碳、空氣、天然氣等泡沫壓裂液適用:泡沫質(zhì)量：泡沫質(zhì)量＝泡沫中氣體體積/泡沫總體積特點(diǎn):在壓裂時(shí)的井底壓力和溫度下，泡沫質(zhì)量一般為６０％～８５％隨著泡沫質(zhì)量的增加，泡沫壓裂液的粘度增加、摩阻增大、濾失減少、壓裂液效率增濾失少〔氣體本身就是降濾劑〕排液較徹底，對(duì)地層傷害小懸砂能力特別強(qiáng)，砂比可高達(dá)７０％泡沫質(zhì)量：液化汽壓裂液適用:某些對(duì)水、殘?jiān)貏e敏感的氣層特點(diǎn):懸砂能力較差濾失大費(fèi)用高配制困難液化汽壓裂液適用:酸基壓裂液適用:碳酸鹽儲(chǔ)層種類(lèi):常規(guī)酸稠化酸凍膠酸乳化酸酸基壓裂液適用:(四)壓裂液添加劑破膠劑降濾劑防膨劑殺菌劑外表活性劑ｐＨ值調(diào)節(jié)劑穩(wěn)定劑(四)壓裂液添加劑破膠劑破膠劑破膠機(jī)理:與凍膠接觸使其發(fā)生化學(xué)水解及氧化作用，造成聚合物斷鏈降解而破膠。常用破膠劑:二硫酸銨黑曲酶破膠劑用量依據(jù)凍膠的濃度、壓裂液的用量、井底溫度和裂縫中的溫度以及破膠速度或時(shí)間而定。破膠劑破膠機(jī)理:降濾劑A降濾劑有:固體型液體型常用的降濾劑:硅粉硅粉和聚合物的混和物天然聚合物油溶性樹(shù)脂降濾劑A降濾劑有:降濾劑B泡沫乳化液烴類(lèi)５％的柴油等降濾劑選擇:考慮顆粒大小與孔隙大小分布的適應(yīng)性、對(duì)地層滲透率的傷害程度，在低濃度下是否有效以及本錢(qián)等因素。降濾劑B泡沫防膨劑目的:控制油氣層中的粘土膨脹粘土膨脹要降低流動(dòng)通道粘土種類(lèi):蒙脫石伊利石高嶺石綠泥石防膨劑目的:防膨劑種類(lèi)A酸類(lèi)防膨劑作用:調(diào)節(jié)基液的ｐＨ值將粘土的ｐＨ值控制在３～７鹽類(lèi)防膨劑:氯化鉀、氯化鈉、氯化鈣和氯化銨穩(wěn)定粘土，將濃度控制在1～3％以?xún)?nèi)，可防止絮凝效應(yīng)防膨劑種類(lèi)A酸類(lèi)防膨劑作用:防膨劑種類(lèi)B甲醇:吸收粘土顆粒上的水份，防止粘土遇水膨脹，降低壓裂液外表張力，從而減少基液在地層中的滯留量。此外，甲醇還可以起到助排劑的作用油、泡沫和乳化液:作為降濾劑，防止水向地層的滲透，并且作為水的代替液而減少水量來(lái)到達(dá)防膨目的防膨劑種類(lèi)B甲醇:殺菌劑目的:防止細(xì)菌對(duì)凍膠的降解和變質(zhì)延緩鋼材的腐蝕防止細(xì)菌生成沉淀細(xì)菌來(lái)源:不干凈罐基液地層殺菌劑目的:常用殺菌劑氫氧化鈉次氯酸鈉陽(yáng)離子外表活性劑甲醛ＢＳＢＥ１１５硫酸銅常用殺菌劑氫氧化鈉外表活性劑加外表活性劑原因：水要降低地層對(duì)油的有效滲透率導(dǎo)致局部或完全水堵原油與水要形成比原油粘度高得多的乳化液〔有時(shí)高達(dá)幾千倍〕，這些形成堵塞的水和油－水乳化液大局部就存在于井筒附近，對(duì)壓裂效果影響很大外表活性劑加外表活性劑原因：外表活性劑作用減少壓裂液滯留量提高返排速度和返排量降低在形成油－水乳化液的可能性當(dāng)使用乳化壓裂液時(shí)，參加外表活性劑還能起到穩(wěn)定乳化液的作用外表活性劑作用減少壓裂液滯留量外表活性劑作用機(jī)理外表活性劑由親油基團(tuán)和親水基團(tuán)構(gòu)成。外表活性劑通過(guò)在液氣界面和在兩種不混溶液體間界面上的吸附作用，可以降低界面張力；通過(guò)在液固界面上的吸附作用，可以減少濕潤(rùn)邊界角。外表活性劑作用機(jī)理外表活性劑由親油基團(tuán)和親水基團(tuán)構(gòu)成。外表活外表活性劑種類(lèi)陰離子型活性劑陽(yáng)離子型活性劑非離子型活性劑兩性活性劑外表活性劑種類(lèi)陰離子型活性劑ｐＨ值調(diào)節(jié)劑防止地層傷害，含有泥質(zhì)的地層在ｐＨ值為３～７的范圍內(nèi)時(shí)傷害最輕控制增粘速度，成膠劑的增粘速度直接取決于液體ｐＨ值的大?。穑戎颠€可以控制細(xì)菌繁殖ｐＨ值調(diào)節(jié)劑防止地層傷害，含有泥質(zhì)的地層在ｐＨ值為３～７的范穩(wěn)定劑作用：在高溫下穩(wěn)定凍膠，防止提前破膠種類(lèi)：醇類(lèi)，尤以５％甲醇用的最多硫代硫酸鈉〔復(fù)原劑〕鐵離子穩(wěn)定劑主要是防止鐵鹽沉淀穩(wěn)定劑作用：二、壓裂液的濾失性壓裂液濾失機(jī)理1.濾餅與初濾失濾餅:壓裂液的造壁性和降濾劑共同作用的結(jié)果初濾失:形成濾餅前的濾失PwPvPcPs二、壓裂液的濾失性壓裂液濾失機(jī)理PwPvPcPs2.壓裂液濾失的三個(gè)過(guò)程濾餅區(qū)的流動(dòng)濾餅控制過(guò)程侵入?yún)^(qū)的流動(dòng)壓裂液粘度控制過(guò)程地層流體的壓縮地層流體粘度及壓縮性控制過(guò)程2.壓裂液濾失的三個(gè)過(guò)程濾餅區(qū)的流動(dòng)侵入?yún)^(qū)的流動(dòng)地層流體的壓壓裂液濾失系數(shù)造壁性影響的濾失系數(shù)壓裂液粘度影響的濾失系數(shù)地層流體的粘度和壓縮性影響的濾失系數(shù)壓裂液濾失系數(shù)造壁性影響的濾失系數(shù)壓裂液粘度影響的濾失系數(shù)Cv假設(shè):壓裂液為牛頓型液體且作線性層流流動(dòng)；壓裂液呈活塞式侵入，即侵入段地層流體被頂替；壓裂液和地層巖石均不可壓縮；壓差ΔＰv＝Ｐｗ－Ｐｃ為常數(shù)。壓裂液粘度影響的濾失系數(shù)Cv假設(shè):濾失系數(shù)Cv由達(dá)西定律:實(shí)際濾失速度:濾失系數(shù)Cv由達(dá)西定律:實(shí)際濾失速度:積分上式:代入：積分上式:代入：最終得到:m2MPamPa.S最終得到:m2MPamPa.S四、壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的傷害及保護(hù)按壓裂液作用位置分：地層基質(zhì)傷害支撐裂縫傷害按流體性質(zhì)分：液體傷害固體傷害壓裂液濾餅和濃縮膠四、壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的傷害及保護(hù)按壓裂液作用位置分：壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的傷害壓裂液在地層中滯留產(chǎn)生液堵地層粘土礦物水化膨脹和分散運(yùn)移產(chǎn)生的傷害壓裂液與原油乳化造成的地層傷害潤(rùn)濕性發(fā)生反轉(zhuǎn)造成的傷害壓裂液殘?jiān)鼘?duì)地層造成的損害壓裂液對(duì)地層的冷卻效應(yīng)造成地層傷害壓裂液濾餅和濃縮對(duì)地層的傷害壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的傷害壓裂液在地層中滯留產(chǎn)生液堵壓裂液在地層中滯留產(chǎn)生液堵在壓裂施工中，壓裂液沿縫壁滲濾入地層，改變了地層中原始含油飽和度，使水的飽度度增加，并產(chǎn)生兩相流動(dòng)，流動(dòng)阻力加大。