水力压裂技术 分类

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水力压裂工艺技术概述与分类

水力压裂工艺技术概述与分类

水力压裂工艺技术概述与分类摘要:水力压裂是油气井增产、水井增注的一项重要技术措施。

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。

随着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。

由于压裂形成的裂缝具有很高的导流能力,使油气能够畅流入井,从而起到了增产增注的作用。

关键词:机理;裂缝;技术研究;增产;发展;探索。

一、水利压裂技术概述水力压裂技术经过50 多年的发展,在裂缝模型、压裂井动态预测、压裂液、支撑剂、压裂施工设备、应用领域等方面均取得了惊人的发展,不但成为油气藏的增产增注手段,也成为评价认识储层的重要方法。

近期水力压裂在总体优化压裂、重复压裂、大型压裂、高砂比压裂,端部脱沙压裂、CO2 泡沫压裂及特殊井(斜井、水平井、深井、超深井、小井眼井等)压裂技术方面有了进一步的完善和发展,压裂的单项技术也有了很大进展。

国内压裂酸化技术在设计软件、压裂酸化材料、施工技术指标等方面,已接近国际先进水平。

介绍了国内不同储层类型所适用的压裂技术,对更好地发挥水力压裂技术在油气田勘探与开发中的作用具有重要意义。

自1947 年美国进行第1 次水力压裂以来,经过50 多年的发展,水力压裂技术从理论研究到现场实践都取得了惊人的发展。

如裂缝扩展模型从二维发展到拟三维和全三维;压裂井动态预测模型从电模拟图版和稳态流模型发展到三维三相不稳态模型,且可考虑裂缝导流能力随缝长和时间的变化、裂缝中的相渗曲线和非达西流效应及储层的应力敏感性等因素的影响;压裂液从原油和清水发展到低、中、高温系列齐全的优质、低伤害、具有延迟交联作用的胍胶有机硼“双变”压裂液体系和清洁压裂液体系;支撑剂从天然石英砂发展到中、高强度人造陶粒,并且加砂方式从人工加砂发展到混砂车连续加砂;压裂设备从小功率水泥车发展到1000 型压裂车和2000 型压裂车;单井压裂施工从小规模、低砂液比发展到超大型、高砂液比压裂作业;压裂应用的领域从特定的低渗油气藏发展到特低渗和中高渗油气藏(有时还有防砂压裂)并举。

水力压裂

水力压裂

携砂液
防止井筒沉砂。
水力压裂技术
压裂液的性能要求: ①滤失少: ③摩阻低: 造长缝、宽缝 取决于它的粘度与造壁性
②悬砂能力强:取决于粘度 摩阻愈小,用于造缝的有效功率愈大
④稳定性好: 热稳定性和抗机械剪切稳定性 ⑤配伍性好: 不应引起粘土膨胀或产生沉淀而堵塞油层 ⑥低残渣: ⑦易返排: 以免降低油气层和填砂裂缝的渗透率 减少压裂液的损害
1 x1 x E
x2

E
y
x3

E
z
水力压裂技术
由于存在侧向应力的约束,则:
x x1 x 2 x 3
令: x 得:
1 x y z 0 E



y
x y

1
z
考虑到构造应力等因素的影响,可以得到最大、最小水平 侧压系数 主应力为:
水力压裂技术
(二)井壁上的应力 1.井筒对地应力及其分布的影响
地层三维应力问题转化为二维方法处理
y H (1) 当 当 r , ra a x (2) , x y 时, (3) 随着 时, 2 2的增加, 3 H , 2 x x y min 0 ,180 y
3
压缩并使油藏流 体流动的压差
使压裂液滤失于 储层内的压差 裂缝壁面滤 饼的压力差
水力压裂技术
(三)具有造壁性压裂液滤失系数CⅢ
滤失系数CⅢ是由实验方法测定
加压口
滤 失 量 ml
α
Vsp
tg m
筛座 (含滤纸或岩心片) 出液口 图4-4 静滤失仪示意图
0
1
2 3min 4 时间,

