国外水力压裂技术新发展
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。
煤层气井水力压裂技术
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
水力压裂技术在页岩气开发中的应用
水力压裂技术在页岩气开发中的应用近年来，页岩气开发一直备受关注。
作为一种非常重要的天然气资源，它可以很好地满足我们的能源需求。
然而，页岩气的开采并不是一件简单的事情。
它的开发需要依靠一些高端技术，其中最重要的就是水力压裂技术。
本文将从这一技术的应用角度，来探讨水力压裂在页岩气开发中的应用。
一、水力压裂技术简介水力压裂技术是一种通过高压水将岩石裂开的技术。
它是一种用于提高天然气、石油或其他矿物质开采率的方法。
该技术利用高压液体对岩石施加压力，从而形成裂缝，并将油气释放出来。
这些油气沿着裂缝移动，最终被收集起来。
二、水力压裂在页岩气开发中的应用1. 提高采收率页岩气的开采过程比较困难，因为天然气储存在岩石裂缝中，而且岩石的质地也很硬。
水力压裂技术可以帮助解决这个问题。
它可以通过高压水的作用，裂开岩石，形成裂缝，从而释放出页岩气，提高开采率。
2. 减少环境污染水力压裂技术可以比较好地减少环境污染。
它是一种非常干净的技术，不需要使用化学药品。
相比于常规开采方法，它可以极大地减少地面的废弃物和水污染。
3. 提高经济效益水力压裂技术可以大大提高页岩气的开采效率。
这将对经济效益产生积极的影响。
通过减少投入，提高产出，水力压裂技术可以带来可观的利润。
4. 实现能源安全随着全球化的发展，能源安全越来越受到关注。
水力压裂技术可以帮助实现能源安全。
它可以大大提高我们对国内矿产资源的依赖，减少对进口矿物质的需求。
三、水力压裂技术面临的挑战尽管水力压裂技术在页岩气开发中有很多好处，但它也面临着一些挑战。
这些挑战包括：1. 高成本水力压裂技术的成本非常高。
要使用这种技术，必须购买昂贵的压裂设备和材料。
对于一些没有足够预算和技术支持的企业来说，这可能会限制它们的发展。
2. 水资源紧缺水力压裂技术需要大量的水资源。
岩石裂隙需要用水冲洗，以便释放天然气。
考虑到一些地方水资源极为紧缺，使用水力压裂技术可能会让当地面临水资源短缺的风险。
水力压裂工艺介绍课件
压裂液的选择与使用
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选择原则
压裂液的选择需要考虑地层岩性、温度、压力等多种因素。一般来说，
压裂液应具有低摩阻、低滤失、良好的携砂能力等特点。
02 03
使用方法
在使用压裂液时，首先需要将压裂液注入井内，然后通过高压泵将压裂 液加压，使其在地层中产生裂缝。在裂缝扩展过程中，还需要不断向井 内注入砂子等支撑剂，以防止裂缝闭合。
02
水力裂工技与
水力压裂的基本技术
技术原理
水力压裂是利用高压水流对岩层 进行破裂的一种技术。其基本原 理是通过向井内注入高压水，使 岩层产生裂缝，从而增加油气储
层的渗透性于非常规 油气藏的开采，如页岩气、致密 油等。通过水力压裂，可以有效
地提高油气井的产量。
技术优势
在施工过程中，如遇砂堵现象，立即停止注液，进行砂堵处理， 防止设备损坏和施工事故。
详细记录施工过程中的各种数据，包括施工压力、排量、砂比、 施工时间等，为后续评估和总结提供依据。
施工后评估与总结
效果评估
问题总结
在施工结束后，对压裂效果 进行评估，包括裂缝长度、 宽度、导流能力等，判断施
工是否达到预期目标。
02 03
效果2
降低成本。传统的油气开采方法往往需要大量的钻井和完 井工作，而水力压裂工艺可以通过较少的井眼实现较大的 产能，从而降低了开采成本。此外，水力压裂工艺还可以 减少钻井过程中的事故风险，提高了作业的安全性。
效果3
促进非常规资源开发。水力压裂工艺不仅适用于常规油气 储层，还广泛应用于页岩气、煤层气等非常规资源的开发。 这些资源在过去由于技术限制难以经济有效地开采，而水 力压裂技术的应用为这些资源的开发提供了可行的解决方 案。
国外页岩气压裂返排液处理新技术综述
水力压裂 中压裂液耗水量巨大ｆ每 Ｉ＝Ｉ水平井需 ７ ６００ ～１９ ０００ｍ 可 外排 ，又 可 回用 于 配制 压 裂 液 。