毛管力的作用致使壓裂后返排困難和流體流動(dòng)阻力增加。如果地層壓力不能抑制升高的毛細(xì)管力，水被束縛在地層中，那么出現(xiàn)嚴(yán)重和持久的水鎖。壓裂液在地層中滯留產(chǎn)生液堵在壓裂施工中，壓裂液沿縫壁滲濾入地壓裂液滯留的地層保護(hù)降低壓裂流體的外表張力注入ＣＯ２或Ｎ２幫助排液改善壓裂液破膠性能減少壓裂液在地層中流動(dòng)的粘滯阻力，加快壓裂液在地層中破膠強(qiáng)制排液，減少壓裂液在地層的滯留時(shí)間壓裂液滯留的地層保護(hù)降低壓裂流體的外表張力地層粘土礦物水化膨脹和分散運(yùn)移產(chǎn)生的傷害粘土礦物與水為基液的壓裂液接觸，立即產(chǎn)生膨脹，使流動(dòng)孔隙減小。松散粘附于孔道壁面的粘土顆粒與壓裂液接觸時(shí)分散、剝落，隨壓裂液濾入地層或沿裂縫運(yùn)動(dòng)，在孔喉處被卡住，形成橋堵，降低滲透率，從而引起傷害。地層粘土礦物水化膨脹和分散運(yùn)移產(chǎn)生的傷害粘土礦物與水為基液的粘土礦物膨脹和運(yùn)移的地層保護(hù)在壓裂液中添加粘土穩(wěn)定劑利用高分子材料的長(zhǎng)鏈對(duì)粘土顆粒外表的“包被〞作用，阻止水分子進(jìn)入采用油基壓裂液粘土礦物膨脹和運(yùn)移的地層保護(hù)在壓裂液中添加粘土穩(wěn)定劑壓裂液與原油乳化造成的地層傷害用水基壓裂液壓裂時(shí)，壓裂液與地層原油由于油水兩相互不相溶，原油中有天然乳化劑如膠質(zhì)、瀝青和蠟等，壓裂時(shí)壓裂液的流動(dòng)具有攪拌作用，因而當(dāng)油水在地層孔隙中流動(dòng)時(shí)就形成了油水乳化液。原油中的天然乳化劑附著在水滴上形成保護(hù)膜，使乳化液具有較高的穩(wěn)定性。壓裂液與原油乳化造成的地層傷害用水基壓裂液壓裂時(shí)，壓裂液與地原油乳化的地層保護(hù)慎用外表活性劑使用優(yōu)質(zhì)壓裂液，徹底破膠，減少壓裂液殘?jiān)?，降低破膠液粘度以及防止地層“微粒〞生成，消除油水界面穩(wěn)定因素在壓裂液中使用優(yōu)質(zhì)破乳劑，消除壓裂液進(jìn)入地層后潛在的乳化堵塞原油乳化的地層保護(hù)慎用外表活性劑潤(rùn)濕性發(fā)生反轉(zhuǎn)造成的傷害潤(rùn)濕性是指巖石外表具有被一層液膜選擇性覆蓋的能力。對(duì)于砂巖油藏，巖石外表一般為親水性，即優(yōu)先被水潤(rùn)濕。如果由于外表活性劑使用不當(dāng)，使?jié)櫇裥园l(fā)生反轉(zhuǎn)，即將親水性轉(zhuǎn)為親油性，那么油相滲透率將大大降低。正常是水濕的地層變成油濕后，一般會(huì)降低油相滲透率４０％。潤(rùn)濕性發(fā)生反轉(zhuǎn)造成的傷害潤(rùn)濕性是指巖石外表具有被一層液膜選擇壓裂液殘?jiān)鼘?duì)地層造成的損害殘?jiān)鼘?duì)壓裂效果的影響存在雙重性，一是殘?jiān)趲r石外表形成濾餅，可降低壓裂液的濾失，并且阻止大顆粒繼續(xù)流入地層內(nèi)。壓裂完畢后，這些殘?jiān)盗鞫氯钌傲芽p，降低裂縫導(dǎo)流能力；另一方面較小顆粒殘?jiān)?，穿過(guò)濾餅隨壓裂液一道進(jìn)入地層深部，堵塞孔隙喉道增強(qiáng)乳化液的界面膜厚度，難于破乳，降低地層和裂縫滲透率。壓裂液殘?jiān)鼘?duì)地層造成的損害殘?jiān)鼘?duì)壓裂效果的影響存在雙重性，一壓裂液殘?jiān)牡貙颖Ｗo(hù)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制選用低水不溶物成膠劑和易降解破膠的交鏈劑優(yōu)選破膠體系，實(shí)現(xiàn)壓裂液徹底破膠、水化壓裂液殘?jiān)牡貙颖Ｗo(hù)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制壓裂液對(duì)地層的冷卻效應(yīng)造成地層傷害冷的壓裂液進(jìn)入地層，會(huì)使地層溫度降低，從而使原油中的蠟及瀝青等析出，造成地層傷害。此種傷害取決于地層原油的性質(zhì)、地層原始溫度、地層降溫幅度及地層滲透率等因素。原油含蠟量高，降溫幅度大，地層滲透率低和地層原始溫度低的油層，“冷卻效應(yīng)〞引起的地層傷害就大壓裂液對(duì)地層的冷卻效應(yīng)造成地層傷害冷的壓裂液進(jìn)入地層，會(huì)使地壓裂液濾餅和濃縮對(duì)地層的傷害在生產(chǎn)過(guò)程中濾餅阻礙地層流體向裂縫的流動(dòng)，并且由于裂縫閉合，支撐劑嵌入，濾餅占據(jù)了局部以至整個(gè)支撐劑顆粒之間的孔隙，導(dǎo)致裂縫導(dǎo)流能力大大降低。壓裂施工和裂縫閉合過(guò)程的壓裂液濾失要導(dǎo)致交聯(lián)聚合物在裂縫中的濃度升高即濃縮。對(duì)高度濃縮的壓裂液，常規(guī)破膠劑用量不可能實(shí)現(xiàn)破膠降解，將會(huì)形成大量殘膠，嚴(yán)重影響裂縫導(dǎo)流能力。壓裂液濾餅和濃縮對(duì)地層的傷害在生產(chǎn)過(guò)程中濾餅阻礙地層流體向裂壓裂液濾餅和濃縮的地層保護(hù)提高破膠劑用量膠囊破膠劑的研制與開(kāi)發(fā)壓裂施工完畢后以小排量擠入濾餅溶解劑壓裂液濾餅和濃縮的地層保護(hù)提高破膠劑用量支撐劑及裂縫導(dǎo)流能力支撐劑性質(zhì)及種類(lèi)裂縫導(dǎo)流能力及其影響因素支撐劑的選擇支撐劑顆粒的沉降支撐劑及裂縫導(dǎo)流能力支撐劑性質(zhì)及種類(lèi)支撐劑性質(zhì)及種類(lèi)根本概念支撐劑特性要求支撐劑種類(lèi)支撐劑性質(zhì)及種類(lèi)根本概念根本概念閉合壓力支撐劑顆粒大小支撐劑顆粒形狀支撐劑砂堆孔隙度支撐劑強(qiáng)度和硬度根本概念閉合壓力閉合壓力定義:停泵后作用在裂縫壁面上欲使之閉合的力為閉合壓力。計(jì)算:〔１〕ＰＣ＝αＦＨ－ＰＳ〔２〕ＰＣ＝ＰＩ＋ＰＨ－ＰＳ閉合壓力支撐劑顆粒大小支撐劑顆粒大小一般用篩析法確定，并且大多使用美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)即ＡＳＴＭ標(biāo)準(zhǔn)。篩析法的篩孔表示方法通常有兩種：一種是以每英寸長(zhǎng)的孔數(shù)來(lái)表示，稱(chēng)之為目或號(hào)；另一種那么是用毫米直接表示篩孔孔眼的大小。支撐劑顆粒大小《酸化壓裂基礎(chǔ)知識(shí)》教學(xué)課件支撐劑顆粒形狀支撐劑的顆粒形狀一般用圓度和球度描述。圓度是指顆粒外表光滑的程度，用ψ表示；球度那么是指顆粒接近球體的程度，用φ表示。φ、ψ越大，顆粒和圓球度越好。支撐劑顆粒形狀支撐劑砂堆孔隙度支撐劑砂堆孔隙度Φｐ為砂堆中的孔隙體積Ｖ孔與砂堆總體積Ｖ總之比，即Φｐ=Ｖ孔/Ｖ總.支撐劑砂堆密度ρｐｄρｐｄ＝砂堆質(zhì)量/砂堆總體積＝ρｐ〔１－φｐ〕支撐劑砂堆孔隙度支撐劑強(qiáng)度和硬度

