水力压裂综述
简要描述水力压裂的过程。
简要描述水力压裂的过程。
水力压裂是一种常用的油气开采技术，通过将高压水注入油气储层中，使岩石断裂并形成通道，以增加油气的产量和流动性。
水力压裂的过程可以分为准备阶段、注水阶段、压裂阶段和产能回收阶段。
在准备阶段，首先需要选择合适的井口位置，在地面上进行井筒的钻探工作。
钻井完毕后，需要进行井壁固井，以保证井筒的稳定性。
接下来，需要安装水力压裂设备，包括水泵、压裂液储备罐和控制系统等。
注水阶段是水力压裂的关键步骤之一。
首先，需要将压裂液调配好，压裂液通常由水、沙、添加剂和稀释剂组成。
然后，通过水泵将压裂液注入井口，经过井筒进入油气储层。
注入的压裂液会在岩石中形成高压，使岩石发生断裂。
压裂阶段是水力压裂的核心步骤。
当压力足够大时，岩石会发生弹性变形，产生裂缝。
随着压力的继续增加，裂缝会扩大并连接形成通道。
通过这些通道，油气可以更容易地流向井口，提高产量和采收率。
压裂液中的沙粒可以填充裂缝，防止裂缝的闭合，从而保持通道的通畅性。
产能回收阶段是水力压裂后的处理步骤。
在压裂完成后，需要停止注水，让岩石恢复原状。
此时，压裂液中的沙粒会留在裂缝中，形成支撑剂，防止裂缝闭合。
然后，通过产能测试和监测，评估水力压裂的效果和油气产量。
需要注意的是，水力压裂是一项复杂的技术，需要综合考虑地质条件、压裂液的配方、压裂参数等因素。
合理的设计和操作可以提高压裂效果，最大限度地增加油气产量。
同时，水力压裂也需要合理管理水资源，防止对环境造成不良影响。
总的来说，水力压裂是一种通过注入高压水使岩石断裂并形成通道的油气开采技术。
它可以增加油气的产量和流动性，但需要在合理设计和操作的基础上进行，以确保可持续的开采效果。
国内外水力压裂技术现状及发展趋势
国内外水力压裂技术现状及发展趋势国内外水力压裂技术现状及发展趋势1. 水力压裂技术的概述水力压裂技术是一种用于释放和采集地下岩石中储存的天然气或石油的方法。
该技术通过高压水将岩石破碎，使储层中的油气能够流动到井口并采集出来。
水力压裂技术的应用范围广泛，已经成为当今油气勘探和生产领域不可或缺的重要工艺。
2. 国内水力压裂技术的发展2.1 技术进展近年来，中国在水力压裂技术领域取得了长足的进展。
国内开展了一系列水力压裂试验和生产实践，并不断优化了水力压裂液的配方和压裂参数，提高了技术效果。
目前，国内已经具备了一定的水力压裂能力，大规模商业化的水力压裂项目也在逐渐增加。
2.2 技术挑战然而，国内水力压裂技术仍面临一些挑战。
由于我国地质条件复杂多样，水力压裂参数的优化和设计仍需进一步完善。
水力压裂过程中对水和化学药剂的需求量较大，对水资源的消耗和环境影响也需要引起重视。
国内水力压裂技术在环保、安全等方面的标准和规范也亟待完善。
3. 国外水力压裂技术的现状3.1 技术领先相比之下，国外水力压裂技术相对更为成熟和领先。
美国作为全球水力压裂技术的发源地和领导者，已经积累了丰富的经验和技术。
加拿大、澳大利亚、阿根廷等国家也在水力压裂技术领域取得了显著进展。
3.2 发展趋势在国外，水力压裂技术正朝着更高效、可持续的方向发展。
技术创新持续推动着水力压裂技术的进步，如改良水力压裂液配方、增加试验参数、提高水力压裂设备效率等。
另注重环境保护和社会责任意识也推动了水力压裂的可持续发展，包括减少用水量、降低化学品使用、加强废水处理等。
4. 对水力压裂技术的观点和理解4.1 技术应用前景广阔水力压裂技术作为一种有效的油气勘探和生产工艺，具备广阔的应用前景。
