马新仿 非常规油气藏复杂缝网压裂机理共75页文档
压裂工艺原理文档
压裂施工工艺培训资料一、水力压裂的基本原理油层水力压裂一般是指利用液体传压的原理，在地面用高压大排量的泵，将具有一定粘度的液体以大于油层所能吸收的能力向油层注入，使井筒压力逐渐增高，当压力增高到大于油层破裂所需要的压力时，油层就会形成一条或几条水平的或是垂直的裂缝。
当裂缝形成以后，随着液体的不断注入，裂缝还会不断地延伸和扩展，直到液体注入的速度与油层所能吸收的速度相等时为止，此时若取消外力裂缝还会重新闭合。
为了保持裂缝处于张开的状态，随压裂液注入的同时混入一定比例的具有较高强度的固体颗粒做支撑剂来支撑裂缝。
由于支撑是经过严格筛选的，它具有良好的粒度和强度，沉淀在裂缝中，使改变了井筒附近地层的导流能力，从而降低了液体由地层流入井筒的阻力。
二、水力压裂目的和作用油层水力压裂的目的在于改造油层的物理结构，人为地在油层中形成一条或几条高渗透能力的通道，以降低近井地带的流动阻力，增大渗流能力，使油井获得增产效果。
对油层进行水力压裂有以下作用：①解除钻井或修井过程中由于压井液造成的油层污染和堵塞。
②改善厚油层上下渗透性不均匀的层内矛盾。
③提高低渗透油层的渗透能力，调整油井的层间和平面矛盾，改善开发效果；④扩展和沟通油层原有的裂缝和通道，提高油井的产油能力和注水井的吸水能力三、水力压裂效果评价水力压裂效果评价可以从三个方面进行评价：裂缝状况（几何尺寸、导流能力等参数）压后产量变化，经济效益。
水力压裂效果评价的意义：1.小型压裂：获取地层参数、用来指导以后的压裂设计。
2.压裂施工结束后：确定几何裂缝的尺寸，3.产量评价：计算经济指标、优化压裂规模。
评价的结果可以验证或修正水力压裂中使用的规模、选择压裂液、确定加砂量、加砂程序、采用的工艺以及开发方案等，进而降低压裂成本和提高油气采收率，达到开采油气的目的。
根据所选的模型压裂效果评价参数如下：裂缝的长宽高、裂缝的导流能力、压裂液的滤失系数、产量、计算压裂收益。
四、泵注期间压力分析4.1施工压力和时间的关系4.1.1裂缝宽度方程2.52.5缝宽剖面 (cm)330033253350255075100125裂缝中支撑剂浓度 (kg/m2)00.60 1.2 1.8 2.4 3.0 3.6 4.2 4.8 5.4 6.0支撑剂浓度 (kg/m2)4.1.2裂缝内压力方程裂缝内压力梯度取决于压裂液的流变性、流速、缝宽。
体积压裂与缝网压裂技术课件
四、 DB22-3缝网压裂设计要点
支撑剂选择 依据本井地质情况及目的层的埋藏深度 并按照石油天然气行业标准SY/T5108-2006 《压裂支撑剂性能指标及测试推荐方法》， 并结合该井工艺需求，经过筛选确定100目 粉砂2.0m3和0.425-0.85mm抗压52MPa（2040目）陶粒20 m3（目数=25.4/直径*0.65）
四、 DB22-3缝网压裂设计要点
四、 DB22-3缝网压裂设计要点 DB22-3井q412层测试压裂施工工序表
2吨/天，稳定产量基本不变。
MI Energy Corporation
根据岩心观察本区张裂缝占29.
