油水井增产增注技术3 清洁压裂液
40油水井增产增注措施之压裂
油水井增产增注措施之压裂使用地面高压泵组将带有支撑剂的液体注入地下岩层压开的裂缝中，形成具有一定长度、宽度及高度的填砂裂缝的采油工艺称为压裂。
（压裂现场）人们在地面排水时通常采用挖沟开渠的方法，沟渠越深、越宽，排水能力就越强。
而在几千米深的地下怎样增强排油能力，提高油井产量呢?人们发明的压裂工艺技术就是方法之一。
压裂是人为地使地层产生撑开裂缝，地下的这些裂缝就相当于地面的沟渠，可大大改善油在地下的流动环境，使油井产量增加。
水力压裂，是靠地面高压泵车车组将流体高速注入井中，借助井底憋起的高压使油层岩石破裂产生裂缝。
为了防止泵车停止工作后压力下降，裂缝又自行合拢，人们在地层破裂后的注入液体中混人比地层砂大数倍的核桃壳、石英砂、玻璃球、金属球或陶瓷颗粒等支撑剂，同流体一并压入裂缝，并永久停留在裂缝中，支撑裂缝长期处于开启状态，从而保持高导流能力，使油气畅通，油流环境长期得以改善。
当前水力压裂技术已经非常成熟，油井增产效果明显，早已成为人们首选的常用技术。
特别对于油流通道很小，也就是渗透率很低的油层增产效果特别突出。
（压裂示意图）油井压裂后，原油的流动性和产量得到了改善。
此时，在线原油含水分析仪可用于监测压裂前后原油含水率的变化，从而间接评估压裂效果。
如果压裂成功，原油含水率可能会下降，反映出油井产油量的增加。
油井压裂技术与在线原油含水分析仪的结合使用，有助于优化油田开采流程，提高开采效率。
作为原油含水率测量和油气产量计量的专业厂家，杭州飞科电气有限公司研发生产的ALC05系列井口原油含水分析仪（可选配自动加药装置和气液旋流分离器）、FKC01系列插入式原油含水分析仪、FKC02系列管段式原油含水分析仪，已成为各油井单位实时监测原油含水率变化，及时发现并解决生产中的问题，确保油田持续稳定生产的一份科技助力。
清洁压裂液在南泥湾采油厂推广应用论文
清洁压裂液在南泥湾采油厂推广与应用压裂作业是延长油田增产的主要措施，随着常规瓜尔胶压裂液体系成本的增加，且其残渣对储层渗透率的伤害性一直无法得以改进，为此，我厂必须寻找一种新型的清洁型压裂液体系取代目前施行的常规压裂液体系。
一、应用背景裂作业是本厂增产的主要措施，压裂液的优劣直接影响压裂作业的成功率和压后油井的产量。
随着常规压裂液体系成本的逐渐增加，且其对储层渗透率的伤害性一直无法得以改进，有鉴于此，我们必须寻找一种新型的清洁型压裂液体系取代目前施行的常规压裂体系。
针对目前现状我厂对：北京旭日昌盛科技有限公司（xr-ves02清洁压裂液体系）、陕西丰登石化有限公司（ves粘弹性表面活性剂清洁压裂液）陕西石油化工研究设计院（超分子表活剂清洁压裂液体系）、东营盛世石油科技公司（滑溜水复合清洁压裂）、北京佛瑞克科技公司（佛瑞克低分子清洁压裂液体系）这五个公司的清洁型压裂液体系分别进行了室内试验及现场应用，并且通过室内实验验证五个公司的清洁压裂液体系的成胶性能、破胶性能、破胶时间及残渣等性能。
二、技术原理1.粘弹性清洁液体系，一般由增稠用表面活性剂、交联助剂组成。
体系中不含高分子聚合物，起增稠性能是有特殊的表面活性剂分支和助剂来实现的，表面活性剂分子具有一定的自聚化倾向，以尽可能将其非极性部分与水隔离开来。
形成的这种胶束结构通常为小球状或长棒状。
然而，当溶解在盐水中时，一些特定结构的（如含长链烃基结构的季铵盐阳离子型）表面活性剂分子，能够形成一种类似于高分子线团结构的胶束，完全不同于常规的球状或棒状结构。