随着全球能源需求的增长和传统资源的逐渐减少，水力压裂技术有望成为我国能源领域的重要支撑。
4.2 重视技术创新和可持续发展为了更好地推动水力压裂技术在国内的应用，我们应加大技术创新力度，不断优化水力压裂方案，提高资源利用效率，并探索更环保、可持续的水力压裂技术路径。
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。
第6章 水力压裂技术(20130325)
（2）破裂压力计算方法
裂缝方位： 水力裂缝总是沿着垂直于最小主应力方向延伸。 （1）σz=min(σx ,σy ,σz) 水平缝 垂直缝
（2）σx(σy)=min(σx ,σy ,σz) 方向：取决于最小主应力方向
4.破裂压力梯度
破裂压力梯度用下式表示：
地层破裂压力 油层中部深度
浅层：水平缝
2）粒径及其分布 3）支撑剂类型与铺砂浓度 4）其它因素 如支撑剂的质量、密度以及颗粒园球度等
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第四节
压裂设计的任务：
压裂设计
优选出经济可行的增产方案
压裂设计的原则：
最大限度发挥油层潜能和裂缝的作用 使压裂后油气井和注入井达到最佳状态
压裂井的有效期和稳产期长
压裂设计的方法：
根据油层特性和设备能力，以获取最大产量或经济效 益为目标，在优选裂缝几何参数基础上，设计合适的加砂 方案。
FRCD＝Wf˙Kf＝（KW）f
裂缝参数：Lf，FRCD，是最关键的因素； 最大缝宽： Wmax， Wf
4 Wmax
动态缝宽：施工过程中的裂缝宽度；～10mm 支撑缝宽：裂缝闭合后的宽度 W支；3～5mm。
一、支撑剂的要求 1.粒径均匀；
2.强度大，破碎率小； 3.圆度和球度高；
4.密度小； 5.杂质少。
(2)受地层流体压缩性控制CⅡ ：
当压裂液粘度接近油藏流体粘度时，控制压 裂液滤失的是储层岩石和流体的压缩性，这是因 为储层岩石和流体受到压缩，让出一部分空间压 裂液才得以滤失进去。
C
kCf 4.3 10 P r
3
1/ 2
s 式中： μr－地层流体粘度，mPa· ；
1 C
水力压裂介绍
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23
其它压裂工艺技术
一、滑套式分层压裂工艺技术
滑套式分层压裂管柱由投球器、井口球阀、工作 筒和堵塞器、水力压差式封隔器、滑套喷砂器组 成。其原理是利用不压井、不放喷井口装置、井 下工作筒和堵塞器，可使压裂管柱实现不压井、 不放喷起下作业。利用井下滑套喷砂器多级开关， 自下而上实现多层压裂。当每压完一层时，从井 口投入不同直径的钢球，将滑套憋到已压开层的 喷吵器上将其水眼堵死，同时打开上一层喷砂器 的水眼，开始对上一层进行压裂，从而实现不动 管柱一次连续压多层。
更加紧密，使低渗透油田的高效开发成为可能
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4
我国在五十年代起已开始进行水力压裂技术的研究，迄 今为止已取得了很好的技术成就与较高的经济效益
大庆油田1973年开始采用水力压裂作为油田增产增注的 一项重要技术措施，至今已有30年的历史。随着油田的 开发进程，针对不同时期不同对象及其对于改造技术的 不同要求，压裂工艺技术不断发展、完善和提高
取短期导流能力值的1/3作为实际应用值,支撑缝内的
导流能力可达到40.1DC.cm。