支撐劑強(qiáng)度支撐劑抵抗閉合壓力和上覆巖石重力的作用而不致發(fā)生破碎的能力為支撐劑的強(qiáng)度；

支撐劑硬度抵抗閉合壓力和上覆巖石重力的作用而不致被壓實(shí)的能力為支撐劑的硬度。支撐劑強(qiáng)度和硬度支撐劑特性要求強(qiáng)度高、硬度適中粒徑均勻圓球度好化學(xué)溫度穩(wěn)定性好質(zhì)量高，雜質(zhì)含量少密度適中貨源廣、價(jià)格低支撐劑特性要求強(qiáng)度高、硬度適中支撐劑種類(lèi)現(xiàn)有的支撐劑按其力學(xué)性質(zhì)例如強(qiáng)度和硬度可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是脆性支撐劑，如石英砂、玻璃珠等，其特點(diǎn)是硬度大，變形很??；另一類(lèi)是韌性支撐劑，如核桃殼、鋁球等，其特點(diǎn)是變形大，在高壓下不易破碎。支撐劑種類(lèi)現(xiàn)有的支撐劑按其力學(xué)性質(zhì)例如強(qiáng)度和硬度可分為兩大類(lèi)支撐劑種類(lèi)石英砂〔砂子〕核桃殼鋁球玻璃珠陶粒塑料包層支撐劑支撐劑種類(lèi)石英砂〔砂子〕石英砂〔砂子〕石英砂貨源廣、價(jià)格廉價(jià)局部壓裂井使用石英砂做支撐劑根本滿足要求，具有一定的成功率；對(duì)于圓度較好的石英砂，在高閉合壓力下仍能提供一定的或較高的滲透能力。石英砂的最大弱點(diǎn)是強(qiáng)底低砂子在篩選不好或清洗不好，含粉砂雜質(zhì)時(shí)，導(dǎo)流能力都要明顯降低石英砂〔砂子〕石英砂貨源廣、價(jià)格廉價(jià)核桃殼與砂子相比，它具有一定的韌性，在壓力的作用下，承壓面積可以稍許增加，因此不致象砂子一樣在閉合壓力和上覆巖石重力的作用下產(chǎn)生顯著破碎，特別是用于松軟地層效果較好。但其貨源受到很大限制核桃殼與砂子相比，它具有一定的韌性，在壓力的作用下，承壓面積鋁球鋁球與核桃殼具有一樣的優(yōu)點(diǎn)但這種金屬支撐劑在高溫鹽水〔地層水〕中極易腐蝕密度大，不利輸送，價(jià)格昂貴鋁球鋁球與核桃殼具有一樣的優(yōu)點(diǎn)玻璃珠具有較高強(qiáng)度致命的弱點(diǎn)：玻璃珠在外表上一旦有外傷或劃痕及擦痕時(shí)，其強(qiáng)度會(huì)大大降低在高溫地層水中，玻璃珠的強(qiáng)度也要大大降低。有時(shí)用作“尾砂〞以提高井底附近的導(dǎo)流能力。在控制縫高壓裂工藝技術(shù)中，常用空心玻璃微珠作為上浮劑在裂縫上部形成人工遮擋層。玻璃珠具有較高強(qiáng)度陶粒主要化學(xué)成分有Ａｌ２Ｏ、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３以及ＴｉＯ２等陶粒的強(qiáng)度很高在承受高閉合壓力和上覆巖石重力的作用時(shí)，陶粒的細(xì)粒構(gòu)造可使顆粒變形而不致破碎，甚至在高溫鹽水的浸泡下也可以抵抗壓碎破壞。陶粒主要化學(xué)成分有Ａｌ２Ｏ、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３以及Ｔｉ塑料包層支撐劑在砂?！灿袝r(shí)也可用其它支撐劑〕上用熱固性塑料外包一層塑料膜，進(jìn)入裂縫后，塑料膜先軟化成玻璃狀，然后在地層溫度下硬化。這種支撐劑在高壓下雖然破碎，但碎屑少，能防止微粒運(yùn)移，仍能提供一定的導(dǎo)流能力，并且密度低，利于輸送，返排時(shí)不致吐砂。塑料包層支撐劑在砂?！灿袝r(shí)也可用其它支撐劑〕上用熱固性塑料外國(guó)內(nèi)現(xiàn)在普遍使用的支撐劑是石英砂和陶粒石英砂的產(chǎn)地較多，應(yīng)用最多的是蘭州砂、福州砂、江西砂、岳陽(yáng)砂、新疆砂、榮城砂等。陶粒以唐山陶粒和成都陶粒使用的最為普遍。石英砂主要用于３０００米以?xún)?nèi)的淺井和中深井，陶粒用于３０００米以上的深井，或作為尾砂以提高縫口處的導(dǎo)流能力。國(guó)內(nèi)現(xiàn)在普遍使用的支撐劑是石英砂和陶粒裂縫導(dǎo)流能力及其影響因素裂縫導(dǎo)流能力定義：裂縫導(dǎo)流能力是指裂縫傳導(dǎo)〔輸送〕流體的能力。填砂裂縫的導(dǎo)流能力定義為支撐后的裂縫滲透率Ｋｆ與支撐后的裂縫寬度Ｗｆ之積。即填砂裂縫導(dǎo)流能力〔ＫＷ〕ｆ或ＦＲＣＤ＝ＫｆＷｆ裂縫導(dǎo)流能力及其影響因素裂縫導(dǎo)流能力定義：裂縫導(dǎo)流能力的影響因素地層的閉合壓力地層巖石硬度支撐劑性質(zhì)支撐劑在裂縫中分布其它裂縫導(dǎo)流能力的影響因素地層的閉合壓力地層的閉合壓力如果地層閉合壓力大，那么裂縫中的支撐劑容易破碎和壓實(shí)，破碎產(chǎn)生的粉粒將局部或全部堵塞裂縫的流動(dòng)通道，壓實(shí)將降低填砂裂縫的滲透率和寬度。對(duì)于脆性支撐劑，主要是破碎問(wèn)題;對(duì)于韌性支撐劑，主要是壓實(shí)問(wèn)題。地層的閉合壓力如果地層閉合壓力大，那么裂縫中的支撐劑容易破碎地層巖石硬度地層巖石的軟硬對(duì)導(dǎo)流能力的影響與支撐劑顆粒的強(qiáng)度和硬度有關(guān)。當(dāng)支撐劑強(qiáng)度低時(shí)，影響導(dǎo)流能力的主要是破碎問(wèn)題;當(dāng)支撐劑強(qiáng)度高時(shí)，支撐劑顆粒嵌入裂縫壁面是影響導(dǎo)流能力的主要因素。地層巖石硬度地層巖石的軟硬對(duì)導(dǎo)流能力的影響與支撐劑顆粒的強(qiáng)度支撐劑性質(zhì)影響導(dǎo)流能力的支撐劑性質(zhì)包括支撐劑的強(qiáng)度、硬度、圓球度、粒徑以及支撐劑的質(zhì)量等等支撐劑強(qiáng)度越高，在閉合壓力和上覆巖石重力的作用下抵抗破碎的能力越強(qiáng)，因而提供的導(dǎo)流能力越高支撐劑硬度越大，越容易嵌入地層而降低支撐裂縫寬度支撐劑性質(zhì)影響導(dǎo)流能力的支撐劑性質(zhì)包括支撐劑的強(qiáng)度、硬度、圓在高閉合壓力下，圓球度越好，導(dǎo)流能力愈高。支撐劑粒徑的影響也有待于進(jìn)一步研究，在一定條件下粒徑大的砂子提供的導(dǎo)流能力仍比粒徑小的為高支撐劑質(zhì)量在閉合壓力較高時(shí)對(duì)導(dǎo)流能力的影響尤為顯著，雜質(zhì)含量增加幾倍，裂縫導(dǎo)流能力要降低幾十倍甚至更大。在高閉合壓力下，圓球度越好，導(dǎo)流能力愈高。支撐劑在裂縫中分布支撐劑在裂縫中的分布主要指排列層數(shù)和填砂濃度。支撐劑排列層數(shù)越多，顆粒的受力面積越大，有利于降低破碎率，并且層數(shù)越多，一方面因?yàn)椤帮柼钌皑暎环矫嬉驗(yàn)闇p少了顆粒的嵌入而增加了支撐縫寬，所以多層排列的填砂方式能獲得較高的裂縫導(dǎo)流能力。支撐劑在裂縫中分布支撐劑在裂縫中的分布主要指排列層數(shù)和填砂濃其它因素地層環(huán)境條件如地層鹽水的存在以及鹽水的成分和含量流動(dòng)條件如縫中流動(dòng)是達(dá)西滲流還是非達(dá)西滲流壓裂液殘?jiān)膫Φ鹊绕渌蛩氐貙迎h(huán)境條件如地層鹽水的存在以及鹽水的成分和含量支撐劑的選擇支撐劑強(qiáng)度地巖巖石硬度支撐劑顆粒大小支撐劑密度支撐劑濃度〔排列方式〕支撐劑的選擇支撐劑強(qiáng)度支撐劑強(qiáng)度在閉合壓力較高時(shí)，應(yīng)考慮使用高強(qiáng)度支撐劑如陶粒等等。在閉合壓力較低時(shí)，低強(qiáng)度支撐劑仍能起到支撐裂縫的作用，只要砂子不破碎，它在淺井淺層應(yīng)用的特別廣泛當(dāng)閉合壓力到達(dá)４２ＭＰａ時(shí)，原那么上不再使用石英砂，應(yīng)使用象陶粒等更高強(qiáng)度的支撐劑，陶粒在閉合壓力為７０ＭＰａ時(shí)也很少破碎。支撐劑強(qiáng)度在閉合壓力較高時(shí)，應(yīng)考慮使用高強(qiáng)度支撐劑如陶粒等等地巖巖石硬度如果地層巖石硬度較低，那么該地層可以認(rèn)為是軟地層，支撐劑顆粒傾向嵌入巖石，減小裂縫寬度，甚至導(dǎo)致裂縫閉合。很硬的地層，支撐劑不易嵌入，但硬地層常常具有高的閉合壓力，因而需要使用高強(qiáng)度支撐劑。地巖巖石硬度如果地層巖石硬度較低，那么該地層可以認(rèn)為是軟地層支撐劑顆粒大小A軟地層要求使用大顆粒的支撐劑以阻止顆粒的嵌入，較高滲透率的地層亦應(yīng)使用大顆粒的支撐劑以提供適當(dāng)?shù)膶?dǎo)流能力。在硬地層，由于顆粒難以嵌入，并且硬地層常常具有較低的滲透率，不需要裂縫具有很高的導(dǎo)流能力，因此可使用小顆粒的支撐劑。支撐劑顆粒大小A軟地層要求使用大顆粒的支撐劑以阻止顆粒的嵌入支撐劑顆粒大小B對(duì)于泥質(zhì)含量較高或其中細(xì)粉粒要發(fā)生運(yùn)移的地層。不宜使用大顆粒支撐劑，因?yàn)檫@些泥質(zhì)和細(xì)粒很容易堵塞孔隙空間，在這種情況下，較小顆粒的支撐劑更適宜。支撐劑顆粒大小和支撐劑質(zhì)量有關(guān)系。小顆粒含量過(guò)高就如同含有雜質(zhì)一樣，對(duì)裂縫導(dǎo)流能力的降低有同樣的影響。支撐劑顆粒大小B對(duì)于泥質(zhì)含量較高或其中細(xì)粉粒要發(fā)生運(yùn)移的地層支撐劑密度支撐劑密度在一定的井況條件下是影響選擇應(yīng)用支撐劑的一個(gè)重要因素，高密度的支撐劑顆粒在裂縫中難以懸浮和攜帶，低密度的支撐劑顆粒難以鋪置在希望的位置上。支撐劑密度支撐劑密度在一定的井況條件下是影響選擇應(yīng)用支撐劑的支撐劑濃度〔排列方式〕單層或局部單層支撐的裂縫在理論上具有最大的導(dǎo)流能力。但是由于在軟地層容易發(fā)生嵌入現(xiàn)象，在硬地層容易發(fā)生破碎現(xiàn)象，這種單層或局部單層排列是不實(shí)際的?，F(xiàn)在大多數(shù)壓裂設(shè)計(jì)都采用支撐劑顆粒多層排列的填砂方式。支撐劑濃度〔排列方式〕單層或局部單層支撐的裂縫在理論上具有最支撐劑顆粒的沉降球形顆粒的自由沉降速度砂粒沉降的影響因素砂粒在冪律液體中的沉降支撐劑顆粒的沉降球形顆粒的自由沉降速度球形顆粒的自由沉降速度顆粒的沉降有自由沉降與干擾沉降兩種形式－－自由沉降是指單個(gè)顆粒在無(wú)限流體介質(zhì)空間內(nèi)的沉降。－－干擾沉降是粒群在有限流體空間內(nèi)的沉降球形顆粒的自由沉降速度顆粒的沉降有自由沉降與干擾沉降兩種形式固體顆粒在流體中沉降時(shí)也有三種沉降狀態(tài)：滯流、過(guò)渡流和湍流。假設(shè)圓球顆粒直徑不大并以極慢的速度〔如顆粒與流體的密度差較小時(shí)〕在流體中沉降時(shí)，流體成為一層又一層地繞過(guò)顆粒，顆粒受到的阻力主要是粘附在顆粒外表上的流體膜與流體間因粘性所產(chǎn)生的摩擦力，這種沉降狀態(tài)稱(chēng)滯流狀態(tài)。固體顆粒在流體中沉降時(shí)也有三種沉降狀態(tài)：滯流、過(guò)渡流和湍流。當(dāng)固體的沉降速度較大時(shí)，圓球顆粒的背部出現(xiàn)尾跡，尾跡的生成是由于與圓球接觸的邊界層因相對(duì)速度較大而從球面脫開(kāi)，滯流狀態(tài)遭到破壞。流體質(zhì)點(diǎn)在圓球顆粒前方形成旋渦，旋渦的產(chǎn)生使顆粒前后流體的壓強(qiáng)不同，增大顆粒沉降的阻力〔旋渦阻力〕。當(dāng)沉降速度大到某一程度時(shí)，球體后面和周?chē)纬纱罅啃郎u，沉降形態(tài)成為湍流，當(dāng)固體的沉降速度較大時(shí)，圓球顆粒的背部出現(xiàn)尾跡，尾跡的生成是顆粒的沉降規(guī)律，從滯流到湍流狀態(tài)〔層流到紊流〕，不是突然完成的，而是有一個(gè)逐漸過(guò)渡的過(guò)程。在逐漸過(guò)渡這一階段中，粘性阻力和旋渦阻力〔湍流阻力〕同時(shí)都起一定的作用，只是隨著過(guò)渡階段的逐漸深化，粘性阻力的作用愈來(lái)愈弱，而旋渦阻力的作用那么愈來(lái)愈強(qiáng)，最后到達(dá)湍流狀態(tài)時(shí)，粘性阻力已不起作用，而完全取決于旋渦阻力了。我們把這一階段稱(chēng)為過(guò)渡階段。顆粒的沉降規(guī)律，從滯流到湍流狀態(tài)〔層流到紊流〕，不是突然完成固體顆粒在流體中沉降時(shí)，受到三個(gè)力的作用：１〕固體顆粒的重力２〕流體對(duì)固體顆粒的浮力３〕固體顆粒在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的阻力固體顆粒在流體中沉降時(shí)，受到三個(gè)力的作用：１〕固體顆粒的重力砂粒沉降的影響因素支撐劑濃度的影響壁面的影響顆粒形狀的影響砂粒沉降的影響因素支撐劑濃度的影響顆粒形狀的影響支撐劑顆粒都是不規(guī)那么的顆粒，而不是規(guī)那么的球體〔有些接近于球形〕〔１〕顆粒的形狀是不規(guī)那么的，比同體積的球體外表積大；〔２〕顆粒的外表是粗糙的；〔３〕顆粒的形狀是不對(duì)稱(chēng)的不規(guī)那么顆粒的這些特點(diǎn)都會(huì)引起顆粒運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力的增大，因此不規(guī)那么顆粒的沉降速度小于球形顆粒的沉降速度顆粒形狀的影響第四節(jié)壓裂設(shè)計(jì)裂縫幾何尺寸確實(shí)定增產(chǎn)倍比預(yù)測(cè)砂子在裂縫中的運(yùn)移分布設(shè)計(jì)步驟壓裂設(shè)計(jì)第四節(jié)壓裂設(shè)計(jì)一、裂縫幾何尺寸確實(shí)定(一)幾何模型及計(jì)算方法簡(jiǎn)介1.二維模型2.三維模型3.計(jì)算方法一、裂縫幾何尺寸確實(shí)定1.二維模型卡特模型

