滑溜水压裂技术共29页
滑溜水
滑溜水压裂液
滑溜水这个概念引进到国内后产生了很多种叫法，国外也没有统一的叫法，比如滑溜水（slick water），减阻水（reduction friction water），有的甚至叫清水压裂（water fracture）。
目前滑溜水指的是伤害低、粘度低、摩阻低的液体。
滑溜水一般由降阻剂，杀菌剂，粘土稳定剂及助排剂等组成，与清水相比可将摩擦压力降低70-80%，同时具有较强的防膨性能，其粘度很低，一般在10mPa.s以下。
滑溜水的出现跟其开发背景是分不开的。
随着美国福特沃斯盆地barnett页岩的开发，人们逐渐认识到由于Barnett页岩石英矿物含量高，天然裂缝发育，因此低粘度的液体更容易进入地层沟通天然裂缝，从而形成复杂的网络裂缝体系；另外由于裂缝复杂，形成的单个裂缝宽度很窄，因此对于支撑剂粒径要求较小，更重要的是，页岩储层较低产气量，高砂比形成高的铺置浓度是没有必要的，可采用低砂比，这对压裂液粘度的要求不高。
页岩储层一般具有厚度大的特点，因此为了沟通更多天然裂缝和更大泄流面积需要提高排量，所以要求泵注液体的摩阻要低。
页岩储藏压裂改造规模大，所需液量大，所以要求液体成本低。
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
返回
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
滑溜水压裂液研究及在东濮致密储层的应用
滑溜水压裂液研究及在东濮致密储层的应用摘要：勘探表明濮卫环凹沙三下、沙四段发育有泥页岩夹薄砂条型致密油，采用常规压裂增产效果不理想，本文通过优选降阻剂、粘土稳定剂、助排剂，复配形成低伤害、低摩阻滑溜水压裂液体系，结合直井簇射孔开展复杂缝压裂试验，形成了低排高粘纵向穿层、高排低粘平面扩缝、多尺度支撑的复杂缝压裂技术，增产效果显著。
关键词：滑溜水；复杂缝；低伤害；降阻率随着油气资源的不断开发，低渗及超低渗透储层占比越来越大，已成为我国油气增产的重要领域，是未来油气田可持续发展的重要研究方向[1]。
研究发现濮卫凹陷沙三中下、沙四段储集空间以微裂缝及粒间微孔为主，储层渗透率＜1mD，泊松比0.271～0.287，弹性模量21.26～34.41GPa，岩石力学脆性54.8～94.5%，地应力差异系数0.10～0.18，具备致密油气发育特征。
中原油田工程院针对该储层特征，结合体积压裂“大液量、大排量、低砂比”的施工特点，围绕“低伤害、低摩阻”性能要求，开展了滑溜水压裂液的室内研究，取得了良好的现场试验效果。
一、滑溜水压裂液体系研究混合水压裂技术主要是针对岩石脆性指数较高、天然裂缝发育的致密储层[2]，采用滑溜水、线性胶和冻胶进行交替注入，既满足复杂缝网的需要，又能改善铺砂效果。
由于滑溜水对支撑剂悬浮性能差，需要靠大排量来减缓支撑剂的沉降，排量大摩阻就高，降低摩阻是实现复杂缝网改造的关键。
本文对滑溜水用降阻剂、助排剂、防膨剂等进行评价优选，复配出一种低摩阻、低伤害的滑溜水压裂液。
1.降阻剂优选依据NB/T14003.2-2016降阻剂性能指标及测试方法对J-2A、JH、J-2D及SN 共4种乳液降阻剂进行评价。
用该区块地层水配制0.15%各降阻剂溶液，观察配伍性，静置120h后J-2A及J-2D无明显分层、絮凝。
用烘干法测试固含量，要求≥30%；用离心法测残渣含量，要求残渣≤150mg/L。
用降阻率测试仪测试0.1%各降阻剂溶液在11000s-1剪切速率下的降阻率，要求大于70%。
《压裂工艺技术》PPT课件
（三） 压裂工具与管柱
压裂管柱组配和使用技术要求：
①压裂管柱采用N-80以上钢级的外加厚油 管和短节组配。
②封隔器卡点应选择在套管光滑部位，避 开套管接箍。
③压裂管柱喷砂器与封隔器直接连接，最 下一级封隔器以下的尾管长度不小于8m。管柱 底端距井内砂面或人工井底距离不小于10m。