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41
最终优化该层加 砂规模为42m3
设计施工排量 3.0m3/min
支撑裂缝长度为 320m
平均铺砂浓度 5.68Kg/m3
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42
应力剖面
1408
1416
FracproPT 图形
平均支撑裂缝宽度4.8mm， 裂缝高度为27m
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水力压裂的优化设计计算
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36
早 期 压 裂 优 化 设 计
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主要分为两大步骤：
1、裂缝参数优化
该步骤应用油藏模拟水力压裂平台优化出单层不同裂
缝长度以及不同导流能力参数下的产能，从而确定出合
压裂液添加剂的作用及现场应用(长庆化工)综述
西安长庆油田化工集团有限公司
(4)细菌的腐败性： 瓜尔胶是从瓜尔豆中提取的天然聚糖，因此与淀粉一样易受到细菌的 侵蚀，被破坏掉原分子链，变为小分子。 室内试验表明：含有10%以下水分的瓜尔胶系列在存放过程中，未见腐败 变质的情况，只有含有高比例水份的瓜尔胶粉及其溶液腐败变质。 瓜尔胶溶液腐败变质后可闻到明显的瓜尔胶特有的腐臭味，溶液的pH值略 有降低，经细菌分解的瓜尔胶成片状漂浮在液体表面或吸附杂质沉降在罐 底。 现场和室内均表明，瓜尔胶溶液的腐败速度是温度、pH值和细菌含量的函 数，气温超高，pH值越低（pH值低于7.5以下）、细菌含量超高，其腐败 速度越快，甚至现场出现边配液边快速腐败的现象，加入的稠化剂立即被 腐败破坏掉，瓜尔胶基液没有一点增稠效果。三个影响因素中，温度是决 定性因素，只有在适宜的温度下，低pH值促进了细菌对瓜尔胶的腐败。因 此瓜尔胶压裂液在配方中应调整其pH值在8.5以上。
淡黄色粉末 ≥99 ≥92 6.5～7.5 ≤10 ≤8 96
淡黄色粉末 ≥99 ≥90 6.5～7.5 ≤8 ≤3 96
交联好，能用玻璃摔挑挂 粘度高， 抗温抗 剪切性优于瓜 尔胶，不易腐 败，残渣低，对 地层伤害小， 适 合于低渗透率 地层的压裂。 目 前应用最广泛。 抗温抗剪切性 好，不易腐败， 水不溶物极小， 基本无残渣， 特 别适合于特低 渗透率地层的 压裂。 是目前瓜 尔胶的一种新 型改性产品。 抗温抗剪切性 好，不易腐败， 起粘速度快， 3min 内可达到 最 终 粘 度 的 90% ，特别适合 于边配边注压 裂施工。
水力压裂理论模型及数值计算方法综述
Crouch[18-19] 最早提出了位移不连续法并用于处理
裂缝壁面间的不连续位移场问题。Dontsov 等 [20-21] 以 边界元方法为基础建立了改进的拟三维模型。Chen 等 [22] 针对边界元法求解拟三维水力压裂模型效率不 高的问题，提出了一种基于 Runge-Kutta-Legendre 方 法的显式时间步长算法。Adachi[23] 利用其提出的拟三 维模型，研究在两个对称应力边界上的水力裂缝的扩 展高度。