Carter，1957年GDK模型

Christianovich、Geertsma、DeklerkPKN模型

Perkins和Kern提出,Norgren完善

1.二維模型2.三維模型擬三維模型三維擴(kuò)展，一維流體流動(dòng)真三維模型三維擴(kuò)展，二維流體流動(dòng)2.三維模型典型的擬三維模型1982年,VanEekelen模型1978年～1982年，Advani模型1980年，Cleary,Settari模型1982年～1985年,Palmer模型

典型的擬三維模型擬三維模型特點(diǎn)由于擬三維模型中縫高是時(shí)間和位置的函數(shù)，因此較二維模型更準(zhǔn)確反映了實(shí)際情況，計(jì)算結(jié)果精度更高。幾乎所有擬三維模型都忽略了巖石巖性的非均質(zhì)性，且認(rèn)為巖石為理想彈性體，流體在縫中呈穩(wěn)定流動(dòng)，因此與實(shí)際情況仍有一定距離。

擬三維模型特點(diǎn)擬三維模型特點(diǎn)由于各模型的假設(shè)條件、推導(dǎo)方式不同，加上均不盡完善，因此計(jì)算結(jié)果一致性較差。

擬三維模型特點(diǎn)典型的真三維模型Abe[34,35]的“便士形〞模型Mastrojannis的模型Clifton、Abou-sayed模型Cleary模型典型的真三維模型Abe[34,35]的“便士形〞模型真三維模型特點(diǎn)真三維模型由于十分復(fù)雜，計(jì)算量大，費(fèi)用昂貴；需要很詳細(xì)的關(guān)于地層機(jī)械特性及壓裂液特性的資料，且結(jié)果又需專(zhuān)家解釋?zhuān)徽嫒S模型真實(shí)地反映了實(shí)際情況，所以可用它來(lái)檢驗(yàn)擬三維模型的精度，進(jìn)展理論研究。真三維模型特點(diǎn)真三維模型由于十分復(fù)雜，計(jì)算量大，費(fèi)用昂貴；3.計(jì)算方法解析方法僅用于二維模型數(shù)值計(jì)算方法用于二維、三維模型3.計(jì)算方法〔二〕裂縫延伸二維數(shù)學(xué)模型卡特模型GDK模型PKN模型非牛頓液裂縫幾何尺寸的計(jì)算實(shí)用公式〔二〕裂縫延伸二維數(shù)學(xué)模型卡特模型二、增產(chǎn)倍比預(yù)測(cè)圖版法公式法產(chǎn)能預(yù)測(cè)二、增產(chǎn)倍比預(yù)測(cè)增產(chǎn)倍比預(yù)測(cè)之圖版法在閉合壓力不太高的低滲地層，一般容易獲得較高的相對(duì)導(dǎo)流能力，其值常大于0.4。因此壓開(kāi)較長(zhǎng)的裂縫能夠大大提高增產(chǎn)倍數(shù)，這就是當(dāng)前對(duì)于低滲透油氣層主要采用大型壓裂造長(zhǎng)縫的依據(jù)。對(duì)于閉合壓力較大的高滲層，不易獲得較高的相對(duì)導(dǎo)流能力，其值常小于104。這時(shí)要取得好的壓裂效果，主要是靠提高裂縫的導(dǎo)流能力。對(duì)于實(shí)際油氣田，屬于這兩種情況的都有。因此，在水力壓裂設(shè)計(jì)中，應(yīng)解決它們的主要矛盾。根據(jù)油氣層的特性具體分析，全局考慮，以最優(yōu)為準(zhǔn)那么，對(duì)特低滲地層的壓裂，應(yīng)當(dāng)增大施工規(guī)模，造縫要長(zhǎng)；對(duì)于高閉合壓力的中高滲透地層，應(yīng)著眼于提高裂縫導(dǎo)流能力，在這種情況下片面追求施工規(guī)模和縫長(zhǎng)，既不經(jīng)濟(jì)又得不到好的壓裂效果增產(chǎn)倍比預(yù)測(cè)之圖版法產(chǎn)能預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介前述方法很少考慮實(shí)際油藏的諸多因素的影響，只能簡(jiǎn)單計(jì)算壓后的增產(chǎn)倍比，無(wú)法預(yù)測(cè)壓裂井在一段時(shí)間里生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的變化.用數(shù)值模擬方法研究壓裂井產(chǎn)能動(dòng)態(tài)，可以考慮地層、流體等諸多因素的影響，將壓裂井與油藏結(jié)合起來(lái)，較好油藏壓裂井的增產(chǎn)效果。產(chǎn)能預(yù)測(cè)簡(jiǎn)介五、壓裂設(shè)計(jì)單井壓裂設(shè)計(jì)方案，對(duì)一口井的壓裂施工來(lái)說(shuō)是一個(gè)指導(dǎo)性的文件。它能在油氣層與設(shè)備的條件下優(yōu)化出經(jīng)濟(jì)而有效的壓裂增產(chǎn)方案。一個(gè)好的壓裂設(shè)計(jì)能更好地發(fā)揮壓裂技術(shù)的潛在作用，最大可能地提高壓裂效果，為改進(jìn)壓裂工藝提供途徑和方向。五、壓裂設(shè)計(jì)單井壓裂設(shè)計(jì)方案，對(duì)一口井的壓裂施工來(lái)說(shuō)是一個(gè)指五、壓裂設(shè)計(jì)單井壓裂設(shè)計(jì)包括：選井選層確定施工參數(shù)方案設(shè)計(jì)計(jì)算經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析和評(píng)價(jià)五、壓裂設(shè)計(jì)單井壓裂設(shè)計(jì)包括：水力壓裂選井選層一油氣井產(chǎn)量低的主要原因近井地帶受傷害，導(dǎo)致滲透率嚴(yán)重下降油氣層滲透性差地層壓力低，油氣層剩余能量缺乏地層原油粘度高水力壓裂選井選層一油氣井產(chǎn)量低的主要原因水力壓裂選井選層二試井確定地層參數(shù)地層滲透率K靜壓力Ps表皮系數(shù)SS>0污染S<0改善地層系數(shù)Kh水力壓裂選井選層二試井確定地層參數(shù)水力壓裂選井選層三地層應(yīng)有較高能量油層井壁受污染、堵塞嚴(yán)重的油井，應(yīng)采用小規(guī)模壓裂解堵或酸化解堵油層滲透率低，深穿透、飽填砂的大規(guī)模壓裂油層含油性好，含油飽和度要高，一般要求在５０％以上水力壓裂選井選層三地層應(yīng)有較高能量水力壓裂選井選層四一般認(rèn)為孔隙度為６％～１５％時(shí)，才值得進(jìn)展壓裂。如果油層厚度較大，最低孔隙度極限為３％～５％地層滲透率越低，越要優(yōu)先壓裂，使低滲地區(qū)的井獲得商業(yè)性的開(kāi)采含水飽和度<７０％，防止大量產(chǎn)水地層系數(shù):Hh>1.510-4m2.m水力壓裂選井選層四一般認(rèn)為孔隙度為６％～１５％時(shí)，才值得進(jìn)展水力壓裂選井選層五如果疑心有水層，完井時(shí)應(yīng)當(dāng)在水層上方至少３０米處射孔，特別是產(chǎn)層與水層間不存在堅(jiān)密的頁(yè)巖遮擋層時(shí)更應(yīng)如此經(jīng)歷說(shuō)明，對(duì)于規(guī)模較大的壓裂來(lái)說(shuō)，如果頁(yè)巖遮擋層的厚度不超過(guò)１５米，無(wú)論其堅(jiān)密程度如何，它還是常常不能起到控制裂縫竄層的作用水力壓裂選井選層五如果疑心有水層，完井時(shí)應(yīng)當(dāng)在水層上方至少３不宜壓裂的井一油層壓力衰竭不宜壓裂在壓裂層與水層或氣層間的夾層很薄時(shí)附近有與水或氣的接觸面〔如底水驅(qū)油藏或存在底水的油藏〕，而且位于裂縫可能通過(guò)的方向時(shí)高含水井或高油氣比井，除非出水或出氣層可以堵住時(shí)不宜壓裂的井一油層壓力衰竭不宜壓裂不宜壓裂的井二井下技術(shù)狀況差，例如固井質(zhì)量不好、或可能竄槽、套管變形或有嚴(yán)重?fù)p傷、井下有落物經(jīng)過(guò)復(fù)雜措施處理過(guò)、或經(jīng)過(guò)大修中的磨銑的井層均不宜壓裂。注水效果明顯，裂縫比較發(fā)育的井層，為了防止油井水淹，是否壓裂需慎重。高滲透地下虧空的井不宜壓裂。稠油井不宜壓裂，井底附近嚴(yán)重堵塞的除外不宜壓裂的井二井下技術(shù)狀況差，例如固井質(zhì)量不好、或可能竄槽、施工參數(shù)確實(shí)定施工排量施工泵壓及水功率壓裂車(chē)臺(tái)數(shù)確實(shí)定壓裂液和支撐劑用量施工參數(shù)確實(shí)定施工排量施工排量確實(shí)定為了在井底有足夠的流體憋起高壓，選擇施工排量要考慮的因素是：地層的吸液速度。施工排量Ｑ必須大于地層吸液速度Ｑ′，即最小極限排量。施工排量確實(shí)定為了在井底有足夠的流體憋起高壓，選擇施工排量要施工排量確實(shí)定不同排量下所需的壓裂液用量。實(shí)踐說(shuō)明，當(dāng)濾失系數(shù)一定時(shí)欲壓開(kāi)一定大小的裂縫，采用較高的施工排量可減少所需的壓裂液用量；并且施工排量大時(shí)，可提高壓裂液效率，亦有助于減少壓裂液用量。摩阻壓力。排量越大，產(chǎn)生的射孔孔眼摩阻和井筒摩阻越高，因此所需的井底施工壓力愈大，對(duì)設(shè)備的要求就越高。施工排量確實(shí)定不同排量下所需的壓裂液用量。施工排量確實(shí)定裂縫高度。施工排量太大，極有可能導(dǎo)致裂縫竄層。特別是對(duì)于產(chǎn)層與水層之間的遮擋層缺乏夠堅(jiān)密，其厚度不是足夠大時(shí)，竄層是很危險(xiǎn)的。施工排量太小時(shí)，又不能充分壓開(kāi)產(chǎn)層的有效厚度，特別是對(duì)于多產(chǎn)層的情況，施工排量高無(wú)疑是有利的。施工排量高還有利于輸送支撐劑。施工排量確實(shí)定裂縫高度。施工排量確實(shí)定此外，要注意對(duì)設(shè)備能力的要求：施工排量受管材和井口裝置所能承受的壓力的限制施工排量受壓裂設(shè)備處理支撐劑的能力的限制，施工排量大，易導(dǎo)致砂子傳送帶或混砂裝置超過(guò)負(fù)荷施工排量大，壓裂車(chē)不易到達(dá)要求，即使?jié)M足要求，也需更多臺(tái)壓裂車(chē)施工排量確實(shí)定此外，要注意對(duì)設(shè)備能力的要求：施工排量確實(shí)定最小極限排量選擇施工排量時(shí)，必須首先考慮的是所選排量應(yīng)大于地層吸液速度，否那么無(wú)法憋起高壓。地層吸液速度Ｑ′即施工最小極限排量Ｑｍｉｎ為施工排量確實(shí)定最小極限排量施工排量確實(shí)定最大極限排量壓裂時(shí)的最大極限排量由井口和油套管的允許承受壓力而定。壓裂施工時(shí)，注液方式一般分為油管注液、套管注液、環(huán)空注液以及環(huán)空與油管同時(shí)注液〔簡(jiǎn)稱(chēng)油套合注〕幾種方式。雖然注液方式不同，但確定最大極限排量的方法類(lèi)似。施工排量確實(shí)定最大極限排量施工排量確實(shí)定合壓最大極限排量計(jì)算根本步驟根據(jù)井底破裂壓力、液柱壓力、套管或采油樹(shù)的允許承受壓力確定套管極限摩阻壓力。用試算法確定最大極限排量。先假定油管及套管環(huán)空的排量，然后分別計(jì)算套管及油管摩阻，這兩者必須等于或接近前一步計(jì)算的套管極限摩阻壓力或采油樹(shù)允許承受的壓力。施工排量確實(shí)定合壓最大極限排量計(jì)算根本步驟施工排量確實(shí)定如果計(jì)算的油、套摩阻壓力低于套管極限摩阻壓力或采油樹(shù)允許承受的壓力時(shí)，應(yīng)提高排量假定值進(jìn)展二次計(jì)算；如果計(jì)算的油、套摩阻壓力大于套管極限摩阻壓力或采油樹(shù)允許承受的壓力時(shí)，降低排量假定值進(jìn)展二次計(jì)算，直至油、套摩阻壓力根本相等并且接近或等于套管極限摩阻壓力時(shí)為止。這時(shí)兩者的排量之和就是合壓時(shí)的最大極限排量。施工排量確實(shí)定如果計(jì)算的油、套摩阻壓力低于套管極限摩阻壓力或施工泵壓及水功率確實(shí)定井口施工泵壓設(shè)井底破裂壓力為ＰＦ，井口施工泵壓為ＰＰ，管柱摩阻為Ｐｆ，孔眼摩阻為Ｐｍ，井筒液柱壓力為ＰＨ。根據(jù)壓開(kāi)裂縫的條件，必須ＰＰ≥ＰＦ＋Ｐｆ＋Ｐｍ－ＰＨ施工泵壓及水功率確實(shí)定井口施工泵壓施工泵壓及水功率確實(shí)定施工水功率ＨＰ＝１６．５５ＰＰＱ式中:

ＨＰ——井口施工水功率,ｋｗ；ＰＰ——施工泵壓，ＭＰａ；Ｑ——施工排量，ｍ３／ｍｉｎ施工泵壓及水功率確實(shí)定施工水功率壓裂車(chē)臺(tái)數(shù)確實(shí)定按功率計(jì)算設(shè)壓裂車(chē)的功率為Ｈη，機(jī)械效率為η，那么所需壓裂車(chē)臺(tái)數(shù)為壓裂車(chē)數(shù)＝壓裂車(chē)臺(tái)數(shù)確實(shí)定按功率計(jì)算壓裂車(chē)臺(tái)數(shù)確實(shí)定按排量計(jì)算設(shè)壓裂車(chē)單車(chē)排量為ｑ，那么所需壓裂車(chē)臺(tái)數(shù)為壓裂車(chē)數(shù)＝Ｑ/ｑ＋〔１～２〕壓裂車(chē)臺(tái)數(shù)確實(shí)定按排量計(jì)算壓裂液和支撐劑用量確實(shí)定壓裂液的選擇基于一系列評(píng)價(jià)試驗(yàn)和工藝要求。支撐劑類(lèi)型、粒徑和用量及壓裂液用量確實(shí)定基于優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算。壓裂液和支撐劑用量確實(shí)定壓裂液的選擇基于一系列評(píng)價(jià)試驗(yàn)和工藝設(shè)計(jì)計(jì)算確定儲(chǔ)層及井根本參數(shù)由Jf/J0確定(WK)f，Lf預(yù)定排量、用液量、加砂量動(dòng)態(tài)裂縫幾何尺寸計(jì)算支撐劑沉降及運(yùn)移計(jì)算計(jì)算支撐縫長(zhǎng)、導(dǎo)流能力、增產(chǎn)倍比偏差計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算確定儲(chǔ)層及井根本參數(shù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析和評(píng)價(jià)施工投資大，風(fēng)險(xiǎn)大評(píng)價(jià)目的：確定經(jīng)濟(jì)上合理，技術(shù)上可行的方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析和評(píng)價(jià)施工投資大，風(fēng)險(xiǎn)大壓裂工藝多層壓裂技術(shù)暫堵劑分層壓裂工藝孔眼堵塞球法壓裂工藝限流法分層壓裂技術(shù)填砂法壓裂技術(shù)氮?dú)鈮毫鸭夹g(shù)控縫高壓裂技術(shù)端部脫砂壓裂技術(shù)壓裂工藝多層壓裂技術(shù)多層壓裂技術(shù)A大多數(shù)油氣田都具有多產(chǎn)層。在多層的情況下，壓裂成功率低的原因之一就是壓裂液不能按需要進(jìn)入目的層段，從而導(dǎo)致該壓開(kāi)的壓不開(kāi)，不應(yīng)壓開(kāi)的反而壓開(kāi)了。因此，對(duì)于多層的情況應(yīng)進(jìn)展分層壓裂。多層壓裂技術(shù)A大多數(shù)油氣田都具有多產(chǎn)層。在多層的情況下，壓裂多層壓裂技術(shù)B在工藝上，分層的方法很多，包括:使用封隔器的機(jī)械分層暫堵劑分層堵塞球分層限流分層填砂分層多層壓裂技術(shù)B在工藝上，分層的方法很多，包括:暫堵劑分層壓裂工藝應(yīng)用封隔器機(jī)械分層的壓裂技術(shù)在大多數(shù)情況下是行之有效的方法，但是對(duì)于以下兩種情況，此方法難以實(shí)施。裸眼段井徑過(guò)大，不能用封隔器隔開(kāi)壓裂層段；管鞋附近或射孔段之間固井質(zhì)量差，無(wú)法封隔壓裂層段。暫堵劑分層壓裂工藝應(yīng)用封隔器機(jī)械分層的壓裂技術(shù)在大多數(shù)情況下暫堵劑分層壓裂工藝暫堵劑選擇性壓裂的原理一：根據(jù)油層間或油層內(nèi)不同部位吸水能力的差異，當(dāng)向井內(nèi)擠入液體時(shí)，液體就進(jìn)入吸能力好的層，摻混在液體中的暫堵劑就隨之被帶到吸收層，暫堵劑有一定的粒度，進(jìn)不到油層孔隙中，從而將吸收能力好的層或部位的射孔孔眼整個(gè)堵住，便其不再吸收液體，壓裂過(guò)程中的高壓壓裂液進(jìn)不去，只能壓開(kāi)吸水能力差的層或部位。暫堵劑分層壓裂工藝暫堵劑選擇性壓裂的原理一：暫堵劑分層壓裂工藝暫堵劑選擇性壓裂的原理二：當(dāng)壓裂液中添加有堵塞劑后，將在井壁處使已經(jīng)壓開(kāi)并延伸的裂縫堵死，隔斷壓裂液進(jìn)入裂縫，在井底蹩起高壓，從而在流體封閉井壁較差的地方或是在地層顯著薄弱的其它深度處壓開(kāi)新的裂縫，這樣壓開(kāi)的裂縫，暫時(shí)先不用臨時(shí)堵塞劑封堵，而是用不含堵塞物質(zhì)的壓裂液加以延伸，重復(fù)這一過(guò)程，即能壓出多條裂縫。暫堵劑分層壓裂工藝暫堵劑選擇性壓裂的原理二：孔眼堵塞球法壓裂工藝將假設(shè)干堵球隨液體泵入井中，堵球?qū)⒏邼B層的孔眼堵住，待壓力蹩起，即可將低滲層壓開(kāi)。這種方法的根本原理是堵球由壓裂液帶入井內(nèi)，經(jīng)壓裂管柱，最后到達(dá)流體所進(jìn)入的射孔孔眼。堵塞球接觸孔眼后，必將阻止液體流進(jìn)孔眼，因此，在孔眼內(nèi)外出現(xiàn)壓差，使堵塞球在壓差的作用下牢牢地座在孔眼上，切斷液體進(jìn)入地層的通道。只要井筒壓力超過(guò)周?chē)牡貙訅毫?，堵塞球就?huì)堵住孔眼?？籽鄱氯蚍▔毫压に噷⒓僭O(shè)干堵球隨液體泵入井中，堵球?qū)⒏邼B層孔眼堵塞球法壓裂工藝一次壓裂兩個(gè)或兩個(gè)以上的射孔段，向井內(nèi)泵注的壓裂液將從滲透率最高的射孔段進(jìn)入地層。第一層壓裂完，將堵塞球投入頂替液送入井內(nèi)，由于這一射孔段容易吸收液體，堵塞球隨注入液體，在壓差作用下坐入孔眼，實(shí)現(xiàn)密封。由于井內(nèi)仍然保持壓力，在第一層段壓裂完畢進(jìn)展頂替后，緊接著就進(jìn)展第二個(gè)層段的壓裂。第一個(gè)層段的封堵使井內(nèi)壓力蹩高，從而壓開(kāi)第二射孔段，這一過(guò)程，視需要可重復(fù)進(jìn)展，直到壓開(kāi)全部層段孔眼堵塞球法壓裂工藝一次壓裂兩個(gè)或兩個(gè)以上的射孔段，向井內(nèi)泵孔眼堵塞球法壓裂工藝為了在多層壓裂中實(shí)際而有效地封堵孔眼，堵塞球應(yīng)滿足以下條件：堵球的大小和比重應(yīng)保證在液體攜帶下進(jìn)入并堵住孔眼；堵球必須十分鞏固，以免在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際壓裂壓差下從孔眼中擠出；壓裂時(shí)堵塞球能?chē)?yán)密封住孔眼，壓裂后容易從孔眼中脫落；堵球的比重應(yīng)能使堵球脫出孔眼后沉落井底孔眼堵塞球法壓裂工藝為了在多層壓裂中實(shí)際而有效地封堵孔眼，堵限流法分層壓裂技術(shù)通過(guò)控制各層的射孔孔眼數(shù)及孔眼直徑的方法限制各層的吸水能力以到達(dá)壓開(kāi)各層的目的，此即限流法。壓開(kāi)一個(gè)以上的射孔段，井底注入壓力必須超過(guò)每一壓裂層段的地層原始破裂壓力，為此必須限制孔眼的大小和數(shù)目?？籽勰ψ璐笮≈苯优c壓裂液通過(guò)孔眼的流量有關(guān)，因此提高泵注排量，必將增大孔眼摩阻，每個(gè)射孔孔眼好象是一個(gè)井下油嘴，提高排量，井底壓力隨即上升，直到另一層壓開(kāi)。限流法分層壓裂技術(shù)通過(guò)控制各層的射孔孔眼數(shù)及孔眼直徑的方法限限流法分層壓裂技術(shù)限流法的特點(diǎn)是在完井射孔時(shí)，要按照壓裂的要求設(shè)計(jì)射孔方案，包括孔眼位置、孔眼密度及孔徑，從而壓裂成為完井的一個(gè)組成局部。由于壓裂施工一開(kāi)場(chǎng)就形成最高壓力、最大排量，因此壓裂層段很快相繼壓開(kāi)。如果地面排量足夠大，壓裂過(guò)程可以進(jìn)展到全部射孔層段壓開(kāi)或者直至注入壓力到達(dá)套管允許的最大壓力為止。限流法分層壓裂技術(shù)限流法的特點(diǎn)是在完井射孔時(shí)，要按照壓裂的要限流法分層壓裂技術(shù)限流壓裂法從施工角度講比較方便簡(jiǎn)單，對(duì)于處理多層和薄層很有成效，雖然有時(shí)水功率費(fèi)用較高，但由于能在一次施工中壓開(kāi)多層，總的壓裂本錢(qián)仍較低。對(duì)于厚層，配合采用堵塞球法更為有效。限流法分層壓裂技術(shù)限流壓裂法從施工角度講比較方便簡(jiǎn)單，對(duì)于處填砂法壓裂技術(shù)填砂法是先射開(kāi)最下部生產(chǎn)層段，壓裂后用沖洗液將砂子送到井底形成砂柱封堵，重復(fù)上述過(guò)程，到全部層段選擇性壓裂完畢為止。最后利用在井場(chǎng)的壓裂車(chē)將砂子從井內(nèi)反循環(huán)帶出。填砂法壓裂技術(shù)填砂法是先射開(kāi)最下部生產(chǎn)層段，壓裂后用沖洗液將填砂法壓裂技術(shù)這種方法一是射開(kāi)一層壓裂一層，再射開(kāi)一層再壓裂一層。另一種不同的方法是一開(kāi)場(chǎng)便射開(kāi)全部層段，封隔器坐在最底部油層的上部進(jìn)展壓裂，然后用砂柱封堵，再將封隔器提到上一層的上部，重復(fù)這一過(guò)程即可壓開(kāi)全部層段，最后通過(guò)反循環(huán)把砂柱沖出。填砂法壓裂技術(shù)這種方法一是射開(kāi)一層壓裂一層，再射開(kāi)一層再壓裂氮?dú)鈮毫鸭夹g(shù)在某些特殊地層，例如壓力低〔２０ＭＰａ以下〕、滲透率小〔以?xún)?nèi)〕、孔隙度低〔５％以下〕、泥質(zhì)含量高、含有天然裂縫的致密地層，不注支撐劑僅用氮?dú)庾鳛閴毫岩簳?huì)得到很好的效果。氮?dú)鈮毫亚?，一般常要借助于酸化手段清洗射孔孔眼，酸處理后，接著以小排量注氮?dú)馄屏训貙樱?dāng)施工壓力穩(wěn)定后，再提高排量以延伸擴(kuò)展裂縫。氮?dú)鈮毫鸭夹g(shù)在某些特殊地層，例如壓力低〔２０ＭＰａ以下〕、滲氮?dú)鈮毫鸭夹g(shù)與普通壓裂相比，氮?dú)鈮毫丫哂性S多優(yōu)點(diǎn)：〔１〕沒(méi)污染。氮?dú)庀鄬?duì)來(lái)講具有可壓縮性并且難溶解，所以對(duì)水敏性地層幾乎沒(méi)有污染。由于在氮?dú)鈮毫阎胁恍枰褂媒禐V劑，所以也不會(huì)降低地層流體向井底的流動(dòng)能力。此外，由于氮?dú)獾牧鲃?dòng)性好，因此可以有效地連通地層中的天然裂縫系統(tǒng)。