该 目支井前撑1体 剂1步积单月压井3日裂用压改量施后造为工返水6时0排间平～，井19自段0喷长m排D一3B液般，226可1-430达井70方到工q目4（11（20自号00喷0.层—返主排2排压0量0率裂03施米3工.，支工分撑序段剂表10段表—22-10段，直井压裂5层—10层。
体积压裂与缝网压裂技术
目录
一、体积压裂 二、缝网压裂 三、压裂工艺 四、DB22-3缝网压裂设计要点 五、DB22-3缝网压裂实施要点 六、初步评价 七、下步建议
MI Energy Corporation
一、体积压裂
以水力压裂技术手段实施对油气储集岩 层的三维立体改造，形成人工裂缝立体网络， 实现储层内压裂裂缝波及体积的最大化，从 而极大地提高储层有效渗透率，提高采油采 气井的产量。
应力差1就5 要更小些12。.5
358.0
冻胶
4.0
50.0
1892.7
2兆帕、停泵压力17. 体积压1裂6 与缝网压10裂.3 技术 368.3
页岩气压裂复杂缝网形成条件及方法
˄1˅
ᔧT
ᯊ᳔᳝ؐˈ᳔ؐЎ V H V h DŽ
山东
东营
257000
˄2˅
0 fracture complexity. The technologies in favor of the formation of complex fracture network are proposed and are verified by fracturing V H V h Pmax ᯊ᳔᳝ؐ,᳔ؐ Pmax Ў ᔧT 2 Kf and micro seismic monitoring in a shale gas well.
p net ª E ' 4 ª PQL º K IC º 4 v« 4 « » 4 » ¬ H 0 ¬ E' ¼ H 0 ¼
1
2 形成缝网的力学条件
对压裂Байду номын сангаас程中天然裂缝开启的力学条件进行分析见图1。
（5）
3 有利于形成复杂缝网的工程技术
储层的地质因素是决定压裂过程中能否形成复杂缝的 根本，岩石脆性越强、天然裂缝越发育，越容易形成缝 网。但通过优选适合的工艺，也可以起到形成复杂缝并增 加复杂程度的作用 1 cos 2T
3）页岩气压裂采用低粘度减阻水，增大滤失，沟通 尽可能多的天然裂缝，使储层里形成复杂的裂缝网络结构 （简称：缝网）[1]。 裂缝越复杂，储层改造体积（SRV）越大，压裂后井 的产能越高。因此，优选合适的工艺，增加裂缝的复杂程 度，对于页岩气的高效动用开发具有重要的意义。 主应力，MPa；pi为地层初始孔隙压力，MPa；pf为地层破 裂压力，MPa；St为岩石的抗张强度，MPa。 缝内净压力主要受储层特征及人为因素两方面控制， 储层特征包括：杨氏模量、泊松比、地层水平应力及垂向 应力、断裂韧性等。人为因素包括：排量、压裂液粘度、 摩阻、平均砂比和裂缝封堵情况等。
体积压裂复杂裂缝网络模拟研究及应用分析-中文终稿(NXPowerLite)
1、体积压裂改造的储层条件分析
（杨3氏）岩模石量力较学高特、征泊 松 比较低的地层脆性强 ，天然缝较为发育， 且易发生断裂。
第十页，共32页。
1、体积压裂改造的储层条件分析
（4）地应力状况
适当的地应力条件，是形成复杂裂缝网络的有利条件。
（5）天然裂缝
存在天然裂缝是形成复杂缝网的充分条件。 天然缝发育状况、几何尺寸、空间位置决定分支缝的起裂和延伸情况。 大量的天然缝存在，滤失大，需要液量大、排量大（国外页岩气压裂单 段使用液量达到7000m3，排量达到21m3/min）。
②即使储层具有天然缝 ，在地应力变化剧烈（应力差较大）或者是施工参数变化（
排量较小）时，也不一定会形成裂缝网络。
第二十七页，共32页。
5、体积压裂复杂裂缝延伸数学模型研究
天然裂缝的条数、分布密度、物性参数的非均质性将使得分支裂缝起裂与延
3）伸复计杂算裂更缝加困网难络。模拟计算难点
当多条分支缝同时开启和扩展时，对每条裂缝几何尺寸的计算将使得模拟难度和计