水力压裂数值模型的研究工作已经取得了长足的 进步，从二维模型发展到现今的全三维模型甚至真三 维模型，从过去边界元占主导地位的情形发展到现今 边界元方法和有限元方法共同主导的情形。边界元 法 [2] 只在定义域的边界划分单元，因而计算模型单元 个数少，数据准备简单，在处理中小规模问题时求解 效率高。离散元法 [3] 将研究对象离散为刚性块体（或 颗粒）的集合，块体间不必满足连续性条件，在处理 多裂缝、天然裂缝等不连续结构方面具有优势。随着 计算机和计算数学的快速发展，传统有限元法 [4] 及其 衍生的扩展有限元法 [5] 在模拟非均质岩石中裂缝的扩 展方面具有极大优势，目前已成为水力压裂数值计算 方法的强大工具。
在处理不连续界面问题时，边界元法的精度较高， 且能够将问题进行降维处理，在水力压裂研究中得到 了广泛应用。边界元法的不足之处在于它需要利用问 题的已知解析解求解，仅适于线性、均质问题求解， 并且它产生的系统方程的系数矩阵为满阵，限制了处 理问题的规模。 2.4 离散元法（DEM）
离 散 元 法 的 概 念 最 早 由 Cundall[24] 于 20 世 纪 70 年代提出，是基于非连续介质力学的数值计算方法。 其主要思想是把研究对象离散为刚性块体 ( 或颗粒 ) 的集合，使每个块体满足牛顿第二定律，各刚性块体 之间通过接触连接以描述运动及相互作用，并且在各 不连续单元之间形成的通道内允许流体流动。由于离 散元法形成的块体间不必满足连续性条件，因此在处 理多裂缝、天然裂缝等不连续结构方面具有优势。
水力压裂概述
⽔⼒压裂概述⽔⼒压裂概述⼀、单井⽔⼒压裂的增产作⽤及其效果预测⽅法从油藏⼯程观点看，⽔⼒裂缝是油层中带有⽅向性的具有⼀定长、宽、⾼的⼏何形状的⾼渗带。
单井压裂后，⽔⼒裂缝与井筒所组成的系统，与油层连通的⾯积远⼤于⽆⽔⼒裂缝时井筒的⾯积，显著地降低了单井⽣产时地层的渗流阻⼒，这是压裂改造后单井的基本增产机制。
当钻开油层后，井底附近地带因受钻井液等伤害⽽使产量下降，通过压裂使⽔⼒裂缝穿过伤害地带（⼀般伤害带⼩于2m）进⼊未受伤害的油层，使未伤害油层中的油流通过⽔⼒裂缝进⼊井筒，恢复并提⾼了井的⾃然产能。
在单井压裂时，往往两种机制都起作⽤。
⼀般来说，在相对较⾼的渗透率油藏，由于⽣产井压后投产很快就进⼊拟稳态流状况，所以产量预测求解可以⽤径向流动⽅程，通常，这可⽤Prats 与McGuire 和Sikora ⽅法来求解。
相反地，在渗透率相对较低的油藏，⽣产井压后投产，油层中液体将长时间保持⾮稳态流状况，所以对裂缝的影响应在⾮稳态条件下求解，可应⽤⾮稳态流的单相油藏数值模拟或Agarwal 等⼈或Holditch 等⼈的典型曲线图版。
若油藏处于注⽔开发期并进⾏了整体压裂，其产量预测需使⽤三维三相油藏数值模拟。
正确地使⽤压后产量的模型与计算⽅法，是进⾏压裂经济优化设计的基础。
（⼀）稳态与拟稳态条件下⽔⼒裂缝的增产作⽤与效果预测⽅法相对渗透率较⾼的油藏中的井，压后投产可较早出现稳态与拟稳态渗流情况，其最通⽤的两种增产预测⽅法是Prats 法与McGure 和Sikora 法。
1．Prats 法Prats 提出⽤井径扩⼤的概念来评估井被压裂后垂直裂缝对油层改造的作⽤，即“有效井筒半径r′w。
这是⽤于确定增产倍数最简易的⽅法。
假设条件为稳态流动（产量恒定，外边界压⼒恒定），圆形泄流⾯积，不可压缩流体，单相渗流，⽆限裂缝导流能⼒（在r′w范围内渗流阻⼒为零），⽀撑缝⾼等于油层厚度，⽆油层伤害。
（⼆）在稳态与拟稳态下，对于油层受伤害的⽣产井压后的增产预测当受伤害井压裂后，在稳态与拟稳态条件下的增产倍数将⼤⼤超过McGuire—Sikora 曲线预测的结果。
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文献综述前言水力压裂是油田增产一项重要技术措施。
