《油水井增产增注技术》综合复习资料
油水井增产增注技术第十一章
6.高能气体压裂设计
•根本任务：是在不破坏套管的情况下，尽量提高装药量， 压出长裂缝、克服污染、提高产量。 •药量与火药燃烧产生的最大压力及挤入地层的流体体积 的关系必须用火药燃烧规律方程、考虑了压缩性和水力阻力 的井内流体运动方程、孔眼节流方程、驱替液体进入地层和 火药气流入随之形成并延伸的裂缝的方程等组成的微分方程 组来模拟。 •压前要将井筒清洗干净。
（4）适用范围 1）地层渗透率较高，具有一定产能确属近井带污染造成 堵塞引起产量下降或停产的油水井。 2）地层污染堵塞又具有酸敏、水敏特性，不易实施酸化 等其它措施的井。 3）层段小、不易进行其它分层改造措施的井。 4）地层能量低，酸化后无法排液的井。 5）需调整油水井产出剖面及水井吸水剖面的井。 6）可作为酸化、压裂、注蒸汽、注聚合物、防砂等措施 前的预处理。
第十一章 其它增产技术
一、高压能裂液气体压裂 二、水力振荡增产增注技术
三、超声波、人工地震与电脉冲井底处理术
四、稠油油藏电磁波和微波加热增产技术
五、微生物采油技术
一、 高能气体压裂
高能气体压裂：利用特定的发射药或推进剂在油 气井的目的层段高速燃烧，产生高温高压气体，压
裂地层形成多条自井眼呈放射状的径向裂缝，清除
1. 井下超声波增产技术
（2）超声波与次声波
• 次声波的波长长，不易被一般物体反射和折射，而且 不易被介质吸收，传播距离远，因此次声波不仅可以用于 气象探测、地震分析和军事侦察，还可以用于机械设备的 状态监测 ,尤其适合于远场测量。 • 超声波的穿透能力强，传播定向性好，在不同介质中 波速、衰减和吸收特性有差异，也是设备状态监测和故障 诊断中常用的手段。超声在人类生产和生活方面有十分重 要的应用，如油水混合、切削加工、金属塑性加工、疾病 的诊断和治疗等。
《增产增注讲义》
Pi
3)压裂液径向渗入地层所造成的井壁应力
由于注入的高压液体在地层破裂前，渗入井筒周 围地层中，形成了另外一个应力区，它的作用是 增大了井壁周围岩石中的应力。增加值为：
4)井壁上的Pi 最P小s总11周2向应力
1 Cr
Cb
在地层破裂前，井壁上的最小总周向应力应为地 应力、井筒内压及液体渗滤所引起的周向应力之
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(4)综合滤失系数
实际压裂过程中，压裂液的滤失同时受三种 机理控制，综合滤失系数如下：
11 1 1 C C C C
CⅠ由滤失带压力差控制的，CⅡ是由压缩带压力 差控制的，CⅢ由滤饼内外压力差控制的，根据分
压降公式可以得到综合滤失系数的另一表达式：
C
2C C C
C C C 2C 24C 2C 2C 2
流体效率：停泵时缝中剩余流体体积与注入总体 积的比值。
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压裂增产机理
研究方法：电模拟
未污染井压裂增产机理研究：为油井无裂缝 和有裂缝两种情况
U=1 伏
U
Ue
无缝井流型
re
电位分布曲线图
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有裂缝油井的流型图
特征：(1)等位线间隔较大，表示压降坡度小；(2)间隔均匀，表 示压力呈线性递减；(3)流线趋于平行，表示流动趋于单向流。
压水射流、电法、微生物等。 增产措施的方法随着油田的开发，一些新的问题的出现，还会有新的
技术措施不断涌现出来。 上述各项技术目的都是提高生产指数，以增加产量或降低注入压力。
