控缝高压裂技术
压裂技术详解
压裂技术详解第一节压裂设备1．压裂车：压裂车是压裂的主要设备，它的作用是向井内注入高压、大排量的压裂液,将地层压开，把支撑剂挤入裂缝。
压裂车主要由运载、动力、传动、泵体等四大件组成。
压裂泵是压裂车的工作主机。
现场施工对压裂车的技术性能要求很高，压裂车必须具有压力高、排量大、耐腐蚀、抗磨损性强等特点。
2．混砂车：混砂车的作用是按一定的比例和程序混砂，并把混砂液供给压裂车.它的结构主要由传动、供液和输砂系统三部分组成。
3．平衡车：平衡车的作用是保持封隔器上下的压差在一定的范围内，保护封隔器和套管.另外，当施工中出现砂堵、砂卡等事故时，平衡车还可以立即进行反洗或反压井，排除故障。
4．仪表车：仪表车的作用是在压裂施工远距离遥控压裂车和混砂车，采集和显示施工参数，进行实时数据采集、施工监测及裂缝模拟并对施工的全过程进行分析。
5．管汇车:管汇车的作用是运输管汇，如;高压三通、四通、单流阀、控制阀等。
第二节压裂施工基本程序1．循环:将压裂液由液罐车打到压裂车再返回液罐车。
循环路线是液罐车—混砂车-压裂泵—高压管汇-液罐车,旨在检查压裂泵上水情况以及管线连接情况。
循环时要逐车逐档进行，以出口排液正常为合格。
2．试压:关死井口总闸，对地面高压管线、井口、连接丝扣、油壬等憋压30-40Mpa，保持2-3min不刺不漏为合格。
3．试挤：试压合格后,打开总闸门，用1—2台压裂车将试剂液挤入油层，直到压力稳定为止.目的是检查井下管柱及井下工具是否正常，掌握油水的吸水能力。
4．压裂：在试挤压力和排量稳定后,同时启动全部车辆向井内注入压裂液，使井底压力迅速升高,当井底压力超过地层破裂压力时，地层就会形成裂缝。
5．支撑剂：开始混砂比要小，当判断砂子已进入裂缝，相应提高混砂比。
6．替挤：预计加砂量完全加完后，就立即泵入顶替液，把地面管线及井筒中的携砂液全部顶替到裂缝中去，防止余砂乘积井底形成砂卡。
7．反洗或活动管柱顶替后立即反洗井或活动管柱防止余砂残存在井筒封隔器卡距之内,造成砂卡.第三节压裂液原理压裂的实质是利用高压泵组，将具有一定粘度的液体高速注入地层。
压裂特色技术简介-压裂
三、压裂特色技术
技术指标
（1）压裂液耐温耐剪切性：170s-1,剪切80min，μ≥70 mPa.s； （2）压裂液对岩芯伤害率≤20%；
（3）压裂用封隔器：耐压80MPa，耐温145℃；
（4）压裂有效成功率100%。
现场应用情况
该技术已累计实施78井次，压后平均单井增油11.8t/d，累计增油 10.652×104t，增天然气4169×104m3，新增探明石油地质储量243×104t，使安
关键技术：
应力差与隔层界限图版
人工隔层控高技术
隔层厚度m
12 10.2 8 4 0 2 4 6 储隔层应力差M P a 8 7.6 6.3 4.5 3.8
he=5m he=3m
低粘压裂液技术
施工参数优化技术 选井隔层界限
3 2.6 8
三、压裂特色技术
薄层压裂增产效果对比
10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0.69 1.1 0.66 0.5 3.55 3.2 4.7 8.82
术等多项研究，形成页岩油气压裂技术序列，为页岩油气经济高效开发提供技术支撑。
关键技术：
1、页岩可压性评价技术
2、页岩压裂液体系
3、页岩压裂优化设计技术 4、分段压裂工艺及配套技术