由地面以超过地层吸收能力的排量高压泵组将液体注入井中，此时，在井底附近便会蹩起压力，当蹩气的压力超过井壁附近地层的最小地应力和岩石抗张强度时，在地层中便会形成裂缝。
随之带有支撑剂的液体泵入缝中，裂缝不断向前延伸，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提高了产油层导流能力，使油气能够畅流入井内，从而起到了增产增注的作用。
为了完成水力压裂设计，在地层中造成增产效果的裂缝，需要了解与造缝有关的地应力、井筒压力、破裂压力等分布与大小。
这些因素控制着裂缝的几何尺寸，同时对与地面与井下设备的选择有关。
同时，用于水力压裂的压裂液的性能、数量，支撑剂的排布情况关系到裂缝的几何尺寸，压裂技术-端部脱砂技术，对提高压裂效果起到很大作用，这些因素关系到能否达到油田增产的目的，需要进行详细研究。
在建立适当的裂缝扩展模型的基础上，实现现场实际生产情况的模拟研究，对进一步优化水力压裂参数，提高压裂经济实用性起到很大作用。
这项油田增产措施自发展以来，得到国内外广泛采用，并且经不断的开发试验，已取得很大成效。
水力压裂技术的发展过程水力压裂技术自 1947 年美国堪萨斯州进行的的第一次试验成功以来，至今近已有60余年历史。
它作为油井的主要增产措施，正日益受到世界各国石油单位的重视及采用 ,其发展过程大致可分以下几个阶段:60 年代中期以前 ,各国石油公司的工作者们的研究工作已适应浅层的水平裂缝为主，此时的我国主要致力于油井解堵工作并开展了小型压裂试验。
60 年代中期以后 ,随着产层加深 ,从事此项事业的工作者以研究垂直裂缝为主。
已达成解堵和增产的目的。
这一时期 ,我国发展了滑套式分层压裂配套技术。
70 年代 ,工作进入到改造致密气层的大型水力压裂阶段。
我国在分层压裂技术的基础上 ,发展了蜡球选择性压裂工艺 ,以及化学堵水与压裂配套的综合技术。
80 年代 ,逐步进入了低渗油藏改造时期，并开始了优化水力压裂设计。
这一时期我国发展了适用于低渗透、薄油层多层改造的限流法完井压裂和投球法多层压裂技术。
90 年代 ,工作者们从各种不同的方向出发，研究了与水力压裂技术有关的新材料、新技术、新方法和新工艺 , 不断对压力设计方法改进发展至今 ,各国工作者们在研究拟二维及三维压裂模型基础上 ,利用编制的软件系统 ,将裂缝几何参数设计、支撑裂缝设计和压裂液体系设计、裂缝闭合期间和生产过程中填砂裂缝的动态变化进行了综合考虑和优化设计，以实现应用广泛、便于控制、经济有效、损害程度低水力压裂技术。
我国水力压裂技术现状1955 年至今,我国水力压裂研究与应用工作与时俱进，已取得较大成效。
全国已完成压裂酸化作业18. 9万井次 ,总计增油 9572 × 4 t 以上。
水力压裂技术在增加油田产量方面起到了重要的作用 ,成为油田一项重要的作业措施。
总的来说 ,国内在压裂技术已接近国际先进水平。
在水力压裂设计、压裂技术、压裂材料、压裂监测等方面均取得一定成效。
具体体现在以下几个方面。
(1) 水力压裂设计方面：已达到国际先进水平，不断引进并开发了裂缝模拟软件及开发方案经济评价模型。
虽不能完全控制裂缝的延伸情况，但通过不断的实验研究，可根据已有研究成果选择较为适当的压裂参数，并由二维开发模型软件向三维过度，实现裂缝的仿真模拟。
(2) 水利压裂技术应用方面：它不仅仅用于低渗油气田的改造 ,而且在中高渗透性地层的应用 ,也得到到广泛的重视。