（三） 压裂工具与管柱
④按照施工设计精确配出封隔器卡距、油 管下入深度，卡点深度与设计深度误差不超过 ±0.2m。
⑤由K344-114封隔器组成的浅井分压多层 管柱最多允许使用4级封隔器，允许上提一次。 该管柱承压能力为40 Mpa。
⑥压裂管柱是专用管柱，严禁用于替喷、 冲砂、压井、打捞等作业施工。
（三） 压裂工具与管柱 滑套式分层压裂管柱
（三）压裂的应用
大约40%完钻井数实施了压裂
125
80
100
1981年
1991年
2001年
全球压裂井次（万口）
美 石油储量的30%是通过压裂改造才达到经济开采条件的。
国 北 通过压裂增加130亿吨石油储量。
美 我 已探明低渗透地质储量约40亿吨,这些储量只有通过 国 压裂改造才能具备工业开采价值。
4 ± Ê »æ ͼ Æ÷
H D E ÏÖ ³¡ ²Î Êý У Õý ÒÇ ¡¢ S M ¡ª A ѹ ²î ʽ É°ÃÜ ¶È ¼Æ
1 ¡¢ ´ó ± à ˮ ¹¦ ÂÊ 1 3 0 0 Âí Á¦ £» 2 ¡¢ Öù Èû Ö±¾¶ 1 1 4 . 3 m m £» 3 ¡¢ ³å ³Ì 2 0 3 . 2 m m ¡£
²Ù ×÷Ä£ ʽ
ÊÖ ¿Ø
ÒÇ ±í ³µ
´ó ±Ã ¿Ø ÖÆ
水力压裂课件
2 地层流体压缩性影响的滤失系数Cc
– 地层流体可压缩，其压缩系数为ＣＲ – ΔＰＣ＝ＰＣ－ＰＲ为常数； – 渗滤前缘的位置不随时间变化。
3 造壁性影响的滤失系数Cw
– 滤饼的沉积厚度ΔＬｗ与通过缝壁的滤失量 成比例关系，即α＝Ｖｗ／ΔＬｗ，α为累积
– 滤饼对压裂液的渗透率Ｋｗ与其厚度的大 小无关，亦即Ｋｗ
– 滤饼内压裂液的渗滤流动服从达西定律。
方法：静态法 动态法
4 动态滤失与静态滤失的比较
4 综合滤失系数
P Pw PV PC
Pw PV PV Pc PC Ps
Pw Pv
Pc
Ps
通常，用P代替PW，PV，PC
综合滤失系数
(1)调和平均法
1 1 1 1 C C1 C2 C3
(2) 压力平衡法：
压裂液的组成
• 前置液 • 携砂液 • 顶替液 （完整的压裂泵注程序中还可以有清孔液、前
垫液、预前置液）
对压裂液的性能要求
(1) 与地层岩石和地下流体的配伍性； (2) 有效地悬浮和输送支撑剂到裂缝深部； (3) 滤失少 ； (4) 低摩阻 ； (5) 低残渣、易返排 ； (6) 热稳定性和抗剪切稳定性 。
氧化破胶剂 适用于pH=3~14。普通氧化破胶剂适用温度54~93℃，延迟 活化氧化破胶剂适用温度83~116℃。常用氧化破胶剂是过 硫酸盐（过硫酸氨）、过氧化物（H202)
有机弱酸 很少用作水基压裂液的破胶剂 适用温度大于93。
油基压裂液中典型的破胶剂是碳酸铵盐、液
(3) 热应力
2 人工裂缝方位
裂缝方向总是垂直于最小主应力
• 显裂缝地层很难出现人工裂缝。 • 微裂缝地层 —垂直于最小主应力方向； —基本上沿微裂缝的方向发展，把微裂缝串成显裂
压裂工艺ppt
对选择的压裂液进行效果分析，包括性能评估、增产效果等 方面的评估。
油田开发方案中压裂液的配制及应用效果
配制方法
详细介绍所选择的压裂液的配制方法，包括配方、配比等方面的信息。
应用效果
介绍该压裂液在油田现场应用的效果，包括提高产量、降低伤害等方面的效 果。
05
压裂工艺的优势与不足
压裂工艺的优势
2
压裂工艺也可用于改造老油田或气田，提高采 收率。
3
压裂工艺还可应用于开发非常规能源，如煤层 气、天然气水合物等。
02
压裂工艺基本原理
压裂液的组成及作用
总结词
由多种化学剂复配而成，主要 作用为支撑裂缝、清洁裂缝以
及传递压力。
组成
由稠用
压裂液在地层中产生支撑裂缝 ，增大储层渗透率；同时清洁 裂缝，使地层中的流体流动更 加顺畅；并通过传递压力，形
压裂工艺发展历程
压裂工艺起源于20世纪40年代，经历了传统压裂、水力喷 射压裂、多段压裂、水平井压裂等多个阶段，目前正在向 无砂支撑剂和重复压裂方向发展。