三、压裂特色技术
现场试验情况
泌页HF1井实施概况
泌页HF1井作为中石化第一口陆相页岩油水平井，该井15级分段压裂获23.6m3工业油流。 压裂施工日期:2011年12月27日-2012年1月8日
0/6.8 0/2.7 1.1/7.2
100/23
0/9 0/64.8 20/22
1009.1
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。
嵌
试
验
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；
压裂技术的施工方式与酸化工艺技术的应用
用 到了实 践 当中。 ２ ． １ ． １ 普 通 盐 酸 酸化 技 术 普 通盐 酸 酸 化， 通 俗地讲 即是 解堵 酸化 ， 是在 小 于破 裂 压力的条 件下进 行的 酸 处理 工 艺。 通 过酸 液 直 接 溶 解钙 质堵 塞 物 和 碳 酸 盐 岩 类钙 质胶 结 类 岩石 ， 解除堵塞， 疏 通 油气 流 通 道， 以 此实现恢 复或 提高 地 层的渗 透能 力的 目 的， 并可提 高油 气井 产量 和注 水井注 入 量。 总 而 言 之， 普 通 盐 酸 酸 化 技 术 具 有施 工工 艺 简 单、 成 本 低、 对 地 层的溶蚀 率 较 强等 优点， 缺 点 为只能解 除井 眼附近 的堵 塞。 ２ ． １ ． ２ 泡 沫 酸 酸化 技 术 泡 沫 酸 主 要 由酸 液 、 气体 、 起 泡 剂 和 泡 沫 稳 定 剂 等 四部 分 组 成 。 由于 泡 沫 的 存 在 减 少了酸 与岩 石 的接 触 面 积 ， 限制 了酸 液 中 的Ｈ＋传 递 速 度 ， 因而 酸 岩 的 反应 速 度 就 会 延缓 下 来 。 该 项 酸化 工 艺 多用 于 水敏 性 储 层 和 地层 压 力较 低 的储 层 。 除此 之外 ， 压 裂 酸 化 技 术 工 艺 中还 有 很多可选择的工艺技 术 ， 比 如 胶 束 酸 酸 化 技术、 乳 化酸 酸化 技 术 、 稠化 酸 酸 化 技 术 、 化 学 缓 速 酸 酸化 技 术 、 碎屑 岩酸 化 ， 以 及 选 择性酸化等。 这些酸化技术各俱特点， 可 根 据 不 同作业 需 求 而选 择 运 用 。
！ Βιβλιοθήκη ： 丝 Ｓｃｉ ｅ ｎｃｅ ａｎ ｄ Ｔｅｃｈ ｎｏ ｌ ｏｇｙ ｉ ｎｎ ｏｖａ ｔ ｉ ｏｎ Ｈｅｒ ａ ｌ ｄ
创 新 技 术
煤层气水力压裂技术简介-中国矿业大学讲解
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专题研讨
图5 煤层压裂后电位(Vm)纯异常等值线图
17
图6 压前和压后的井温测量
弱面处造成一个低应力区（遮挡层）。压裂
裂缝垂向延伸至弱面时由于受到应力阻挡，
裂缝将沿弱面处的低应力区延伸，形成“T”
形缝或“工”形缝，对裂缝高度扩展影响较
大。
“T”、“工”型20 缝
专题研讨
4.3.2 地应力
地应力大小和方向控制煤层气井水力压裂裂缝起裂压力、 起裂位置及裂缝形态。（晋城西）
A、B处压力集中：
专题研讨
煤层气井压裂技术
汇报人：周龙刚
中国矿业大学资源学院
2011年12月3日
1
专题研讨
提 纲： 一 压裂的目的及意义
二 压裂机理及一般流程
三 压裂液
四 压裂裂缝
2
专题研讨