这种胶束的网络结构具有一定的抗扭曲能力，从而赋予液体较高的粘度而作为压裂液使用。
当有机物质溶解到这种胶束结构核心时，最终会导致胶束结构的破坏，将原来的网络结构转变为球状结构而降低其粘度。
利用这一点，生产井的产出液（如油、气）就会大大降低这种压裂液体粘度，而不必添加破胶剂；此外，压裂液在地层盐水的稀释作用下也会自行破胶化水。
油水井增产增注技术分析
一、水力压裂增产增注原 理
油藏在液体水力压
（
一
）
水
力
压
裂
增
产
、
增
注
的
基
本
原
理力的作用下开始形 成裂缝
1）预处理液: 突破地层；2）前置液: 压宽裂缝；3）支撑剂:保持裂
缝 张 开 将液体泵入井中 。
裂缝开始在 油藏中扩展 开来
将支撑剂和粘性液 体注入裂缝
粘性液体均匀 的分散在裂缝 之中
二、压裂液基础
（五）水基压裂液
胍胶（ Guar）
第19页/共48页
二、压裂液基 础
（五）水基压裂液 (2) 交联冻胶压裂液
与线性胶压裂液对比，冻胶压裂液具有更 强的粘弹性和塑性，在携砂能力等综合性能 方面优于线形胶压裂液，但由于破胶降粘相 对困难，因而破胶剂的使用尤为重要 。
第20页/共48页
二、压裂液基 础
第1章 基本原理及概念
一、水力压裂增产增注原理 二、压裂液基础 三、支撑剂基础
第2页/共48页
一、水力压裂增产增注原 理
低渗透油气井低效的主要原因：
1. 地质与油气藏问 题：可能性较小；
5. 无效压裂。
2. 比预期的渗透 率低；
4. 天然裂缝网沟 通不畅；
第3页/共48页
3. 渗透率各向异 性严重：垂向太
为 了 适 应 不 同 井 层第的21页情/共况48页，裂液基础
（五）水基压裂液
(2) 交联冻胶压裂液（续）
含硼酸盐交联剂的 HPG(30 Ibm/1000gal)
不含交联剂的HPG（60 1bm/1000gal）
黏
度
不含交联剂的HPG（40 1bm/1000gal）
油水井增产增注技术
技术创新与研发
加大研发投入
政府和企业应加大对增产增注技术的研发投入，鼓励技 术创新。
引进国外先进技术
引进国外已经成熟的增产增注技术，缩短研发周期，提 高应用效果。
ABCD
合作研发
鼓励企业、研究机构和高校合作，共同研发新技术，降 低研发成本。
建立技术评估体系
建立增产增注技术的评估体系，对不同技术的优缺点进 行评估，为实际应用提供参考。
压裂方法
根据不同的地层条件和需求，水力压裂可分为常规压裂、高能气体压裂、 二次压裂等。
03
适用范围
水力压裂技术适用于各种类型的油藏，特别是低渗透、特低渗透、页岩
等复杂油藏。
微生物采油技术
微生物采油原理
微生物采油技术是通过向地层中注入特定的微生物，利用微生物的生长代谢活动及其产物 与地层岩石和油水的相互作用，改善地层渗透性，提高油水井的产量和注水效率。
技术不成熟
部分增产增注技术仍处于试验阶段， 尚未完全成熟，难以大规模应用。
成本高昂
一些先进的增产增注技术需要高昂的 研发和设备成本，使得其难以普及。
环境影响
增产增注过程中可能对环境产生一定 影响，如化学药剂的使用可能对地下 水造成污染。
操作难度大
部分增产增注技术操作复杂，需要专 业人员操作，增加了应用难度。
技术推广与应用
制定推广计划
政府和企业应制定增产增注技术的推广计划， 明确推广目标措施和时间表。建立示范工程
选择有代表性的油水井建立示范工程，展示 增产增注技术的实际效果和应用前景。
加强培训与教育
对相关人员进行培训和教育，提高他们对增 产增注技术的认识和应用能力。
完善政策支持