5、体积压裂复杂裂缝延伸结果分析
1）裂缝延伸角水变平地化应关力系相等，延
伸角不受缝内净压影 响。
净压力增加，延 伸角变小
应力差增加，延伸角增大。
第二十页，共32页。
MPa
5、体积压裂复杂裂缝延伸结果分析
2）裂缝延伸压力变化关系
延 伸 所 需 净 压 力 （
）
延伸净压力随裂缝半径增大而减小；夹角对延伸净压力影响较小。
复合型裂缝起裂与延伸 判定准则
裂缝面法线与X轴
↗
夹角
↘
↗
地应力差
↘
↗
裂缝半径
↘
↗
缝内实际压力
油井压裂工艺原理及工艺解析
油井压裂工艺原理及工艺解析摘要：油井压裂改造工艺是现代油田在进行实际勘测、开采、开发中广泛应用的、关键的增产措施，通常在油田的实际生产中，因为地质条件、油层等方面的特点，这项工艺也会随之出现变化。
现代对压裂工艺进行有效的完善与普及，对于油田企业扩大产能、提高产量是非常有帮助的，更能让有效的石油资源获得更为充分的使用。
关键词：油井压裂；工艺原理；工艺方法解析；一、现代压裂工艺的阐释压裂工艺一般使用地面上的高压泵组，往油井中注入排量高于底层吸收能力的高粘度液体，让其能够在油井底端形成高雅，在形成的高雅高出底层本身破裂的压力时，就会在油井底部产生一条或者几条裂缝，在压裂液体进入到这些裂缝中以后，基于支撑剂发挥的作用，能在油井底端形成一定的裂缝空间，其在高压泵停止之后也不会出现闭合。
这样的裂缝空间有非常好的导流作用，使油井渗流的状况被有效改善，实现增产、增注的目标。
二、压裂工艺的增产原理因为地球表面的地质构造较为复杂，具有非均质性，所以油井难以让地层中的所有石油储集区实现沟通相连，也无法让油井实现最大的产能。
而是用油井压裂工艺，能在油井底端造出一个人工裂缝，这个裂缝空间能联通地层中的各个石油储集区域，其能让油井拓展供油面积，既减少了油井数量，更切实节约了成本投入，最终实现增产的目标。
另外，压裂工艺产生的裂缝空间，能切实避免由于钻井、生产等环节中引起的石油储层污染，导致石油产量被降低的情况，确保石油质量的同时更提高了石油产量。
三、压裂工艺的原理（一）压裂工艺的发展压裂工艺最早产生与美国，初期的压裂操作中充当压裂油的是原油，现在这项工艺所使用的设施、压裂液、支撑剂等有已经得到了有效的创新，工艺技术也更为多样。
现代实际操作中使用的压裂液一般是水基、油基、乳状压裂液以及泡沫等。
压裂工艺最早在我国进行实际应用是上世纪70年代，而我国现代压裂工艺已经排在国际前列。
这项技术在未来的发展中，会对压裂液、支撑剂的使用效率进行有效的提升与优化，对多项技术综合的大型化、综合化发展。
体积压裂形成复杂网络裂缝的影响因素
体积压裂体积压裂是在水力压裂的过程中，通过在主裂缝上形成多条分支缝或者沟通天然裂缝，最终形成不同于常规压裂的复杂裂缝网络，增加井筒与储集层接触体积，改善储集层的渗流特征及整体渗流能力，从而提高压裂增产效果和增产有效期。
其主要特点有以下几点。
(1) 复杂网络裂缝扩展形态常规压裂以形成双翼对称裂缝为目的，在致密油藏中垂直于裂缝面方向的基质渗流能力并未得到改善。
体积压裂的裂缝是在三维方向卜形成相互交错的网状裂缝或者树状裂缝，在缝网区域形成一定的改造体积，增大了泄油体积。
(2) 复杂渗流机理油气在复杂缝网中的渗流机理至今仍没有理想的研究成果。
文献[7」研究了页岩基质向复杂缝网中的渗流，考虑裂缝中达西流和基质中扩散流的双机理渗流以及压敏性对渗透率的影响，建立了天然裂缝发育的双重孔隙度模型，但求解用拟压力的方法进行了标准简化。
目前比较主流的观点是采用分形理论来精确刻画缝网内的渗流特性，利用缝网中主裂缝与次裂缝的自相似性，建v.油气在复杂缝网中的渗流模型。
(3) 裂缝发生错断、滑移、剪切破坏剪切缝是岩石在外力作用下破裂并产生滑动位移，在岩层表面形成不规则或凹凸不平的几何形状，具有自我支撑特性的裂缝。
体积压裂过程中裂缝的扩展形式不是单一的张开型裂缝，当压力低于最小水平主应力时，产生剪切断裂。