中国自20世纪50年代开始应用压裂工艺，目前在该领域的 技术水平已经达到国际先进水平。
压裂工艺应用场景
1
压裂工艺广泛应用于低渗透油田或气田开发中 ，如页岩气、致密气等。
压裂液的配制及使用
总结词
根据实际需求进行配制，使用过程中需严格控制质量。
配制
根据不同的配方和比例，将化学剂和水混合搅拌均匀，制成压裂液。
使用
将配制好的压裂液通过泵送系统注入地层，在高压作用下压开地层并形成裂缝，同时通过清洁和支撑作用提高地层渗透率 。使用过程中需严格控制压裂液的质量和注入速度，以保证压裂效果和安全性。
国外非常规储层压裂新技术及未来技术发展
五、压裂酸化材料
第15页/共31页
3.新型化学材料组合转向剂
应用实例（北科威特U井）层系：侏罗系埋深：4267-4572 m温度：135 ℃压力：76MPa孔隙度： 0-22%, 平均 1.8-3%渗透率： 0-119mD, 平均1-2mD断层发育，纵、横向非均质性强
与砂岩和煤岩相比，页岩有注容比大、分量体积差异率小，复杂指数β高的特征
页岩：2.9煤岩：2.2砂岩：1.3
压裂酸化中心自主建立了新的表征参数，发展了测斜仪微形变技术对压裂复杂裂缝的解释方法
第12页/共31页
国外近年又研发了新型分布式光纤温度测试技术（DTS），利用光纤感应器对全井段温度变化进行监测，实现对分段改造有效性和缝高延伸的认识。并可进行流体流动监测、流体分布评价。
第3页/共31页
射孔方式：电缆传输，逐层上返射孔，投球憋压点火激发压裂方式：投球封堵，逐层压裂，一般5层以后桥塞封堵工艺参数：一般进行5层连续施工，最多可以连续施工12层
JITP(just-in-time perforating)实时射孔投球分层压裂技术实现单井分压40层
应用区域：美国西部的皮申斯盆地Rulison气田储层特征：深度3657.6-4572m，厚度1524m渗透率0.001mD；地层温度：130-160 ℃ 施工参数：单井施工层数≥40层，单日施工层数≥20层液体类型：交联压裂液、滑溜水压裂平均排量4.7m3/min ；最高施工压力65.5MPa 支撑剂浓度：交联冻胶600-720kg/m3，滑溜水240-360kg/m3压后气井累积产量通常是传统压裂的3倍
裸眼完井，耐温218ºC，耐压150MPa
快速可钻式桥塞分段压裂
《水力压裂设计》课件
优化支撑剂的粒径和级配，以提高支撑剂在裂缝中的支撑效果和导 流能力。
抗压性能
提高支撑剂的抗压性能，以确保其在高压环境下仍能保持良好的支 撑效果。
设备优化
压裂泵优化
提高压裂泵的排量和压力，以满足大流量和高压力的压裂 需求。
混砂车优化
提高混砂车的混合均匀度和效率，以确保支撑剂与压裂液 的良好混合。
水力压裂设计
contents
目录
• 水力压裂简介 • 水力压裂设计基础 • 水力压裂设计实践 • 水力压裂设计优化 • 水力压裂设计挑战与解决方案 • 水力压裂设计案例研究
01
水力压裂简介
定义与目的
定义
水力压裂是一种通过高压将水、砂、 化学剂等混合物注入地层，使地层产 生裂缝，从而增加地层渗透性，提高 油气产量的一种技术。
原理与流程
原理
水力压裂的原理是通过高压将水、砂、化学剂等混合物注入 地层，在地层中形成裂缝，并通过支撑剂的作用保持裂缝开 启，从而提高地层的渗透性。
流程
水力压裂的流程包括钻井、试压、压裂液准备、压裂施工、 支撑剂注入、裂缝检测和评估等步骤。其中，压裂液是水力 压裂的关键组成部分，需要具备较好的粘度、稳定性、携砂 能力等性能。
04
水力压裂设计优化
压裂液优化
压裂液类型选择
根据储层特性和工程需求，选择合适的压裂液 类型，如水基压裂液、油基压裂液等。
粘度与流变性
优化压裂液的粘度和流变性，以提高压裂液在 裂缝中的流动性和携砂能力。
滤失性能
降低压裂液的滤失量，减少对储层的伤害和污染。
支撑剂优化
支撑剂类型选择
根据储层特性和工程需求，选择合适的支撑剂类型，如天然砂、 陶粒等。