水力压裂技术资料

水力压裂技术资料

一. 水力压裂造缝及增产机理
裂缝方向总是垂直于最小主应力
A 当 z 最小时,形成水平裂缝;
B 当 z
x y ,形成垂直裂缝,裂缝面垂直于 y 方向;
C 当z
y x ,形成垂直裂缝,裂缝面垂直于 x 方向;
A
B
C
一. 水力压裂造缝及增产机理
理想形态水平裂缝示意图
低分子压裂液(可重复使用)
含砂液流变性
缔合压裂液
压裂液伤害机理
VDA(清洁自转向酸)
应力敏感性
改变相渗特性的压裂液
超低密度支撑剂
清洁泡沫压裂液
绪 论
(一)国外水力压裂技术现状(总体:成熟、系统配套)
三、现场应用研究
目前的领先技术
裂缝诊断
开发压裂技术
支撑剂回流控制技术
加砂量较小,主要是解除近井地带污染。
第二代压裂(1970’-1980’):中型压裂(Medium Fracturing)
加砂量增加,压裂规模增大,提高低渗透油层导流能力。
第三代压裂(1980’-1990’):端部脱砂压裂(Tip Screen Out-TSO)
应用到中、高渗储层,主要是大幅度提高储层导流能力。



二. 水力压裂入井材料
2.1 压裂液
1、压裂液(Fracturing Fluid)的定义
——是压裂施工的工作液,其主要功能是传递能量,使油层张开裂缝,并
沿裂缝输送支撑剂,从而在油层中条形成一高导流能力通道,以利油、气
由地层远处流向井底,达到增产目的。
2、压裂液的功能
(1)前置液(Pad Fluid):造缝、降温
(3)复杂岩性储层改造技术;

水力压裂技术

水力压裂技术

水力压裂技术
水力压裂技术是一种将深层油气藏岩石的裂缝或孔隙扩展的一种技术,用于提高储层
的孔隙度和渗透率,以提高油气产量。

水力压裂技术最初发展于 20 世纪 50 年代,其原
理是利用高压水在岩石中形成微米级岩石裂缝,从而使石油和天然气易于向外渗出和流动。

水力压裂技术通常用于地层测试或发现新的油田,也可以派生出油气勘探、开采、输送、
储存等一系列相关技术和工艺。

水力压裂技术一般包括三个基本步骤:一是在目标层位灌注高压水,从而在岩石中形
成裂缝;二是通过注入操作助剂,增大灌注压力,进而拓宽并扩大已有的裂缝;三是通过
注入填料、压裂液以及砂颗粒等助剂,保持裂缝扩大的状态,防止岩体被关闭,持续改善
储层的渗透性。