氮?dú)鈮毫鸭夹g(shù)與普通壓裂相比，氮?dú)鈮毫丫哂性S多優(yōu)點(diǎn)：氮?dú)鈮毫鸭夹g(shù)注入液體在地層中的停留時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)地層造成的污染越嚴(yán)重，對(duì)于水敏性地層尤其如此。使用氮?dú)鈮毫眩恍枰弑惧X(qián)的返排抽汲裝置，氮?dú)鈮毫褜?shí)際上最大限度地消除了污染問(wèn)題，一旦施工完畢，注入氣體即可馬上排出?！玻病潮惧X(qián)低。氮?dú)鈮毫雅c普通壓裂相比本錢(qián)要低得多，一次氮?dú)鈮毫训馁M(fèi)用大約是普通壓裂的四分之一，有時(shí)一口井壓裂后，幾星期的生產(chǎn)利潤(rùn)即可抵消施工本錢(qián)。氮?dú)鈮毫鸭夹g(shù)注入液體在地層中的停留時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)地層造成的污染控縫高壓裂技術(shù)水力壓裂時(shí)，假設(shè)裂縫向產(chǎn)層上、下無(wú)限制的延伸，進(jìn)而造成壓裂后產(chǎn)量低、遞減快、增產(chǎn)有效期短，大大影響了增產(chǎn)增注效果。對(duì)于存在底水或氣頂?shù)挠筒?，裂縫高度無(wú)控制延伸，容易壓穿氣頂或含水層，造成大量出水出氣。如果裂縫穿入產(chǎn)層上下的非油氣層段，造縫長(zhǎng)度相應(yīng)地要減小，供油氣流動(dòng)的有效裂縫面積極為有限，同時(shí)大量的壓裂液和支撐劑都消耗在產(chǎn)層以外的裂縫中?？乜p高壓裂技術(shù)水力壓裂時(shí)，假設(shè)裂縫向產(chǎn)層上、下無(wú)限制的延伸，控縫高壓裂技術(shù)控縫高壓裂技術(shù)就是通過(guò)上浮式和下沉式導(dǎo)向劑在裂縫的頂部和底部形成人工遮擋層，阻止裂縫中的壓力向上下傳播，繼而到達(dá)控制裂縫在高度方向上進(jìn)一步延伸的目的。控縫高壓裂技術(shù)控縫高壓裂技術(shù)就是通過(guò)上浮式和下沉式導(dǎo)向劑在裂端部脫砂壓裂技術(shù)端部脫砂壓裂的目的是到達(dá)超高導(dǎo)流能力以解決高滲透油氣層的稀井高產(chǎn)、少投入多產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化開(kāi)發(fā)問(wèn)題，端部脫砂將使裂縫中的砂濃度面積濃度比常規(guī)提高３～４倍以上，導(dǎo)流能力由常規(guī)的數(shù)十μｍ２·ｃｍ提高到數(shù)百μｍ２·ｃｍ以上。形成超高導(dǎo)流能力除了提高縫中的砂濃度外，壓開(kāi)超寬裂縫也是主要技術(shù)關(guān)鍵。端部脫砂壓裂技術(shù)端部脫砂壓裂的目的是到達(dá)超高導(dǎo)流能力以解決高端部脫砂壓裂技術(shù)端部脫砂壓裂技術(shù)要點(diǎn)：從理論上講，前置液應(yīng)在施工完畢時(shí)正好從裂縫中全部濾失完畢，攜砂液恰好到達(dá)裂縫最前緣即裂縫端部，這時(shí)將在裂縫端部附近脫砂產(chǎn)生橋塞，裂縫中的凈壓力因此而急劇升高。這在常規(guī)施工中是力求防止的，但它正是端部脫砂壓裂技術(shù)的理論依據(jù)。端部脫砂壓裂技術(shù)端部脫砂壓裂技術(shù)要點(diǎn)：端部脫砂壓裂技術(shù)凈壓力的升高將迫使裂縫在寬度方向進(jìn)一步擴(kuò)展，端部脫砂壓裂造成的縫寬可以將常規(guī)幾個(gè)毫米的支撐縫寬增至十到二十甚至更大，使裂縫中的面積濃度比常規(guī)提高３～４倍以上，因此，與常規(guī)相比，必須將地面砂比提高３倍以上。端部脫砂壓裂技術(shù)使凈壓力有控制地升高而增加縫寬，在端部脫砂產(chǎn)生支撐劑橋塞的條件下繼續(xù)泵注高砂比的混砂液，這時(shí)支撐劑由裂縫端部向井筒方向回填至縫口，形成超高導(dǎo)流能力的裂縫。端部脫砂壓裂技術(shù)凈壓力的升高將迫使裂縫在寬度方向進(jìn)一步擴(kuò)展，第二章酸化序言碳酸鹽巖油氣田儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的一半以上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的高產(chǎn)井幾乎均在碳酸鹽巖地層。國(guó)內(nèi)碳酸鹽巖儲(chǔ)層分布：四川、華北、勝利、遼河、新疆、長(zhǎng)慶、滇黔貴酸化特點(diǎn)：規(guī)模小、施工方便第二章酸化序言酸處理工藝類(lèi)型儲(chǔ)層類(lèi)型作用酸洗砂巖、碳酸鹽巖去除結(jié)垢、疏通孔眼基質(zhì)酸化砂巖、碳酸鹽巖解除近井堵塞、恢復(fù)和提高地層滲透率酸壓砂巖、碳酸鹽巖解除近井堵塞、溝通遠(yuǎn)井裂縫、增大流通面積酸處理工藝類(lèi)型儲(chǔ)層類(lèi)型第一節(jié)碳酸鹽巖地層的鹽酸處理主要礦物成分：方解石CaCO3>50%石灰?guī)r類(lèi)白云石CaMg(CO3)2>50％白云巖類(lèi)油氣層分類(lèi)：孔隙性碳酸鹽巖油氣層孔隙－裂縫性碳酸鹽巖油氣層裂縫性碳酸鹽巖油氣層第一節(jié)碳酸鹽巖地層的鹽酸處理主要礦物成分：一、酸－巖化學(xué)反響及生成物狀態(tài)常用的酸：鹽酸〔HCL〕，甲酸〔HCOOH〕乙酸〔CH3COOH〕，氯醋酸〔CH3CLCOOH〕氫氟酸〔HF〕，土酸〔HF＋HCL〕鹽酸與碳酸鹽巖的化學(xué)反響2HCL+CaCO3=CaCL2+H2O+CO24HCL+CaMg(CO3)2=CaCL2+MgCL2+2H2O+2CO2一、酸－巖化學(xué)反響及生成物狀態(tài)常用的酸：鹽酸〔HCL〕一、酸－巖化學(xué)反響及生成物狀態(tài)反響生成物的狀態(tài)CaCL2的狀態(tài)：一般呈溶液狀態(tài)HCL溶液最大濃度28％地層溫度>30C，CaCL2>52%CO2的狀態(tài):局部溶解，局部小氣泡反響生成物對(duì)滲流的影響:CaCL2粘度高:一、酸－巖化學(xué)反響及生成物狀態(tài)反響生成物的狀態(tài)一、酸－巖化學(xué)反響及生成物狀態(tài)A.攜帶脫落微粒能力強(qiáng)，防止堵塞，有利B.流動(dòng)阻力大，對(duì)滲流不利CO2的影響:應(yīng)從相滲透率和相飽和度的關(guān)系上具體分析，一般有助于酸液反排。乳狀液的生成對(duì)地層滲流不利此外，AL2O3，F(xiàn)e2O3，F(xiàn)eS等雜質(zhì)與鹽酸反響生成AlCL3，F(xiàn)eCL3等，當(dāng)PH值上升到一定值時(shí)，將生成Fe(OH)3，Al(OH)3沉淀一、酸－巖化學(xué)反響及生成物狀態(tài)A.攜帶脫落微粒能力強(qiáng)，防止一、酸－巖化學(xué)反響及生成物狀態(tài)增產(chǎn)機(jī)理：解除近井堵塞、恢復(fù)和提高地層滲透率〔酸化、酸壓〕改善近井地層滲流通道，流通較遠(yuǎn)地帶的縫、孔、洞〔酸壓〕一、酸－巖化學(xué)反響及生成物狀態(tài)增產(chǎn)機(jī)理：二、酸－巖化學(xué)反響速度酸處理的目的：解除近井附近的污染得到足夠深度的溶蝕范圍酸巖復(fù)相反響分析酸巖復(fù)相反響速度表達(dá)式影響酸巖復(fù)相反響的因素二、酸－巖化學(xué)反響速度酸處理的目的：酸巖復(fù)相反響分析酸巖復(fù)相反響酸巖復(fù)相反響是在高溫、高壓條件下進(jìn)展的，反響在液相〔酸液〕與固相〔巖石〕的界面上發(fā)生，為一復(fù)相反響。由化學(xué)動(dòng)力學(xué)理論可知：均相反響速度主要受溫度、濃度液相，而復(fù)相那么較復(fù)雜。復(fù)相反響特點(diǎn)：反響只在接觸面上進(jìn)展酸巖復(fù)相反響分析酸巖復(fù)相反響酸巖復(fù)相反響分析酸巖復(fù)相反響過(guò)程酸液巖面擴(kuò)散邊界層H＋Ca2+Mg2+CO2反響生成物離開(kāi)巖石外表，向酸液擴(kuò)散H＋與巖石發(fā)生反響〔外表反響〕H＋向巖石外表〔相界面〕傳遞酸巖復(fù)相反響分析酸巖復(fù)相反響過(guò)程酸液巖面擴(kuò)散邊界層H＋Ca酸巖復(fù)相反響分析反響中，離子擴(kuò)散、傳遞過(guò)程包括兩種形式：擴(kuò)散：離子在濃度差的作用下產(chǎn)生的移動(dòng)對(duì)流：自然對(duì)流：由于密度差引起的離子移動(dòng)強(qiáng)迫對(duì)流：在外力作用下的離子移動(dòng)酸巖復(fù)相反響分析反響中，離子擴(kuò)散、傳遞過(guò)程包括兩種形式：酸巖復(fù)相反響分析酸巖復(fù)相反響歸納為兩個(gè)過(guò)程：傳遞過(guò)程反響過(guò)程對(duì)應(yīng)兩個(gè)速度傳質(zhì)速度：H＋通過(guò)邊界層到達(dá)巖石外表的速度外表反響速度：酸巖復(fù)相反響分析酸巖復(fù)相反響歸納為兩個(gè)過(guò)程：酸巖復(fù)相反響分析試驗(yàn)說(shuō)明：灰?guī)r：鹽酸與巖石反響速度很快，系統(tǒng)反響速度受H＋傳質(zhì)控制白云巖：低溫〔<50C〕外表反響速度很慢，系統(tǒng)反響速度受外表反響控制高溫〔>50C〕外表反響速度大大加快，系統(tǒng)反響速度受H＋傳質(zhì)控制酸巖復(fù)相反響分析試驗(yàn)說(shuō)明：酸巖復(fù)相反響速度表達(dá)式酸巖反響速度與以下因素有關(guān)：酸巖系統(tǒng)的面容比垂直與巖面的酸濃度梯度H＋的傳質(zhì)速度酸巖復(fù)相反響速度表達(dá)式酸巖反響速度與以下因素有關(guān)：影響酸巖復(fù)相反響的因素面容比面容比越大，反響速度越快酸液的流速層流，影響小紊流，影響大，強(qiáng)迫對(duì)流使H＋的傳質(zhì)速度增大，但反響速度增加倍數(shù)小于流速增加，有助于增加有效作用距離影響酸巖復(fù)相反響的因素面容比影響酸巖復(fù)相反響的因素酸液類(lèi)型18C，0.1當(dāng)量，離解度HCL為29％醋酸為1.3％影響酸巖復(fù)相反響的因素酸液類(lèi)型18C，0.1當(dāng)量，離解度影響酸巖復(fù)相反響的因素酸濃度在24％～25％之前，HCL濃度增加，反響速度增加；之后，濃度增加，反響速度反而下降初始濃度越高，余酸的反響速度越慢HCLH＋＋CL＋現(xiàn)場(chǎng)傾向采用高濃度酸液影響酸巖復(fù)相反響的因素酸濃度影響酸巖復(fù)相反響的因素其它溫度壓力巖石化學(xué)組分物化性質(zhì)酸液粘度影響酸巖復(fù)相反響的因素其它延緩酸巖反響速度的途徑壓寬縫用高濃度酸液采用弱酸稠化酸液井底降溫提高注酸排量延緩酸巖反響速度的途徑壓寬縫三、酸巖復(fù)相反響