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一、 水力压裂理论与技术
水力压裂:利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层
吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压，当压力大于井 壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地层产 生裂缝。继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填 以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地 层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，使井达 到增产增注目的工艺措施。
《油水井增产增注技术》综合复习资料
《油水井增产增注技术》综合复习资料01一、名词解释1. 双线性流动模式：油井压裂后（设为双翼对称垂直流），其流动模式发生改变，出现三个阶段：①底层深部流体以拟径向或椭圆径向方式流入近裂缝地带；②近裂缝地带的流体沿着垂直裂缝面的方向在流入裂缝；③流体沿裂缝直线流入井底。
①②合并，最后形成双线性流动模式。
2. 自激震荡：由信号发生、反馈、放大的封闭回路导致剪切曾大幅度地振动，甚至波及射流核心，在腔内形成一个脉动压力场。
从喷嘴喷出的射流，其速度、压力均呈周期性变化，从而形成脉冲射流。
这种振荡是在不加任何外界控制和激励的条件下产生的，称之为自激震荡。
3．水力振荡增产技术：是利用振动原理处理油层的技术，即以水力振动器作为井下震源下至处理井段，地面供液源按一定排量将工作液注入振动器内，振动器依靠流经它的液体来激励、产生水力脉冲波，对油层产生作用，实现振动处理油层。
4．视粘度：剪切应力与剪切速率的比值。
5．流体效率：停泵时缝中剩余液体体积与注入总体积的比值。
6. 防砂压裂：不进行砾石充填，单独依靠压裂作业达到防砂和解堵增产的作用。
7．无因次裂缝导流能力：裂缝实际导流能力和地层渗透率及裂缝半长乘积的比值。
8．超声波增产技术：利用超声波的振动、空化作用和热作用等作用于油层，解除近井地带的污染和阻塞，以达到增产增住目的的工艺措施。
9．压裂酸化：是在足以压开地层形成裂缝或张开地层原有裂缝的压力下，对地层挤酸的一种工艺。
10．复合压裂：是油、水井压裂时，一个作业周期内先进行高能气体燃爆压裂，随后再实施水力压裂的过程。
二、填空题1.影响人工地震采油效果的因素可分为振动强度、振动频率、地表土层厚度和振动时间和周期等2.在增产措施规模优化选择过程中，常用的经济效益衡量指标有净现值和投资回收期。
3.使油层产生裂缝的方法可分为水力压裂、爆炸压裂和高能气体压裂。
4.表示油井伤害程度大小常用的参数有表皮系数和流动效率。
5.常用的酸化工艺方法酸洗、基质酸化和压裂酸化。
中国石油大学《油水井增产增注技术》在线考试模拟题-8
秋季学期《油水井增产增注技术》在线考试补考（适用于4月份考试）
井下脉冲放电技术中放电强度越大越好。
A:对
B:错
参考选项：B
所有的微生物代谢产物是一样的。
A:对
B:错
参考选项：B
评价压裂液流动性质的两个重要指标是稠度系数与幂律指数。
A:对
B:错
参考选项：A
只要油藏原油能流到井筒，就不是稠油油藏。
A:对
B:错
参考选项：B