我国主要开展了特低渗透性油气藏的平衡限流完井压裂技术和总体上接近国际先进水平 ,存在较小的差距。
(3)水力压裂材料方面：经过不断的研发试验，以开发应用多种用于压裂的压裂液，如水基冻胶压裂液、沫压裂液、稠化等。
支撑剂的研究工作也日趋完善，并研制了中等支撑剂及高等强度支撑剂，石英砂等。
为适应各种地层的压裂，对压裂液中添加剂也做了充分研究，以提高压裂液性能，从而提高压裂效果。
(4)水力压裂新技术方面：不断地致力于端部脱砂压裂技术（TSO）、重复压裂技术、整体压裂技术、开发压裂技术、超深井压裂技术、酸压与闭合酸化技术等研究，并以取得一定成效，提高了压裂效率。
另外 ,裂缝诊断与现场实施监测接近国际先进水平 , 并不断学习与引进国外先进缝高控制技术、高渗层防砂压裂技术、低渗层深穿透压裂技术、低渗层大砂量多级压裂技术等的研究。
水力压裂实施过程及增产机理水利压裂利用地面高压泵组，以超过地层吸收能力的排量，将具有一定粘度压裂液注入井筒，在井底附近产生高压，当该压力克服了井壁附近的地应力和岩石的抗拉强度时，地层破裂并向前逐渐延伸。
随着压裂液不断注入，裂缝向前继续延伸，在造成的裂缝具有一定尺度后，注入混有支撑剂的携砂液，携砂液在缝内流动，促使裂缝继续延伸，并将支撑剂输送到裂缝内。
当携砂液注入完毕后，泵送破胶剂，将黏性压裂液破胶降为低黏度的液体，液体流回井筒，返排到地面，当泵注工作结束后，裂缝内只留下支撑剂，起到支撑裂缝壁面的作用，形成了一条具有高导流能力的裂缝通道，起到降低井底附近的渗流阻力的作用，有利于地层远处的油气流向井底，从而提高油气井产量。
通过水力压裂可达到以下效果：（1）改变流型。
生成的具有高导流能力的裂缝通道，使地层中流体由径向流向井底变为单向流向井底节省了大量能量。
（2）沟通油气储集区。
对于地层中那些没有与井底相连通的产能区，通过水力压裂，将他们连接起来，增加了新的供油区。
（3）减少采油井数量，长裂缝使远处的油气得到开发采集，减少单位面积上开发井的数量。
（4）克服井底附近地层污染。
通过水力压裂可以解除堵塞区所造成的低产后果。
水利压裂新技术——端部脱砂技术为满足于于中高渗透性地层的水力压裂，形成短而宽的裂缝，开发了端部脱砂压裂技术，并很快应用于现场，取得了较好的效果。
（1）基本原理端部脱砂压裂就是在水力压裂的过程中，使支撑剂在裂缝的端部脱砂，形成砂堵，阻止裂缝向前延伸，继续注入高浓度的砂浆，使裂缝内的压力增加，促迫使裂缝变宽，裂缝内填砂浓度变大，从而造出具有较宽和较高导流能力的裂缝。
这一过程分为两个阶段，第一阶段是常规的水力压裂过程，造缝到端部脱砂；第二阶段是裂缝膨胀变宽及支撑剂充填阶段，扩大裂缝截面面积，提高到流能力。
（2）技术特点在端部脱砂压裂技术中，压裂液的粘度起着至关重要的作用。
既要保证液体能悬砂，又要有利于脱砂。
若压裂液的粘度过低，则不能保证悬砂，也容易导致井筒内沉砂。
反之，压裂液的粘度过高，滤失就会很慢，难以适时脱砂。
为了减缓裂缝的延伸速度，端部脱砂压裂技术的泵注排量要小一些，从而更好的控制缝高和便于脱砂；前置液的用量也比常规压裂少，可以使砂浆前缘能在停泵之前达到裂缝周边；端部脱砂压裂的加砂比通常高于常规压裂，目的是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只能在一定的条件下使用。
主要用于浅层或中深地层(能够憋压地层)、高渗透或松软地层以及必须严格限制缝高的地层。