的有效作用距離概念：酸液有效作用距離酸巖反響室內(nèi)試驗(yàn)方法簡(jiǎn)介靜態(tài)試驗(yàn)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)流動(dòng)模擬試驗(yàn)動(dòng)力模擬試驗(yàn)三、酸巖復(fù)相反響

的有效作用距離概念：三、酸巖復(fù)相反響

的有效作用距離裂縫中酸濃度的分布規(guī)律思路：數(shù)模酸濃度分布規(guī)律物模H＋傳質(zhì)系數(shù)DH＋得到：酸液有效作用距離Lef酸液在裂縫中流動(dòng)反響的偏微分方程三、酸巖復(fù)相反響

的有效作用距離裂縫中酸濃度的分布規(guī)律三、酸巖復(fù)相反響

的有效作用距離酸濃度分布規(guī)律及計(jì)算圖的應(yīng)用自學(xué)15分鐘三、酸巖復(fù)相反響

的有效作用距離酸濃度分布規(guī)律及計(jì)算圖的應(yīng)

四、前置液酸壓的計(jì)算方法酸壓前置液酸壓作用機(jī)理寬縫前置液預(yù)先冷卻地層指進(jìn)現(xiàn)象降低了濾失減緩了反響速度四、前置液酸壓的計(jì)算方法酸壓