流动效率是指缝内压裂液体积与注入压裂液总体积之比。
A:对
B:错
参考选项：B
表皮因子值是通过稳定试井方法获得的。
A:对
B:错
参考选项：B
高能气体压裂与水力压裂一样可产生一条裂缝。
A:对
B:错
参考选项：B
水平井水力压裂可产生两种典型裂缝形态。
A:对
B:错
参考选项：B
常规水力压裂施工中，降低支撑剂颗粒尺寸可以提高裂缝导流能力。
A:对
1。
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
油水井增产增注技术
酸
洗
将少量酸液注入井筒内， 将少量酸液注入井筒内，清除井筒孔眼中酸溶 性颗粒、钻屑及结垢等，并疏通射孔孔眼。 性颗粒、钻屑及结垢等，并疏通射孔孔眼。
●
基质酸化 在低于岩石破裂压力下将酸注入地层，依靠酸 在低于岩石破裂压力下将酸注入地层， 液的溶蚀作用恢复或提高井筒附近较大范围内 油层的渗透性。 油层的渗透性。 压裂酸化 在高于岩石破裂压力下将酸注入地层，在地层 在高于岩石破裂压力下将酸注入地层， 内形成裂缝， 内形成裂缝，通过酸液对裂缝壁面物质的不均 匀溶蚀形成高导流能力的裂缝。 匀溶蚀形成高导流能力的裂缝。
主要缺点： ①与石灰岩反应速度快，特别是高温深井，由于地层温 度高，盐酸与地层作用太快，因而处理不到地层深部； ②盐酸会使金属坑蚀成许多麻点斑痕，腐蚀严重； ③含量较高的井，盐酸处理易引起钢材的氢脆断裂。 (二)甲酸和乙酸 优点 有机弱酸，反应速度比同浓度的盐酸要慢几倍到十几倍， 适用于高温深井。
●
酸洗
泵组 •清洗：井筒 清洗： 清洗 射孔眼
•方式：正洗 方式： 方式 反洗
• 酸洗 — 施工压力：无外力或轻微搅动。 施工压力：无外力或轻微搅动。 — 注入速度: 沿井筒正、反循环。 注入速度: 沿井筒正、反循环。 — 酸溶蚀方式: 溶蚀井壁及射孔孔眼。 酸溶蚀方式: 溶蚀井壁及射孔孔眼。 — 适用范围: 砂岩、碳酸盐岩储层的表皮解堵 适用范围: 砂岩、 或射孔孔眼的清洗、井筒结垢及丝扣油的清除。 或射孔孔眼的清洗、井筒结垢及丝扣油的清除。
∂c m − = KC ∂t
— C：反应时间为t瞬时的酸浓度，mol/L； — m：反应级数，表示反应物浓度对反应速度 的影响程度，无因次； — K：反应速度常数，(mol/L)1-m/s，表示反应 物浓度为单位浓度时的反应速度。反应速度常数 与反应物质的浓度无关，只与反应物质的性质、 温度和压力有关，其值决定于反应物本身和反应 系统的温度，由试验确定，每个反应都有表征其 本身特性的速度常数。
油水井增产增注技术第二章
一、施工过程
（一）压裂施工过程 1、循环：目的是检查压裂车组设备性能，保证地面流程管 线畅通。循环时单车排量不低于1m3/min，时间不少于 30s。逐台启动压裂车，用清水循环地面管线，清洗管线， 关井口。 2、试压：平稳启动压裂车高压泵，对井口阀门以上的设备 和地面管线进行承压性能试验，压力为预测泵压的1.2-1.5 倍，稳压5min，不刺不漏压力不降为合格。 3、试挤：打开井口阀门，关闭循环放空阀门，逐台启动压 裂车，按设计要求排量将压裂液挤入地层，压力由低到高直 到稳定。目的是检查井下管柱和工具情况，检查压裂层位的 吸液能力。
3. 压裂设备和压裂管柱
2、压裂管柱 主要由压裂油管、封隔器、喷砂器、水力锚等 组 成。目前井下管柱分为：笼统压裂管柱（油管+水力锚+ 封隔器+喷嘴）和分层压裂管柱。 1．压裂油管（专用油管2 1/2″加厚 、3“） 2．封隔器（K344型、 Y442 等） 3．喷砂器（带滑套、不带滑套）：节流作用，造成压裂管 柱内外压差，保证封隔器座封；二是压裂液通往地层的通道 口。