（4）端部脱砂压裂设计端部脱砂的设计主要是影响参数的优化选择，包括压裂液的性质，支撑剂的选择，加砂比，排量等，主要过程如下：1. 选择合理的缝长及缝高；2. 按常规算法计算达到此缝长所需的时间及此刻的液体效率；3. 计算前置液用量；4. 计算出开始泵入低砂比携砂液的时间；5. 规定结束施工的时间,估算此刻的液体利用率；6.计算开始泵入高砂比携砂液的时间；7. 计算单位面积的砂重及总砂重；8. 加砂设计；9. 根据加砂设计计算裂缝导流能力；10. 检查计算结果，必要时改变各种设定的参数重新计算。
水利压裂裂缝延伸模型为了模拟裂缝开裂延伸过程的复杂情况，目前已经建立了很多裂缝几何模型。
裂缝几何模型由简单的二维模型发展到三维模型。
一些二维模型是建立在GDK 形式几何模型的基础上，一些是建立在PKN形式的基础上。
同时，很多三维模型也发展起来了。
简单的二维模型 ,事先人为地假定了裂缝的高度压裂过程中不变，裂缝几何尺寸是按线弹性二维理论计算的 ,流体在裂缝中的流动是按一维计算。
典型的二维模型有适应于裂缝长而窄 ,要求缝长远大于缝高的 P KN模型和适应于裂缝较短较宽、要求缝高大于缝长的KGD 模型。
这两种模型均不符合现场实际压裂条件。
在实际的压裂过程中 ,缝高也是变化的，因此，三维模型更加符合裂缝实际的延伸过程，所以近年来，很多工作者致力于这种模型的实验研究。
PKN模型GDK模型三维模型PKN模型、GDK模型、三维模型的适用条件及计算结果有一定的差异，例如PKN模型适用于缝长远大于缝高情况，GDK模型适用于缝高大于缝长的情况。
总之三种模型各有自己的优缺点，应根据实际条件选择合适的模型。
论文将建立PKN模型进行压裂设计及裂缝求解。
水力压裂设计影响水利压裂效果的因素很多 ,而进行压裂设计的基础是设计参数 ,压裂设计所涉及基本参数有：地层的力学参数、最小主应力的大小和方向、目的层的上下应力情况及地层的滤失特性等。
水力压裂参数的设计包括裂缝参数设计与施工参数设计。
（1）裂缝参数设计包括裂缝延伸方向、裂缝几何形态、最佳压裂长度和宽度及裂缝数目的设计，从而确定裂缝的导流能力。
水力压裂裂缝的设计主要是建立在适当的裂缝模型的基础上进行。
（2）施工参数的设计，在已知井况基础数据的基础上，预测施工压力、施工排量使用装备的选择，从而确定泵入速度、压裂液用量、浓度，支撑剂，数量选择等等。
水力压裂技术发展方向（1）水力压裂新型材料的开发应用。
随着水力压裂施工的要求不断提高，压裂液和支撑剂的性能也应随之提高，因此必须加强高性能压裂液和支撑剂的研究与开发，如进一步降低压裂液的成本和提高耐温性能，加强支撑剂回流控制方面的研究等 ,以达到压裂的高效及实用性。
（2）进一步研究开发压裂新技术。
尤其加强端部脱砂压裂技术、重复压裂技术、缝高控制技术等先进技术的研究应用，并不断开发引进国外先进技术，力求扩大水力压裂技术的应用范围。
（3）开发实时现场压裂分析。
应不断缩短实验室模拟和现场试验之间差距 ,进行水力压裂设计时 ,应该满足水力裂缝系统与井网与的最佳组合 ,以实现整体开发和宏观预测。
根据现场具体情况 ,随时对以后的压裂设计、现场施工操作实施监测修正 ,实现压裂过程的有效控制。
（4）发展和研究裂缝的检测技术。
目前，对于压裂后裂缝的检测技术仍然是水力压裂技术一个较薄弱的环节，目前的检测方法虽然已取得了一定的成效，但还有一定局限性，还需要进一步的研究，开发出更好的监测诊断装置 ,诊断出实际裂缝的形态 ,这是水力压裂技术进一步发展的关键。
（5）加强建立模型进行裂缝模拟研究 ,包括裂缝扩展模型及产量预测模型，在考虑实际情况的基础上，进行仿真研究，并不断优化压裂参数。