四、前置液酸壓的計(jì)算方法裂縫幾何尺寸縫中酸液溫度井筒裂縫酸液有效作用距離酸壓后裂縫導(dǎo)流能力的計(jì)算增產(chǎn)倍比的計(jì)算四、前置液酸壓的計(jì)算方法裂縫幾何尺寸第二節(jié)酸液及添加劑性能要求酸類(lèi)型酸液添加劑第二節(jié)酸液及添加劑性能要求性能要求酸液溶蝕能力強(qiáng)，生成物溶于殘酸與地層流體配伍性好參加添加劑后化學(xué)、物理性質(zhì)穩(wěn)定在施工條件下，對(duì)設(shè)備及管線的腐蝕程度低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸、施工方便平安貨源廣，價(jià)格廉價(jià)性能要求酸液性能要求添加劑處理效果好對(duì)儲(chǔ)層污染小貨源廣、價(jià)格低使用方便、平安性能要求添加劑酸類(lèi)型鹽酸甲酸、乙酸多組分酸化學(xué)緩速酸乳化酸稠化酸、膠化酸泡沫酸酸類(lèi)型鹽酸鹽酸無(wú)機(jī)酸酸化用，工業(yè)鹽酸由電解法制得，本無(wú)色，但由于常含F(xiàn)eCl3及其它雜質(zhì)略帶黃色工業(yè)濃度31％特點(diǎn)：本錢(qián)低，溶蝕能力強(qiáng)鹽酸無(wú)機(jī)酸鹽酸缺點(diǎn)：反響速度快腐蝕嚴(yán)重，帶如Fe3+如形成沉淀將污染地層H2S含量高的井，產(chǎn)生脆性斷裂濃度增加，粘度增加溫度增加，粘度降低鹽酸缺點(diǎn)：甲酸、乙酸有機(jī)酸：甲酸(HCOOH),乙酸(CH3COOH)工業(yè)濃度:甲酸90%，乙酸98.5%特點(diǎn)：弱酸，電離度小與同濃度鹽酸相比，反響速度低幾倍到十幾倍，作用距離大甲酸、乙酸有機(jī)酸：甲酸(HCOOH),乙酸(CH3COOH)甲酸、乙酸對(duì)鋼鐵腐蝕小用于高溫、深井缺點(diǎn)：?jiǎn)挝蝗芪g能力本錢(qián)比鹽酸高得多，乙酸比甲酸更貴酸壓時(shí)均勻溶蝕壁面能力低，形成的導(dǎo)流能力低甲酸、乙酸對(duì)鋼鐵腐蝕小多組分酸鹽酸＋有機(jī)酸特點(diǎn)：鹽酸溶解近井地帶，有機(jī)酸溶解遠(yuǎn)井地帶優(yōu)點(diǎn)：酸液有效作用距離大缺點(diǎn)：本錢(qián)高多組分酸鹽酸＋有機(jī)酸化學(xué)緩速酸組成：酸液＋親油性外表活性劑用途：酸壓緩速機(jī)理：活性劑在巖石外表吸附，形成油溶性活性劑吸附層，造成一種物理屏障，阻礙H＋向巖石外表傳遞，延緩酸巖反響速度化學(xué)緩速酸組成：酸液＋親油性外表活性劑乳化酸組成：酸＋油＋乳化劑＋其它添加劑一般：油外相，酸內(nèi)相用途：酸化、酸壓緩速機(jī)理：乳化酸進(jìn)入地層后，被油膜包裹的酸液不能馬上與巖石接觸、發(fā)生反響，只有進(jìn)入地層一段距離后，因溫度升高或擠壓而破乳，酸才能與巖石反響，延緩了反響速度乳化酸組成：酸＋油＋乳化劑＋其它添加劑乳化酸要求：地面穩(wěn)定，地下不穩(wěn)定優(yōu)點(diǎn)：反響速度低粘度高，動(dòng)態(tài)縫寬大有效作用距離長(zhǎng)腐蝕小乳化酸要求：乳化酸缺點(diǎn)：摩阻大，排量受限穩(wěn)定性較差不易完全破乳，不利反排內(nèi)、外相用量不易確定乳化酸缺點(diǎn)：稠化酸、膠化酸組成：稠化酸：酸液＋稠化劑膠化酸：酸液＋稠化劑＋交鏈劑緩速機(jī)理：粘度增加，降低了H＋的傳質(zhì)速度，酸液中的高分子物質(zhì)對(duì)H＋具有束縛作用，限制了H＋的活動(dòng)，減緩了酸巖反響速度稠化酸、膠化酸組成：稠化酸、膠化酸優(yōu)點(diǎn)：緩速效果好，酸液有效作用距離大粘度高，濾失小摩阻低攜帶不溶顆粒能力強(qiáng)缺點(diǎn)：本錢(qián)高高溫下不穩(wěn)定殘酸不易反排稠化酸、膠化酸優(yōu)點(diǎn)：泡沫酸組成：酸液＋氣體＋起泡劑＋穩(wěn)定劑用途：酸壓緩速機(jī)理：由于小氣泡減少了酸與巖石的接觸面積，限制了酸液中H＋的傳遞，延緩了酸巖反響速度泡沫酸組成：酸液＋氣體＋起泡劑＋穩(wěn)定劑泡沫酸優(yōu)點(diǎn)：液體含量低，對(duì)儲(chǔ)層污染小粘度高，動(dòng)態(tài)裂縫寬濾失小反響速度低，作用距離大易反排，懸浮能力強(qiáng)，可帶出固體不溶物適合低壓、低滲、水敏性地層泡沫酸優(yōu)點(diǎn)：泡沫酸缺點(diǎn)：本錢(qián)高地層壓力高、深井受限制天然裂縫發(fā)育地層濾失量大設(shè)備要求高泡沫酸缺點(diǎn)：酸液添加劑緩蝕劑穩(wěn)定劑外表活性劑降濾劑其它酸液添加劑緩蝕劑緩蝕劑最主要添加劑，費(fèi)用占總費(fèi)用比例大緩蝕方法：緩蝕酸液緩蝕工藝緩蝕劑緩蝕劑最主要添加劑，費(fèi)用占總費(fèi)用比例大緩蝕劑緩蝕劑作用原理物理吸附化學(xué)吸附緩蝕劑種類(lèi)無(wú)機(jī)緩蝕劑：砷化物有機(jī)緩蝕劑：甲醛、丁炔二醇復(fù)合緩蝕劑緩蝕劑緩蝕劑作用原理穩(wěn)定劑防止鐵離子沉淀鐵離子來(lái)源：腐蝕金屬鐵，溶解鐵銹儲(chǔ)層中的鐵氧化物鐵離子沉淀取決于PH值PH：3.5~5.5，F(xiàn)e3+沉淀PH：>6.84，F(xiàn)e2+沉淀穩(wěn)定劑防止鐵離子沉淀穩(wěn)定劑施工中，殘酸PH<6.84，F(xiàn)e2+不沉淀，加穩(wěn)定劑防止Fe3+沉淀種類(lèi)：醋酸檸檬酸EDTANTACT1－7穩(wěn)定劑施工中，殘酸PH<6.84，F(xiàn)e2+不沉淀，加穩(wěn)定劑防外表活性劑作用：降低油水界面張力，改變潤(rùn)濕性，降低擠注壓力，加速反排〔助排劑〕防止油水乳化〔破乳劑〕緩速劑〔用于緩速酸〕懸浮劑外表活性劑作用：外表活性劑種類(lèi)：陽(yáng)離子型陰離子型非離子型外表活性劑種類(lèi)：降濾劑種類(lèi)：固體型100目砂、硅粉油溶性樹(shù)脂膠質(zhì)型礦物油天然/合成聚合物降濾劑種類(lèi)：其它增稠劑防膨劑暫堵劑其它增稠劑第三節(jié)酸處理工藝選井選層酸處理方式基質(zhì)酸化酸壓酸處理井的排液第三節(jié)酸處理工藝選井選層第三節(jié)酸處理工藝放噴抽汲氣舉CO2和N2助排第三節(jié)酸處理工藝放噴第四節(jié)砂巖油氣藏的土酸處理砂巖地層土酸處理原理土酸處理工藝第四節(jié)砂巖油氣藏的土酸處理砂巖地層土酸處理原理砂巖地層土酸處理原理HF與硅酸鹽類(lèi)以及碳酸鹽類(lèi)反響2HF+CaCO3=CaF2+CO2+H2O16HF+CaAl2Si2O3=CaF2+2AlF4+2SiF4+8H2OHCL控制PH值6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O與地層水中離子反響，易生成沉淀砂巖地層土酸處理原理HF與硅酸鹽類(lèi)以及碳酸鹽類(lèi)反響砂巖地層土酸處理原理HF與砂巖中各種成分的反響速度碳酸鹽硅酸鹽〔粘土〕石英HCL作用溶蝕碳酸鹽維持PH值防止HF與地層水接觸砂巖地層土酸處理原理HF與砂巖中各種成分的反響速度土酸處理工藝土酸10～15％HCL＋3～8％HF逆土酸6％HF＋3％HCL土酸用量和HF濃度合理HF價(jià)格昂貴防止破壞砂巖構(gòu)造土酸處理工藝土酸土酸處理工藝HCL預(yù)處理溶蝕碳酸鈣，防止CaF2沉淀，發(fā)揮HF對(duì)泥質(zhì)的溶蝕作用HCL把地層水頂替走，防止HF與地層水接觸，生成沉淀土酸處理工藝HCL預(yù)處理225THANKS225THANKS《酸化壓裂基礎(chǔ)知識(shí)》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！《酸化壓裂基礎(chǔ)知識(shí)》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使227油氣井產(chǎn)量低的主要原因近井地帶受傷害，導(dǎo)致滲透率嚴(yán)重下降油氣層滲透性差地層壓力低，油氣層剩余能量缺乏地層原油粘度高2油氣井產(chǎn)量低的主要原因228油氣井增產(chǎn)途徑提高或恢復(fù)地層滲透率保持壓力增加地層能量降低井底回壓降低原油粘度3油氣井增產(chǎn)途徑常用增產(chǎn)方法水力壓裂HydraulicFracturing酸化Acidizing常用增產(chǎn)方法酸化Acidizing常規(guī)酸化MatrixAcidizing〔基質(zhì)酸化、解堵酸化〕壓裂酸化AcidFracturing〔簡(jiǎn)稱(chēng)酸壓〕前置液酸壓普通酸壓或一般酸壓酸洗AcidWash酸化Acidizing常規(guī)酸化MatrixAcidi水力壓裂

HydraulicFracturing常規(guī)水力壓裂ConventionalHydraulicFracturing巨型水力壓裂MHF---MassiveHydraulicFracturing水力壓裂

HydraulicFracturing各類(lèi)儲(chǔ)層中增產(chǎn)方法的使用砂巖儲(chǔ)層SandstoneFormation水力壓裂、基質(zhì)酸化碳酸鹽巖儲(chǔ)層水力壓裂、基質(zhì)酸化、酸壓特低滲儲(chǔ)層MHF特低滲堅(jiān)硬儲(chǔ)層高能氣體壓裂各類(lèi)儲(chǔ)層中增產(chǎn)方法的使用砂巖儲(chǔ)層SandstoneFor水力壓裂概念水力壓裂就是利用地面壓裂車(chē)組將一定粘度的液體以足夠高的壓力和足夠大的排量沿井筒注入井中。由于注入速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油氣層的吸收速度，所以多余的液體在井底憋起高壓，當(dāng)壓力超過(guò)巖石抗張強(qiáng)度后，油氣層就會(huì)開(kāi)場(chǎng)破裂形成裂縫。當(dāng)裂縫延伸一段時(shí)間后，繼續(xù)注入攜帶有支撐劑的混砂液擴(kuò)展延伸裂縫，并使之充填支撐劑。施工完成后,由于支撐劑的支撐作用，裂縫不致閉合或至少不完全閉合，因此即可在油氣層中形成一條具有足夠長(zhǎng)度、寬度和高度的填砂裂縫。此裂縫具有很高的滲濾能力，并且擴(kuò)大了油氣水的滲濾面積，故油氣可暢流入井，注入水可沿裂縫順利進(jìn)入地層，從而到達(dá)增產(chǎn)增注的目的。水力壓裂概念水力壓裂就是利用地面壓(一)壓裂液組成前置液攜砂液頂替液(一)壓裂液組成前置液前置液作用造縫降溫減少攜砂液濾失防砂卡要求一定粘度足夠用量前置液作用攜砂液作用將支撐劑代入裂縫繼續(xù)擴(kuò)張裂縫冷卻地層要求粘度高攜砂能力強(qiáng)攜砂液作用頂替液作用中間頂替液尾注頂替液要