一、施工过程
（二）压裂施工质量要求 1、压裂管柱质量要求
（4）K344-113压裂管柱最多允许使用4级封隔器，上提一 次；Y344-114压裂管柱最多允许使用2级封隔器，上提2次 。 （5）严禁用压裂管柱进行替喷、冲砂、压井、打捞作业。
一、施工过程
（二）压裂施工质量要求 2、压前作业质量要求 （1）探砂面：一律采用光油管硬探，砂面深度以指重表 悬重下降二格，拉力 表下降0.5吨，连探三次数据一致为 准，其管柱深度为砂面深度。 （2）冲砂：冲砂管柱丝扣要上紧，做到不刺不漏，冲砂管以砂面以上2米左右 进行冲砂，液量充足，排量不低于 20 方 / 时。连续三次测得出口含砂量小于 0.2%为合格。 （3）压井：压裂施工严禁压井，如确需压井作业，必须 履行审批手续。 （4）替喷：深度必须距人工井底1-2m；替喷要彻底，水量充足（一般为井筒 容积2.5 倍），排量20方/小时，出口比重1.01为合格；出水中准接软管线，不 准接90度弯头。
油水井增产增注技术第五章
避免污染支撑裂缝。
4. 支撑剂的类型
脆性支撑剂：脆性支撑剂是指支撑剂硬度较大，在闭合压力作用下 不易变形的支撑剂，主要有石英砂和陶粒。 特点: 硬度大，变形小，在高闭合压力下易破碎； 种类：石英砂，人造陶粒（中强度，高强度） 韧性支撑剂：韧性支撑剂是在较高闭合压力作用下相对容易变形但 不易破碎的支撑剂。如树脂包层砂(超级砂)、核桃壳等。
④ 裂缝中铺砂浓度一般应大于5.0kg/ m2，并与储层渗透率和 裂缝长度相匹配。在高闭合压力下，应排列5-8层支撑剂才能取
得较好的效果。
（3）铺砂浓度影响
剩余裂缝导流能力
支 撑 剂 浓 度
（4）破胶剂浓度影响
剩 余 裂 缝 渗 透 率
过硫酸铵破乳剂浓度（1b/1000gal）。 压裂液组成:40 1b/1000gal HPG聚合物和硼酸盐交联剂的混合物。
（6）压裂液影响
压裂液对导流能力影响 压裂液种类 裂缝导流能力保持系数 %
生物聚合物
泡沫压裂液 聚合物乳化液 有机冻胶 线形溶胶 羟丙基胍胶
95
80-90 65-85 45-70 45-55 10-50
（7）时间影响
长期导流能力随时间而逐渐下降，一般经 过10-20d后趋于稳定。不同支撑剂在不同流体 介质中的长期导流能力并不相同。预测水力压
（5）温度影响
导流能力随温度增高而降低，当温度超过 50˚C，影响更大；闭合压力越高，这种影响越大。 而且颗粒越大，温度对裂缝导流能力的影响越小。 对于直径0.28-0.45毫米(40/60目)石英砂，基 本不存在温度影响。
（6）压裂液影响
目前使用的绝大多数压裂液是属于水基天然植物胶类型，
如田菁粉、胍胶等，它们本身含有一定数量的残渣，从而降低
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《油水井增产增注技术》综合复习资料
一、名词解释
1、端部脱砂技术：
2、SAGD（水平井热采技术）：是一种将蒸汽从位于油藏底部附近的水平生产井上方的一口直井或一口水平井注入油藏，被加热的原油和蒸汽冷凝液从油藏底部的水平井产出的采油方法，具有高的采油能力、高油汽比、较高的最终采收率及降低井间干扰，避免过早井间窜通的优点。
3、空化现象：
4、液电效应：是液体介质中高电压、大电流脉冲放电时伴随产生的热、光、力、声学等物理效应的总称。
5、无因次裂缝导流能力：裂缝实际导流能力和地层渗透率及裂缝半长乘积的比值。