水力压裂技术具有丰富的应用前景,可以有效提高油气储层的渗透性,从而提高产量。

它相对于其他技术来说有着较高的稳定性,可以有效提高油气藏的利用率,改善储层的渗
透性。

同时,水力压裂技术安全可控,利用广泛,可作为一种全新的技术手段来提高储层
的发掘率,在现代油气开采中发挥着不可替代的作用。

浅析井下压裂技术——水力压裂技术

浅析井下压裂技术——水力压裂技术

压裂 液 的类 型 。 目前 常用 的压 裂 液有 水基 压 裂 液 、酸基 压 裂 液 、 油基压裂 液 、乳状 压裂 液及 泡沫 压裂 液 等 。具有粘 度 高 、摩 阻低 及 悬
砂能 力好 等优 点的水基 冻胶 压裂液 ,已成 为矿场主 要使用 的压裂 液
二 、压裂 液的概念 及分 类
三 、 支 撑 剂
支撑 剂 的性 能好 坏直 接影 响着 压裂 效果 。填 砂裂 缝 的导流 能力 是 评价压 裂效 果的 重要 指标 。填砂 裂缝 的导流 能力 是在 油层 条件 下 ,填 砂裂缝 渗透 率与 裂缝 宽度 的乘 积 ,导流 能 力也称 为导 流 率。一 、支 撑 剂的 性能要 求粒 径均 匀 ,密度 小 。如果 支撑 剂 的分选 不 好 ,小粒径 的 支撑 剂会运 移到 大粒径 砂所 形 成 的孔 隙中 ,堵塞 渗流 通道 ,影 响填 砂 裂缝 导 流能 力 ,所 以对 支 撑剂 的粒 径 大小 和分 选 程度 有 一定 的 要求 。
自从 S t a n o l i n d 石 油 公 司于 1 9 4 9 年 首 次 采用 水力 压 裂技 术 以来 , 到 今天 全球 范围 内 的压 裂施 工 作业 量将 近有 2 5 0 万 次 。 目前 大 约百 分 之 六十新 钻 的井都要 经过 压裂改造 。压裂 增产 改造不 但增加 油井产 量 , 而 且 由于 这项 技 术 使 得 以前 没 有 经 济开 采价 值 的 储 量被 开 采 了 出 来 ( 仅 美国 自 1 9 4 9 年 以 来就 约 有 9 O 亿 桶 的石 油 和超 过 7 0 0万亿 立 方 英 尺 的天 然气 因压裂 改造而 额外被 开采 出来) 。另外 ,通过 促进生 产 ,油 气 储量 的静现 值也提 高 了。

煤层气井水力压裂技术

煤层气井水力压裂技术
特点
适用于低渗透煤层,能够提高煤 层的渗透性,增加天然气产量, 是煤层气开发中的关键技术之一 。
技术原理
01
02
03
高压水流注入
通过高压水泵将高压水流 注入煤层,利用水压将煤 层压裂。
支撑剂填充
在压裂过程中,向裂缝中 填充支撑剂,如砂石等, 以保持裂缝处于开启状态。
气体流动
压裂后,煤层中的天然气 通过裂缝和孔隙流动,被 开采出来。
智能化发展
利用人工智能、大数据和物联网技术,实现水力压裂过程 的实时监测、智能分析和自动控制,提高压裂效率和安全 性。
绿色环保
研发低污染或无污染的压裂液和支撑剂,降低压裂过程对 环境的影响,同时加强废弃物的处理和回收利用。
多层压裂和水平井压裂
发展多层压裂和水平井压裂技术,提高煤层气开采效率, 满足市场需求。
煤层孔隙度
孔隙度决定了煤层的储存空间和吸附能力,孔隙度高的煤层有利于 气体的吸附和扩散。
压裂液性能
பைடு நூலகம்
粘度
粘度是压裂液的重要参数,它决 定了压裂液在煤层中的流动阻力, 粘度越高,流动阻力越大。
稳定性
压裂液的稳定性决定了其在高压 和高剪切条件下保持稳定的能力, 稳定性好的压裂液能够保持较好 的流动性和携砂能力。
解决方案
为了降低水力压裂技术的成本,研究 人员和工程师们正在探索新型的压裂 液和支撑剂,以提高其性能并降低成 本。同时,优化压裂施工方案、提高 施工效率也是降低成本的有效途径。 此外,加强设备的维护和保养、提高 设备的利用率也是降低水力压裂成本 的重要措施之一。
06
水力压裂技术的前景展 望
技术发展方向
能力和导流能力。
裂缝网络设计
裂缝走向