政府应出台相关政策，对增产增注技术的研 发、推广和应用给予支持。
石油工程 第13章注水井增产 注水措施
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侧向应变为0，令
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则得
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1
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(2) 地质构造对应力的影响
如果岩石单元体是 各向同性材料，岩 石破裂时的裂缝方 向总是垂直于最小 主应力轴。
(3) 井壁上的应力
1) 井筒对地应力及其分布的影响
2) 强度高。支撑剂组成不同，其强度也不同，强度 越高，承压能力越大。
3) 杂质含量少。压裂砂中的杂质是指混在砂中的碳 酸盐、长石、铁的氧化物及粘土等矿物质。常用酸溶 解度来衡量存在于压裂砂中的碳酸盐、长石和氧化铁 含量；用浊度来衡量存在于压裂砂中的粘土、淤泥或 无机物质微粒的含量。
第十三章
第十三章 油水井增产增注措施
第一节 水力压裂 第二节 酸 化
第一节 水力压裂
定义：当地面高压泵组将液体以大大超过地层吸收能力 的排量注入井中时，在井底附近蹩起超过井壁附近地层 的最小地应力及岩石抗张强度的压力后，即在地层中形 成裂缝。随带有支撑剂的液体注入缝中，裂缝逐渐向前 延伸，这样，在地层中形成了具有一定长度、宽度及高 度的填砂裂缝。 从地层 裂缝 增产原理：径向流 从裂缝 井底 由径向流变为两个单相流，节约了能耗。 作用 连通地层深处 解除近井地带污染
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1）存在滤失时： p
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油水井增产增注措施
通过智能化和自动化的技术手段，可以实现对油水井的实 时监测、数据采集和远程控制，从而提高生产效率、降低 生产成本并保障生产安全。同时，智能化和自动化的技术 还可以应用于油藏的精细描述、地质建模、产能预测等方 面，为油田开发提供更准确、可靠的技术支持。
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改进堵水调剖剂性能
堵水调剖剂是控制油水井出水 的重要工具，改进其性能可以 提高堵水效果，增加油井产量 。
建议研发高强度、耐温、抗剪 切的堵水调剖剂，以适应不同 油藏条件下的堵水需求。
针对不同油藏的出水原因，应 选择合适的堵水调剖剂配方， 确保堵水效果最佳。
提高物理增产增注设备的效率
物理增产增注设备是提高油水井 产量的重要工具，提高其效率可
VS
详细描述
酸化技术是通过向油层注入酸液，溶解油 层中的堵塞物质和改善油层渗透性，从而 提高油水井的产量和注入效率。该技术在 油田应用广泛，可针对不同类型和性质的 油层进行优化处理，实现油田的增产增注 。酸化技术还可与压裂技术、堵水调剖技 术等联合应用，取得更好的应用效果。
压裂技术在油田的应用与效果
重要性
随着油田开发的深入，油水井的产能下降是普遍存在的问题。通过增产增注措 施，可以延长油田的经济寿命，提高采收率，减少环境污染，促进可持续发展 。
增产增注的主要方法
01
02
03
04
物理法
包括水力压裂、酸化、超声波 及电磁波处理等，通过改变地