清水 ），此外 ，滑溜 水压裂液 中还含有 多种化 学添加 剂 ，包括 防垢 ３．３臭 氧 催化 氧化 技 术
剂 、降阻剂 、杀菌剂 、表 面活性剂和粘土稳定剂等。压裂作业后 ，体
传 统 的 臭 氧 氧 化 技 术 在 应 用 上 有 一 定 的 局 限 性 ，臭 氧对 污 染
积 占 注入 压 裂 液 ６０％ ～８０％的 返 排 液 逐 渐 返 排 至 地 表 ］。返 排 液 物的去除是选择性的 。新型的臭氧催化氧化技术引入催化作用 ， 具有高化学需氧量 （ＣＯＤ）、高悬 浮物（ＴＳＳ）、高矿化度 （ＴＤＳ）、难生 该技术产生的羟基 自由基 （ＯＨ·）具有最高 的氧化 电位（２．８０Ｖ），能
公 司 开发 出 的 返 排 液 处 理 技 术 处 于 全 球 领 先 地 位 ，且 有 多 家公 司 动灵活 、使用方便 等特点 。
开 发 出了 可 移 动 或模 块 化 的处 理 设 备 ，具 有 移 动 灵 活 、占地 面 积
小和处理高效等特点 。
４结 语
３返排 液处 理新 技术
中产生 电化学和 电凝 聚 、点气 浮 的协 同作 用 ，主要去 除返排液 中 参 考 文 献
的 ＴＳＳ和重金属离子 。其工作原理如下 ：首先 电絮凝装置通 电后 ， 【１］付茜 ，彭其勇 ．页岩气 压裂返排 液对环境 的影 响及思考 ｌＪ１．油气
反应器 中作为 阳极 的铝板或铁板经电解后失电子 ，发 生氧化反应 田环 境 保 护 ，２０１５，０３：６０—６３＋７４．
物降解 和成分复杂等特点 。页岩气返排液产生量 巨大 ，如不采取 够没有选择性地氧化有机物 。活性炭 、超 ｌ声波等可 与臭氧组 成臭
煤储层水力压裂技术新进展
，
（ １ ．Ｈ ｅ ｎ ａ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｉ ａ ｌ Ｃ ｏ ａ ｌ ｂ ｅ ｄ Ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ Ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ Ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙ Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｈ ｅ ｎ ａ ｎ ４ ５ ０ ０ １ ６；
第 １ ０卷 第 １ 期
２ ０ １ ３年 ２月
中国煤层气
Ｃ ＨＩ ＮＡ Ｃ０ ＡＬ Ｂ ＥＤ ＭＥ ｎ｛ ＡＮ Ｅ
Ｖ ｏ １ ． １ ０ Ｎｏ ． １ Ｆ ｅ ｂ ｍａ ｒ ｙ ． ２ ０ １ ３ 来自煤储层水力压裂技术新进展
孙 明闯 白新 华
（ １ ．河南省煤层气开发利用有限公 司 ，河南 ４ ５ ０ ０ １ ６ ；２ ．中国矿业 大学 资源 与地球科 学学院 ， ２ ２ １ ０ ０ ８ ） 煤层气 资源与成藏 过程教育部重 点实验室 ，江苏
ｂ ｙ— ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｊ ｅ ｔ ａ ｎ ｄ ｖ ｏ ｌ ｕ ｍ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｉ ｒ ｎ ｇ ．Ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｌ ａ ｓ ｏ ｅ ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｗ ａ ｙ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｉ ｒ ｎ ｇ ｌ ｆ ｕ ｉ ｄ ｐ ｏ ｌ ｌ ｕ ｔ ｅ ｓ
摘
要 ：概 述 了煤储层 的物性 特 点 ，增 透 改造 的发 展 历 程 ，裂缝 起 裂 、扩 展 、延 伸 等研 究进 展 ；
介绍 了国内外压裂装备现状 ，列举 了国内主要产品；分析 了重复、多层 、薄层、通道、水力喷射 逐 层 、体积 压裂等 新技 术的特 点 ；阐述 了压 裂液 污染环 境 的形式 。建议 发展 环保 、 区域化 水 力压