一 压裂的目的及意义
①压裂消除了井筒附近储层在钻井、固井、完井过程中 造成的伤害。
②压裂使井孔与煤储层的裂隙系统更有效的联通。 ③压裂可加速脱水，加大气体解析率，增加产量。 ④压裂可更广泛地分配井孔附近的压降，降低煤粉产量。
生物酶破胶剂 ） 杀菌剂：压裂液中的稠化剂多糖聚合物在细菌作用下会发
生降解，导致粘度下降。（甲醛液） PH调节剂：调节压裂液PH值 表面活性剂、降滤剂等
11
专题研讨
3.4 压裂液对储层的伤害
类型:吸附伤害、堵塞伤害、水化膨胀伤害和化学伤害
(1) 煤比表面积较大，容易吸附物质（特别是有机物）。 (2) 压裂液滤失、反排不彻底，滞留储层造成液堵。 (3) 压裂液残渣，返流堵塞填砂裂缝，降低裂缝导流能力；
转向压裂
第一章概述 (2)第二章技术原理 (4)一、暂堵转向重复压裂技术原理： (4)二、破裂机理研究 (5)三、重复压裂裂缝延伸方式 (7)第三章重复转向压裂时机研究 (11)1、影响重复压裂效果因素 (11)2、选井选层原则 (11)3、压裂时机确定 (11)第四章暂堵剂（转向剂） (12)1、堵剂性能要求： (12)2、堵剂体系 (12)3、水溶性高分子材料堵剂 (13)4、配套的压裂液 (15)第五章转向压裂配套工艺技术 (15)1、缝内转向压裂工艺技术 (15)2. 缝口转向压裂工艺技术 (17)3、控制缝高压裂技术 (19)4、端部脱砂压裂技术 (20)第六章工艺评价 (20)1.裂缝监测 (20)2.施工压力 (20)3.产能变化 (21)第一章概述我国发现的油气藏中60%以上为低渗透油气藏，往往具有非连续、非均质、各向异性的特点。
低渗油藏必须进行压裂改造，才能获得较好的效果。
随着开采程度的深入，老裂缝控制的原油已近全部采出，传统的平面水力裂缝设计方法和压裂技术已不能满足这类油藏开采的需求。
可以实施暂堵转向重复压裂，在纵向和平面上开启新层，开采出老裂缝控制区以外的原油,有效的稳油控水、提高原油产量和油田采收率，实现油田的可持续发展。
目前,国内外的重复压裂实践主要有以下三种方式:①层内压出新裂缝;②继续延伸原有裂缝;③转向重复压裂。
对于重复压裂中出现的裂缝转向,目前认为主要有三种不同方式:①地应力反转;②定向射孔诱导;③桥堵转向压裂工艺。
对于低渗储层,由于出现地应力场反转的难度较大,而采用定向射孔压裂造成裂缝转向,对储层伤害较大。
近些年,利用桥堵作用堵塞裂缝,形成转向的新裂缝的压裂工艺(缝内转向与缝口转向),经过现场实践,增产显著,逐步成为低渗储层重复改造的首选工艺。
在大规模试验研究的基础上，经过工艺优化配套，建立了以缝内转向压裂工艺为主导的低渗透重复压裂新模式。
它有效地在疏通原有人工主裂缝基础上形成了新的支裂缝，沟通了“死油区”，扩大油井泄油面积。
FiberWay压裂技术-纤维压裂、控砂、增产一体化技术
“大型平板可视裂缝模型系统”，自主研发，国内首套模拟支撑剂在 裂缝中运移及铺置的设备。【获得国家发明专利】
可视平板：长4000mm
高600mm
5 、纤维携砂能力评价 5
不加纤维
纤维浓度 0.5%
纤维浓度 1.0% 在压裂液中加入纤维后，压裂液的携砂性能得到了较大的改善，1.0%浓 度方案的铺砂长度的到了提高，表明有较多的支撑剂不是在缝口附近沉降而 是被携带得更远，进入更深的地层。
9 、现场应用 9
返排设计 （一）返排模式优选