层物性提高油水井产能。
化学法
向油层注入化学剂，如表面活 性剂、聚合物等，降低油水界
的渗透性。
高能气体压裂
利用高能气体将地层压开一条或多 个裂缝，并利用气体的膨胀作用将 支撑剂（如砂子）注入裂缝中，以 保持裂缝张开。
清洁压裂液在南泥湾采油厂推广与应用
清洁压裂液在南泥湾采油厂推广与应用压裂作业是延长油田增产的主要措施，随着常规瓜尔胶压裂液体系成本的增加，且其残渣对储层渗透率的伤害性一直无法得以改进，为此，我厂必须寻找一种新型的清洁型压裂液体系取代目前施行的常规压裂液体系。
一、应用背景裂作业是本厂增产的主要措施，压裂液的优劣直接影响压裂作业的成功率和压后油井的产量。
随着常规压裂液体系成本的逐渐增加，且其对储层渗透率的伤害性一直无法得以改进，有鉴于此，我们必须寻找一种新型的清洁型压裂液体系取代目前施行的常规压裂体系。
针对目前现状我厂对：北京旭日昌盛科技有限公司（XR-VES02清洁压裂液体系）、陕西丰登石化有限公司（VES粘弹性表面活性剂清洁压裂液）陕西石油化工研究设计院（超分子表活剂清洁压裂液体系）、东营盛世石油科技公司（滑溜水复合清洁压裂）、北京佛瑞克科技公司（佛瑞克低分子清洁压裂液体系）这五个公司的清洁型压裂液体系分别进行了室内试验及现场应用，并且通过室内实验验证五个公司的清洁压裂液体系的成胶性能、破胶性能、破胶时间及残渣等性能。
二、技术原理1.粘弹性清洁液体系，一般由增稠用表面活性剂、交联助剂组成。
体系中不含高分子聚合物，起增稠性能是有特殊的表面活性剂分支和助剂来实现的，表面活性剂分子具有一定的自聚化倾向，以尽可能将其非极性部分与水隔离开来。
形成的这种胶束结构通常为小球状或长棒状。
然而，当溶解在盐水中时，一些特定结构的（如含长链烃基结构的季铵盐阳离子型）表面活性剂分子，能够形成一种类似于高分子线团结构的胶束，完全不同于常规的球状或棒状结构。
这种胶束的网络结构具有一定的抗扭曲能力，从而赋予液体较高的粘度而作为压裂液使用。
当有机物质溶解到这种胶束结构核心时，最终会导致胶束结构的破坏，将原来的网络结构转变为球状结构而降低其粘度。
利用这一点，生产井的产出液（如油、气）就会大大降低这种压裂液体粘度，而不必添加破胶剂；此外，压裂液在地层盐水的稀释作用下也会自行破胶化水。
05油水井增产增注技术
第二节 油层酸化工艺技术
(3)酸液的类型 (3)酸液的类型
强酸反应速度快,弱酸反应速度慢. 强酸反应速度快,弱酸反应速度慢.
(4)盐酸的质量分数 (4)盐酸的质量分数
高浓度有利于延长作用距离. 高浓度有利于延长作用距离.
(5)温度 (5)温度
温度升高,H+热运动加剧,传质速度加快,酸岩反应速度加快. 温度升高, 热运动加剧,传质速度加快,酸岩反应速度加快.
第一节 水力压裂技术 水力压裂的工艺过程: 二. 水力压裂的工艺过程:
利用地面高压泵组, 高粘液体以 利用地面高压泵组,将高粘液体以大大超过油层吸收能力 高压泵组 的排量泵入井中,随即在井底附近憋起高压,当该压力大于井 的排量泵入井中,随即在井底附近憋起高压,当该压力大于井 壁附近的地应力及岩石的抗张强度时, 壁附近的地应力及岩石的抗张强度时,在井底附近地层将产生 裂缝,再将带有支撑剂的携砂液挤入裂缝中,支撑剂沿裂缝分 裂缝,再将带有支撑剂的携砂液挤入裂缝中, 布,从而在井底附近形成一条具有一定长度,宽度和高度的高 从而在井底附近形成一条具有一定长度, 导流能力的填砂裂缝,供油气流入井内或注入水进入地层. 导流能力的填砂裂缝,供油气流入井内或注入水进入地层.