页岩储层水力压裂裂缝扩展模拟进展
页岩储层水力压裂裂缝扩展模拟进展一、本文概述随着全球能源需求的持续增长，页岩气作为一种重要的清洁能源，其开发与应用日益受到人们的关注。
页岩储层水力压裂裂缝扩展是页岩气开发过程中的关键技术，其模拟研究对于优化压裂工艺、提高页岩气采收率具有重要的指导意义。
本文旨在全面综述页岩储层水力压裂裂缝扩展模拟的最新研究进展，以期为相关领域的研究人员和技术人员提供有益的参考。
本文首先介绍了页岩储层水力压裂裂缝扩展模拟的研究背景和意义，阐述了水力压裂技术在页岩气开发中的重要作用。
接着，文章回顾了国内外在该领域的研究现状，包括裂缝扩展模型的建立、数值模拟方法的发展以及实际应用案例的分析等方面。
在此基础上，文章重点分析了当前研究中存在的问题和挑战，如裂缝扩展过程中的多场耦合作用、裂缝形态的复杂性以及模型参数的确定等。
为了推动页岩储层水力压裂裂缝扩展模拟研究的发展，本文提出了一些建议和展望。
应加强基础理论研究，深入探究裂缝扩展的物理机制和影响因素，为模型的建立提供更为坚实的理论基础。
应发展更为先进、高效的数值模拟方法，以更好地模拟裂缝扩展的复杂过程。
还应加强实验研究和现场应用，以验证和完善模拟模型，推动水力压裂技术的不断进步。
通过本文的综述和分析，相信能够为页岩储层水力压裂裂缝扩展模拟研究提供新的思路和方向，为页岩气的高效开发提供有力的技术支持。
二、页岩储层特性分析页岩储层作为一种典型的低孔低渗储层，其独特的物理和化学特性对水力压裂裂缝的扩展具有显著影响。
页岩储层通常具有较高的脆性，这是由于页岩中的矿物成分（如石英、长石等）和微观结构（如层理、微裂缝等）所决定的。
脆性高的页岩在受到水力压裂作用时，更容易形成复杂的裂缝网络，从而提高储层的改造效果。
页岩储层中的天然裂缝和层理结构对水力压裂裂缝的扩展具有重要影响。
这些天然裂缝和层理结构可以作为裂缝扩展的潜在通道，使得水力压裂裂缝能够沿着这些路径进行扩展，从而提高裂缝的复杂性和连通性。
水力喷射压裂技术原理及应用
水力喷射压裂技术原理及应用【摘要】水力喷射压裂是一种利用水射流独特性质的储层改造新技术。
该技术结合了水力射孔和水力压裂技术，能够垂直井孔方向在多个位置独立连续压裂改造而不使用任何机械密封装置，本文对国内外该项技术的发展和应用情况进行调研分析，并结合延长油田现场应用效果进行论证，分析影响该工艺的关键因素，指出该项技术应用的局限性及难度，最终对射流参数进行初步优化。
【关键词】水力喷射喷砂射孔低渗透增产改造1 水力喷射压裂技术原理1.1 基本原理水力喷射压裂技术是将一套水力喷砂射孔压裂工具连接在油管柱上，下到需射孔、压裂的位置，进行射孔压裂施工，含压裂砂的压裂液首先射穿套管、水泥环层，并在地层射开多个孔，完成射孔作业，在后续压裂时可将压裂砂和支撑剂填充到压裂缝中，从而完成压裂加砂作业，在降压后支撑剂就留在压裂缝中，保证了压裂地缝的渗透性。
该工艺由三个过程共同完成，水力喷砂射孔、水力压裂以及环空挤压。
通过安装在施工管柱上的水力喷射工具，利用水击作用在地层形成一个（或多个）喷射孔道，从而在近井地带产生微裂缝，实现水力喷射压裂。
1水力喷射压裂一次管柱可进行多段压裂，施工周期短，有利于降低储层伤害；可进行定向喷射压裂，准确造缝；喷射压裂可以有效降低地层破裂压力，保证高破裂压力地层的压开和压裂施工；该工艺压井次数少，对储层伤害小，而且施工程序简单，能够产生大的经济效益。
2 水力喷射工艺影响因素分析水力喷射压裂过程中，固体颗粒受水载体加速，高速冲击套管和岩石，产生切割作用。
影响水力喷射压裂的因素主要包括流体参数、磨料参数、围压及岩石性质等。
优化射流参数是该项技术的关键之一。
2.1 流体参数流体参数的影响受压力、排量、和喷嘴直径控制。
喷射深度随压力的增加呈线性增加，孔径也随压力的升高变大，当压力达到临界压力是才可破压，对应不同的最大破裂深度，当达到最大破裂深度是再增加喷射时间只能增加孔径而对射孔深度几乎不影响。
2.2 磨料参数磨料参数主要包括磨料类型、浓度、粒度，压力和排量恒定时，磨料的切割能力随硬度的增加而增大，射孔深度并不是随磨料浓度和粒度的增加而一直增加的，相反在磨料粒径增加一定程度时射孔深度反而有下降趋势。