(1)根据裂缝闭合时间得到的最佳返排模式为:强制闭合模式 (2)根据压裂液滤失速度得到的最佳返排模式为: 自然闭合模式 (3)根据支撑剂沉降距离得到的最佳返排模式为: 自然闭合模式 结论：综合考虑，建议返排模式为强制闭合模式。
（二）返排程序
井口压力（Mpa 油嘴直径（mm） 大于6 3 6～3 4 3～0 6
0% 0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%
0% 0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%
原始状态
4小时后
9小时后
4 、纤维悬砂能力评价 4
支撑剂在胍胶中的沉降速度
随着纤维浓度的增加，支撑剂的沉降速度明显降低。可见纤维 的加入能够明显提高压裂液的携砂能力。
5 、纤维携砂能力评价 5
（5）优化出合理的返排制度，提高返排效率；
（6）生产时，能阻止细粉砂进入井筒中。 国内最近几年开始推广应用。 国外已经很成熟，广泛应用于低渗透压裂、页岩气、煤层气压裂。
1 、纤维物理化学性质 1
BW系列纤维的宏观照片（左）与微观照片（右）
分类：（1）常规纤维；（2）可降解纤维
1 、纤维物理化学性质 1 纤维使用性能指标
压裂施工质量控制
压裂施工质量控制压裂施工是油气田开发中的重要环节，其质量直接影响到油气的开采效率和油田的寿命。
近年来，随着油田开发的深入，压裂施工质量控制问题越来越受到。
本文将探讨压裂施工质量控制的重要性、影响因素及控制措施。
压裂施工是将压裂液注入地层，通过压力将地层破裂，将支撑剂（如陶粒、玻璃球等）压入裂缝中，以改善地层的渗透性，提高油气产量。
因此，压裂施工质量控制对于油气田的开发至关重要。
压裂施工质量控制可以提高油气开采效率。
通过控制压裂施工的质量，可以确保裂缝的形状、大小和方向符合要求，从而优化油气流动通道，提高油气开采效率。
压裂施工质量控制可以延长油田寿命。
油田的寿命与压裂施工的质量密切相关。
良好的压裂施工质量控制可以确保裂缝的稳定性和长期有效性，从而延长油田的寿命。
压裂施工质量控制可以提高生产安全性。
压裂施工过程中如果控制不当，可能会导致地层破裂，造成严重后果。
因此，通过控制压裂施工的质量，可以降低风险，提高生产安全性。
地质条件的影响。
地质条件是影响压裂施工质量控制的重要因素之一。
地层的厚度、强度、渗透性和含水性等因素都会影响压裂施工的效果和质量。
压裂液的影响。
压裂液是压裂施工的关键组成部分，其性能直接影响压裂施工的质量。
因此，选择合适的压裂液对于质量控制至关重要。
支撑剂的影响。
支撑剂是压裂液的主要组成部分，其粒径、强度和密度等因素都会影响裂缝的形状和大小。
因此，选择合适的支撑剂对于质量控制至关重要。
施工工艺的影响。
施工工艺的选择也会影响压裂施工的质量。
不同的油田需要采用不同的施工工艺，以达到最佳的压裂效果和质量。
人员素质的影响。
人员素质也是影响压裂施工质量控制的重要因素之一。
操作人员的技能水平、工作经验和责任心等因素都会影响压裂施工的质量。
加强地质勘查工作。
在进行压裂施工前，应对目标区块进行详细的地质勘查工作，了解目标区块的地质条件和特点，为制定合理的压裂方案提供依据。
选择合适的压裂液和支撑剂。
应根据目标区块的地质条件和特点选择合适的压裂液和支撑剂，以确保压裂施工的质量和效果。