6、水力振荡增产技术：是利用振动原理处理油层的技术，即以水力振动器作为井下震源下至处理井段，地面供液源按定排量将工作液注入振动器内，振动器依靠流经它的液体来激励、产生水力脉冲波，对油层产生作用，实现振动处理油层。
7、测试压裂:实际压裂施工之前进行的不加支撑剂的压裂，其目的是要获得闭合压力等地层参数。
8、裂缝净压力：裂缝内任一点压力与闭合压力之差。
9、基质酸化：在低于岩石破裂压力下将酸注入地层孔隙（晶体，孔穴或裂缝）。
一般是通过扩大孔隙空间，溶解空间内的颗粒堵塞物，以消除井筒附近地层渗透率降低的不良影响（污染），从而获得增产效果。
10、MEOR：利用微生物及其代谢产物来增加石油的产量，这种技术被称为微生物提高石油采收率技术。
11、自激振荡：在不加任何外界控制和激励的条件下产生的振荡叫自激振荡。
12、流体效率：停泵时缝中剩余流体体积与注入总体积的比值。
13、压裂充填防砂：压裂和砾石充填结合的防砂技术。
既要依靠在地层压开并充填支撑裂缝的防砂，又要依靠在井底进行绕丝筛管砾石充填的防砂。
14、复合压裂：油、水井压裂时，一个作业周期内先进行高能气体燃爆压裂，随后再实施水力压裂的过程。
15、高能气体压裂：是从爆炸压裂和聚能射孔发展而来的压裂技术。
是通过使用推进剂爆燃或化学燃烧，产生高速、高压气体脉冲，经炮眼作用于地层岩石，压力上长至超过岩石破裂压力时，井筒周围岩石压开多条径向裂缝，使裂缝与井筒相连，并使已有的裂缝延伸。
16、视粘度：视粘度是含水原油的温度、含水率以及剪切速率的函数。
17、脉冲放电：通过大容量高电压、储集并控制释放产生电爆炸，对地层激发周期性压力波和强的电磁场，并产空化作用，解除油层近井地带污染，造成微裂缝，改善近井地带渗透性。
18、防砂压裂：不进行井内砾石充填，单纯依靠压裂作业达到防砂和解堵增产作用的技术。
19、压裂酸化：是在足以压开地层形成裂缝或张开地层原有裂缝的压力下，对地层挤酸的一种工艺。
二、填空题
1、电源式声波换能器可分为（电致伸缩式换能器）和（磁致伸缩式换能器）
2、微生物的特点有（个体小，面积大）、（吸收多，转化快）、（生长旺，繁殖快）、（适应强，
易变异）和（分布广，种类多）。
3、高能气体压裂的作用有（机械作用）、（水力作用）和（高温热作用）
4、要达到好的增产效果，低渗透压裂应以（）为主，高渗压裂应以（）为主。
5、微波在油田中的应用有（微波加热开采）、（微波脱蜡）、（微波破乳）和（微波脱硫）。
6、稠油油藏热采的具体方法有（热水驱）、（蒸汽吞吐）、（蒸汽驱）和（火烧油层）等。
7、微生物采油工艺方法有（微生物清蜡或降粘）、（微生物封堵与解堵）和（微生物“吞吐”
采油）
8、高压水射流解堵井下工具主要有（）、（）、（）、（）和（）等。
9、表示油井伤害程度大小常用的参数有（）和（）。
10、反映压裂液流变性的两个重要参数是（稠度系数）和（流动特性指数）。
11、稠油井筒举升降粘方法有（化学降粘）、（电加热降粘）和（热流体降粘）。
12、高能气体压裂测试的主要方法有（静态测试）、和（动态测试）。
13、超声波对岩石的物理作用主要是（振动效应）、和（热效应）。
14、稠油油藏注汽热采的具体方法有（蒸汽吞吐）、（蒸汽驱）、（）等。
15、影响人工地震采油效果的因素可分为（振动强度）、（振动频率）、（地表土层厚度
和井深）等
三、简答题
1、简述水力压裂所用设备、压裂过程及发展技术。
2、简述高压水射流解堵井下工具的组成、工作原理。
3、简述微生物产物及其作用。
答：
4、简述中高渗油藏开发的问题及压裂后的效果。
5、简述提高水力压裂裂缝导流能力的方法及压裂后返排的目的。
返排的目的是为了减少压裂液对油层的伤害。
（P39）。