第二节 油层酸化工艺技术
油层酸化处理是利用酸液能溶解岩石中所 含盐类物质(岩石胶结物或地层孔隙(裂缝) 含盐类物质(岩石胶结物或地层孔隙(裂缝)内 堵塞物等)的特性,扩大近井地带油层的孔隙 堵塞物等)的特性, 度,提高地层渗透率,改善油,气流动状况, 提高地层渗透率,改善油,气流动状况, 以增加油气产量的一种增产措施. 以增加油气产量的一种增产措施.
2,影响压裂井增产幅度的因素 油层特性:指压裂层的渗透率,孔隙度,流体物性, 油层特性:指压裂层的渗透率,孔隙度,流体物性, 油层能量, 油层能量,含油丰度和泄油面积等 指填砂裂缝的长, 裂缝几何参数: 裂缝几何参数: 指填砂裂缝的长,宽,高和导流能力
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清洁携砂、压裂液 携砂液性能
破胶性
粘度, mPa.s
6
5
破 胶 后( mPa.s)
盐 湖 水(mPa.s)
4
3
2
1
0 15 25 35 45 55 65 75
温度,℃
60℃、170S-1条件下： 携砂液破胶后粘度1.883mPa.s 基液（盐湖水）粘度2.652mPa.s 破胶液粘度是基液粘度的71% 破胶液表面张力18.3mN/m
清洁携砂/压裂液
中国石油大学（华东） 2008.12.12
清洁携砂、压裂液
思路机理
携砂液选择原则
1、保护储层好：无残碴、易破胶、易返排，滞留少 2、携砂性能好，容易端部脱砂
VES清洁压裂液能够满足该要求
增粘与破胶机理
植物胶压裂液残渣对支撑裂缝堵塞电镜照片
清洁携砂、压裂液 携砂液配方
携砂液基液密度
粘弹性表面活性剂：
3-4%
助排剂：
1.0%
软纤维：
1.5%
清洁携砂、压裂液 携砂液性能
粘度,mPa
粘度,mPa.s 剪切应力,Pa
流变性
170S-1条件下不温度时清洁压裂液的粘度
120 100
800 700 600 500 400 300 200 100
0 0
30
25
20 粘度（mPa)
15 剪切应力（Pa)
盐水的密度是所溶无机盐的种类和量的函数，可根据所需携砂液的密 度，密度范围：1.05~1.7g/cm3 ，由模型计算所需盐的种类和量。
m/V 0
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携砂液基本配方
基液：不同比例盐水/淡水混配
Kod（×103μm2） 124.91 121.78 135.78
Kod/Ko( 平均 %) Kod/Ko(%)
92.042 92.785 93.156 94.640
三块岩心的渗透率恢复值均大于92%，平均为93.156% ，所研制的盐水基清洁携砂液对涩北气田储层具有较好 的保护性能。
10
5
0 100 200 300 400 500
剪切速率,s-1
80
80℃
20
0
15
25
35
45
55
65
75
温度,℃
清洁携砂、压裂液 携砂液性能
携砂与导流能力
携砂性能好
导流能力比值,%
100 80 60 40 20 0
瓜胶压裂液 HEC线型胶压裂液 清洁压裂液
清洁携砂、压裂液 携砂液性能
抗剪切性
120
100
表观粘度，mPa.s
80
60
40
20
0
0
10
20
30
40
50
60
剪切时间，min
80℃、170S-1剪切60分钟过程中清洁压裂液流变性变化
清洁携砂、压裂液 携砂液性能
保护储层性能
岩心号 Ko（×10-3μm2）
3-1# 3-4# 3-7#
135.71 131.25 143.47