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反之，如果要控制裂缝向下延伸，使用密度较小的压裂液。七、优化 Nhomakorabea砂规模控缝高
裂缝向前延伸的过程中，由于摩阻的存在裂缝前端的净压力 将逐渐降低，当低于裂缝的抗张强度裂缝将不再向前延伸。如果
继续泵注压裂液，将导致裂缝高度增加，因此通过优化施工规模
可以控制缝高。
八、二次加砂压裂技术
即在压裂过程中，把总加砂量分成二次加入，第一次砂量加入地层侯， 停泵一段时间待裂缝闭合，然后重新开泵加入剩余砂量。与常规压裂相比， 由于二次加砂压裂时裂缝沿已形成的裂缝延伸，可以控制缝高，同时，可 以大幅度提高单井加砂强度和裂缝导流能力，满足油田开发需要。第一次 加砂应是设计总砂量的20-30%
控缝高压裂技术
目
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 人工隔层技术
录
保护薄隔层平衡压裂工艺技术 低排量控缝高 变排量控缝高 低粘度压裂液控缝高 调整压裂液的密度控制缝高 优化加砂规模控缝高 二次加砂压裂技术
一、人工隔层技术
利用上浮剂和下沉剂控制裂缝向上下延伸。即在注完前置液造出 一定规模的裂缝后,在注入混砂液之前,用低粘度携带液携带转向剂 (空心微粉和粉砂)进入裂缝。空心微粉在浮力作用下运动到裂缝的顶
作用。因而,在前置液阶段采用低排量造缝,控制裂缝垂向延伸;采
用高排量加砂,增大铺砂浓度,确保压裂效果。
五、低粘度压裂液控缝高
降低压裂液的粘度，有利于增加压裂液在裂缝中的流动性，降低 流动的压力梯度，从而有利于增加缝长，控制缝高。
六、调整压裂液的密度控制缝高
根据压裂梯度来计算压裂液的密度，如果要控制裂缝向上延伸， 采用密度较大的压裂液，使其在重力作用下尽可能向下压开裂缝，
三、低排量控缝高
通过计算模拟, 油层和隔层地应力差大于5MPa时,泵注排量的大 小对裂缝高度的延伸影响不太大;小于5MPa时,泵注排量的大小对裂 缝高度的延伸影响较大。因而在满足施工要求条件下,采用低排量 压裂,控制裂缝垂向延伸。
四、变排量控缝高
在压裂施工过程中,井筒周围的裂缝延伸压力最大,因而在施工 初期容易压穿遮挡层。而当输送支撑剂后,支撑剂本身能起到遮挡
二、保护薄隔层平衡压裂工艺技术
根据压力平衡原理，采用平衡压裂管 柱将薄隔层相邻的压裂层和平衡层分别卡 在不同的卡段内，施工时向管柱内注入预 前置液，封隔器坐封将压裂层与平衡层分
隔开，使二者处于同一压力系统内，在平
衡层和压裂层建立近似相同的压力。预前 置液注入后投球打套，由平衡器控制平衡 层进液不进砂，然后，对目的层进行压裂 改造。施工中由于平衡层与压裂层处于同 一压力系统，薄隔层上下的压力趋于平衡， 从而保证薄隔层在压裂过程中不被压窜。
部,粉砂在重力作用下沉淀于裂缝的底部,从而在裂缝的顶部和底部分
别形成一个低渗透或不渗透的人工隔层。它限制了携砂液压力向上部 和向下部传递,从而达到了改变缝内垂向上流压的分布,降低了上下层
段中缝内流压与地应力之差,也就增加了上下隔层与产油层之间的地
应力差,这样一来就控制了缝高的增加。
上浮剂（浮式隔离剂） 密度0.6-0.7g/cm3，粒径0.2-0.05mm或70-120目，最大不超过70-200目。承 受静压14MPa时，颗粒完好率在80-85%以上。上浮速度大于0.5m/min。 下沉剂（沉式隔离剂） 粉砂或陶粒，100-200目