油气储层水力压裂技术的发展和优化

油气储层水力压裂技术的发展和优化

油气储层水力压裂技术的发展和优化近年来,能源行业的发展迅猛,越来越多的油气储层被发现,然而要想有效地将这些资源利用起来,需要一种成熟、高效的油气开采技术。

这时,油气储层水力压裂技术便应运而生。

在诸多油气开采方案中,水力压裂技术无疑是一种高效、节能、环保的解决方案。

本文将对油气储层水力压裂技术的发展和优化进行探究。

一、水力压裂技术的定义及研究历程所谓水力压裂技术,是指通过对油气储层施加高压水力,使之裂开,进而增大其裂缝面积,提高油气的产出率。

最早的水力压裂技术可以追溯到1947年美国田纳西州。

在过去的几十年里,水力压裂技术经历了无数次的升级改进,尤其是近年来,科技的革新和创新,使得水力压裂技术变得更加高效、可靠和环保。

二、水力压裂技术的原理与流程水力压裂技术需要借助专门的设备和工具,通过一定的流程来实现。

具体来说,它分为以下几个步骤:1.选址与钻井:压裂前需要对勘探区域进行详细的勘测,确定最适合钻井的位置和深度。

钻井阶段,主要是对地层进行测试和取样。

2.管柱与井壁完整性的保证:在井身内安装一定长度的钢管,以根据井深和井孔完整性确定最优的井孔径和钢管直径。

此外,在井壁上还需涂上一层耐高温、耐腐蚀的涂层保护井壁不受损坏。

3.注入隔水液:隔水液是淡化水与添加机加药剂及水泥等混合物。

注入隔水液可以在强力挤压下形成高压的缓冲液层,既可以减少压后水突对筒体的损伤,同时也能够分割井筒的各个区段。

4.压裂液的注入:通过压裂设备将压裂液注入到预设的注水管道中。

这个过程需要持续数小时,直到压裂液与隔水液的比例达到要求。

5.生产:经过一段时间的压裂,油气储层将从裂缝中释放出来,沿注入管道升至地面。

生产的过程需要持续很长一段时间,直到产量下降为止。

三、水力压裂技术的优势和局限性水力压裂技术可以说是油气开采领域中的一项重要技术发明,其优势表现在以下几个方面:1.提高了产量:压裂技术可以增大储层的裂缝面积,使油气向注入管道中流动,从而提高了储层的产量。

水力压裂新工艺和新技术

水力压裂新工艺和新技术

1端部脱砂压裂技术(TSO)随着油气田开采技术的发展和多种工艺技术的交叉综合运用,压裂技术应用范围已不再局限于低渗透地层,中高渗透地层也开始用该技术提高开发效果。

当压裂技术应用于中高渗透性地层时,希望形成短而宽的裂缝,并尽可能地将裂缝控制在油气层范围内。

为了适应这一特殊的要求,国外于20世纪80年代中期研制开发了端部脱砂压裂技术,并很快应用于现场,目前国内也开展了这方面的研究,并取得了很大的进展。

(1)端部脱砂压裂的基本原理端部脱砂压裂就是在水力压裂的过程中,有意识地使支撑剂在裂缝的端部脱砂,形成砂堵,阻止裂缝进一步向前延伸;继续注入高浓度的砂浆后使裂缝内的净压力增加,迫使裂缝膨胀变宽,裂缝内填砂浓度变大,从而造出一条具有较宽和较高导流能力的裂缝。