(4) 诱导应力和多缝应力干扰裂缝发生转向当裂缝延伸净压力大于2个水平主应力的差值与岩石的抗张强度之和时，容易在主裂缝卜产生分叉缝，分叉缝延伸到一定距离后又恢复到原来的裂缝方位，最终多个分叉缝便形成复杂的裂缝网络。
体积压裂能否形成复杂网络裂缝，取决于储集层地质和压裂施工工艺两方面因素。
1.1地质因素(1)储集层岩石的矿物成分储集层岩石的矿物成分会影响岩石的力学性质，从而影响裂缝的起裂方式和延伸路径。
研究证明，硅质含量较高、且钙质填充天然裂缝发育的页岩最易形成复杂缝网，增产效果好。
黍占土矿物含量较高的页岩或者缺少硅质和碳酸盐岩夹层的储集层实现体积压裂非常困难‘2’。
压裂工艺原理课件
04
压裂工艺的优化与改 进
压裂液的优化选择
总结词
压裂液是压裂工艺中的关键因素，其 选择直接影响压裂效果。
详细描述
根据地层特性和需求，选择具有合适 粘度、滤失量、摩阻等性能的压裂液 ，以满足压裂施工的要求。
总结词
优化压裂液的配方，提高其耐温、抗 剪切、稳定性等性能，有助于提高压 裂效果。
详细描述
通过实验和研究，不断改进压裂液的 配方，使其更好地适应不同地层和施 工条件。
根据需要选择合适的压 裂液，并进行配制。
注入支撑剂
将支撑剂注入到裂缝中 ，保持裂缝的开启状态
。
返排与测试
返排压裂液，并对油气 井进行测试，评估增产
效果。
03
压裂设备与工具
压裂泵
压裂泵是压裂工艺中的核心设备，用 于提供高压液体，将地层压开裂缝。
压裂泵的规格和型号较多，根据不同 的地层和施工要求选择合适的泵型和 规格。
新型压裂技术的研发与应用
总结词
随着技术的进步，新型压裂技术不断涌现，为油气开采提供了更多可 能性。
详细描述
研究和发展适用于不同地层和需求的压裂技术，如清水压裂、重复压 裂、水平井分段压裂等。
总结词
新型压裂技术的应用需充分考虑其适用范围和局限性，并进行严格的 现场试验。
详细描述
通过现场试验验证新型压裂技术的可行性和效果，不断完善和优化技 术方案，提高油气开采的经济效益。
压裂施工参数的优化
总结词
压裂施工参数的合理选择对压裂效果至 关重要。
总结词
通过实时监测和反馈，调整施工参数 ，确保压裂施工的安全和有效性。
详细描述
根据地层和井况，优化施工排量、砂 液浓度、砂量等参数，以实现最佳的 裂缝扩展和支撑效果。
非常规油气藏复杂缝网压裂机理PPT培训课件
01
研发高效可重复利用的支撑剂，提高支撑剂的强度和耐久性，
降低成本。
智能压裂技术
02
结合人工智能和大数据技术，实现压裂过程的智能优化和控制，
提高压裂效果和效率。
多层压裂和水平井压裂技术
03
针对多层和水平井的特殊情况，研究和发展相应的压裂技术，
提高复杂油气藏的开发效果。
05
复杂缝网压裂实践操作
施工前的准备
多场耦合模拟难度大
缺乏系统性的评价体系
缝网压裂过程中涉及多物理场耦合，如应 力场、裂缝场、流场等，建立精确的多场 耦合模型难度较大。
目前对于复杂缝网压裂技术的效果评价尚 无统一标准，评价方法多样且不缝网的形成、演化及扩展机制，建立完善的理论体系， 为技术应用提供理论支撑。
压裂技术简介
压裂技术
压裂技术是一种通过向地层中注 入高压液体，使地层产生裂缝， 从而增加油气的渗透率和流动性，
提高油气的采收率。
非常规油气藏
非常规油气藏是指那些在常规技 术条件下难以开采的油气资源，
如页岩气、煤层气等。
复杂缝网压裂
复杂缝网压裂是一种针对非常规 油气藏的开采技术，通过在地下 形成复杂的裂缝网络，增加油气
发展多场耦合模拟技术
提高多物理场耦合模拟精度，为缝网压裂过程提供更准确的预测和优 化方案。
拓展技术应用范围
针对不同地层和油藏条件，研发适应性更强的缝网压裂技术，提高施 工效率和成功率。
建立系统性的评价体系
制定统一、完善的评价标准和方法，对缝网压裂技术进行全面、客观 的评价，促进技术的持续改进和优化。
02
非常规油气藏概述
非常规油气藏定义
非常规油气藏是指那些在常规技 术和经济条件下，难以通过经济 有效的方式进行开采的油气资源。