端部脱砂压裂成功的关键是裂缝的周边脱砂,裂缝的前端及上下边的任何部分不脱砂都不能完全达到预期的目的。

端部脱砂压裂分两个不同的阶段。

第一阶段是造缝到端部脱砂,这实际上是一个常规的水力压裂过程,目前的二维或三维模型都可以应用。

第二阶段是裂缝膨胀变宽和支撑剂充填阶段,这一阶段的设计是以物质平衡为基础,把第一阶段最后时刻的有关参数作为输入参数来完成的。

(2)端部脱砂压裂的技术特点在端部脱砂压裂技术中,压裂液的粘度要满足两方面的要求:一是保证液体能悬砂,二是有利于脱砂。

若压裂液的粘度过低,液体内不能保证悬砂,裂缝的上部就会出现无砂区,达不到周边脱砂的目的,在施工过程中也容易导致井筒内沉砂。

若压裂液的粘度过高,滤失就会较慢,难以适时脱砂。

所以端部脱砂压裂技术对压裂液的粘度要求比常规压裂液的要严格一些。

和常规压裂相比,端部脱砂压裂技术的泵注排量要小,这是为了减缓裂缝的延伸速度,控制缝高和便于脱砂。

前置液的用量也比常规压裂少,目的是使砂浆前缘能在停泵之前到达裂缝周边。

而端部脱砂压裂的加砂比通常高于常规压裂,以提高裂缝的支撑效率。

(3)端部脱砂压裂的适用范围端部脱砂压裂技术的突出特点是靠裂缝周边脱砂憋压造成短宽缝,因此只能在一定的条件下使用。

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水力压裂技术分类
水力压裂技术,又称水力压裂法或液压压裂法,是一种用于增强油气井产能的技术。

它通过注入高压液体,使岩石裂缝扩大并连接,从而增加油气井的渗透性和产能。

本文将从水力压裂技术的原理、应用领域、优缺点以及环境影响等方面进行详细介绍。

一、水力压裂技术的原理
水力压裂技术利用高压水将岩石裂缝扩大并连接起来,以增加油气井的渗透性和产能。

具体的操作步骤包括:首先,通过钻井将管道和注水设备安装到油气井中;然后,注入高压液体(通常为水和一些化学添加剂)到井中;随着注水压力的升高,岩石裂缝开始扩大,形成通道;最后,注入的液体通过这些通道进入油气层,将其中的油气释放出来。

二、水力压裂技术的应用领域
水力压裂技术主要应用于以下几个领域:
1. 油气开采:水力压裂技术可以提高油气井的产能,增加油气的开采量。

特别是对于低渗透性油气层,水力压裂技术可以显著改善渗透性,提高开采效率。

2. 地热能开发:水力压裂技术也可以应用于地热能开发领域。

通过在地下注入高压水,可以扩大裂缝,提高地热井的渗透性,增加地热能的采集量。

3. 存储库容增加:水力压裂技术还可以应用于水库、储气库等储存
设施的建设中。

通过扩大岩石裂缝,可以增加储存设施的库容,提高储存效率。

三、水力压裂技术的优缺点
水力压裂技术具有以下优点:
1. 提高产能:水力压裂技术可以显著增加油气井的产能,提高油气的开采效率。

2. 适用性广泛:水力压裂技术适用于各种类型的油气层,包括低渗透性油气层和页岩气层等。

3. 可控性强:水力压裂过程中的注入压力和液体组成可以根据实际情况进行调整,以达到最佳效果。

然而,水力压裂技术也存在一些缺点:
1. 环境影响:水力压裂过程中会产生大量的废水和废液,其中可能含有有害物质。

如果处理不当,可能对地下水和环境造成污染。

2. 能源消耗:水力压裂需要消耗大量的水和能源,特别是在水资源短缺的地区,会对水资源和能源供应造成压力。

3. 地震风险:一些研究表明,水力压裂过程中产生的地下应力改变可能会导致地震活动的增加,增加地震风险。

四、水力压裂技术的环境影响
水力压裂技术对环境的影响主要体现在以下几个方面:
1. 水资源消耗:水力压裂过程中需要大量的水资源,如果水资源短缺或管理不当,可能会导致水资源的浪费和供应紧张。

2. 水污染风险:水力压裂液中可能含有有害物质,如果处理不当或泄漏,可能会对地下水和环境造成污染。

3. 土地利用冲突:水力压裂需要占用大量的土地用于井口、储水池等设施建设,可能与农业、城市建设等土地利用产生冲突。

4. 生态破坏:水力压裂过程中可能破坏地下生态系统,影响地下生物多样性和生态平衡。

水力压裂技术作为一种增强油气井产能的技术,在油气开采和地热能开发等领域具有广泛应用前景。

然而,我们也应该认识到水力压裂技术可能带来的环境影响和风险,需要在技术应用中加强监管和管理,以确保可持续发展和环境保护的目标得以实现。

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