分层压裂方法
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。
压裂工艺
第三章压裂施工与设备第一节压裂施工概述1、压裂施工的准备工作⑴数据资料压裂施工前需具有有关井数据资料，压前的破裂压力试验数据和压裂设计指导书。
有关井的数据资料应包括管柱和井口设备的尺寸大小和额定压力值，套管和地层的隔离情况，地层及其上下遮挡层情况。
了解裂缝高度的遮挡层以及附近水层和漏层的位置，射开的孔眼数和孔眼的大小等。
破裂压裂试验可在正式压裂施工前进行。
根据破裂压裂试验的数据，特别是原先估计的裂缝高度如有变化，或根据压力压降曲线而得到更准确的液体滤失系数时，可能会修改压裂施工设计。
修改过的最后设计应包括排量施工表、预期的井口压力、总液量、添加剂和支撑剂浓度等。
图2-3-1常规施工泵入装置简图⑵施工设备摆放现场施工设备必须按标准摆放，以利于协调指挥和管理。
见图2-3-1。
⑶施工前检查施工前要检查施工要求配备的物品，确保其质量和数量和性能。
井场准备情况检查。
主要考虑是否有足够大的场地并方便施工车辆进出。
它对施工进展、施工质量及安全都很重要。
设备准备情况检查。
要求施工设备使用状态良好，能完成现场施工，现场还必须备有足够的易损件。
压裂材料检查。
主要是指压裂液和支撑剂的检查。
检查压裂液细菌污染情况及胶凝物的水化和交联性能，这些可简单通过检查储罐的清洁程度、配液时间、环境温度、液体颜色、气味等来确定。
必要时，可对每一罐压裂液进行小规模交联和混合试验。
对支撑剂要确认其型号，检查其杂志含量等。
2、实施压裂施工⑴设备运转情况检查关闭井口阀门，对所有的施工管线进行最高限压试验。
在最高限压下，压力稳定至少一分钟，系统设备没有渗漏，就说明设备和注入系统合格，可以进行施工，否则必须进行紧固或更换相关部件。
⑵施工监测注入排量和加砂量是监测的主要内容，排量不仅决定施工用液的总量，也影响施工质量。
用涡轮流量计可在压裂监测装置上提供直观的记录，可用一实际排量来进行标定。
也可通过计数泵的冲程次数，并已知每一冲次的容量，来校验液体排量，但有一定误差，较精确地确定注入排量的方法是从压裂液罐内计量泵入液体的体积和泵入时间，这三种方法都应使用，将这三种方法分别测得的结果进行互相校核，以便尽可能确切地得出实际排量。
浅析水平井分段压裂工艺技术及展望
浅析水平井分段压裂工艺技术及展望摘要：随着油田开发进入后期，产油量下降，含水量大幅上升，开采难度增大。
大力开采低渗透油气藏成为增加产量的主要手段。
而水平井分段压裂增产措施是开采低渗透油气藏的最佳方法。
水平井分段压裂技术的应用可以大幅提高油田产量，增加经济效益，实现油气的高效低成本开发。
本文介绍国内水平井分段压裂技术，并对水平井分段压裂技术进行展望。
关键词：水平井；分段压裂；工艺技术1水平井技术优势目前水平井已成为一种集成化定向钻井技术，在油田开发方面发挥着重要作用。
通过对现有文献进行调研,发现水平井存在以下技术优势：水平井井眼穿过储层的长度长，极大地增加了井筒与储层接触面积,提高了储层采收率;仅需要少数的井不但可以实现最佳采收率，而且在节约施工场地面积的同时降低生产成本，以此提高油田开发效果；水平井压力特征与直井相比，压力降低速度慢,井底流压更高，当压差相同时，水平井的采出量是直井采出量的4~7倍;当开发边底水油气藏时，若采用直井直接进行开采虽然初期产量高但后期含水上升快，而水平井泄油面积大，加上生产压差小,能够很好的控制含水上升速度,有效抑制此类油藏发生水锥或气锥;能够使多个薄层同时进行开采,提高储层的采出程度。
2水平井压裂增产原理水平井压裂增产的过程:利用高压泵组将高黏液体以大大超过地层吸液能力的排量由井筒泵送至储层，当达到地层的抗张强度时，地层起裂并形成裂缝,随着流体的不断注入，裂缝不断扩展并延伸,使得储层中裂隙结构处于沟通状态,从而提高储层的渗流能力，达到增产的目的。
水平井压裂增产原理主要包括以下四方面:增加了井筒与储层的接触面积，提高了原油采收率;改变了井底附近渗流模式，将压裂前的径向流改变为压裂后的双线性流，使得流体更容易流人井筒，降低了渗流阻力;沟通了储层中的人造裂缝和天然裂缝，扩大了储层供油区域，提高了储层渗流能力。
降低了井底附近地层污染，提高了单井产量。
3国内水平井分段压裂技术3.1水平井套管限流压裂对于未射孔的新井，应采用限流法分段压裂技术。
关于压裂的20个常识
关于压裂的20个常识1、水力压裂水力压裂简称压裂，是油气井增产、注入井增注的一项重要技术措施。
它是利用地面高压泵组，将压裂液以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底造成高压，并超过井壁处的地层闭合应力及岩石的抗张强度，使地层破裂，形成裂缝，然后，继续将带有支撑剂的液体注入缝中，使此缝向外延伸，并在缝内填以支撑剂，停泵后地层中即形成有足够长度和一定宽度及高度的填砂裂缝。
2、笼统压裂笼统压裂是在已射孔炮眼部位的上部下入封隔器、喷砂器等下井工具，对射孔部位进行压裂，达到对目的层的解堵或改造。
3、封隔器分层压裂封隔器分层压裂是通过封隔器分层压裂管柱来实现的，适用于非均质程度小，层间含水率差异小，且已按常规射孔的高中低渗透、多油层的改造。
4、限流法压裂限流法压裂是通过低密度射孔、大排量供液，形成足够的炮眼摩阻，使井筒内保持较高的压力，从而达到连续压开一些破裂压力相近层的目的。
5、复合压裂复合压裂是指高能气体压裂技术、热化学工艺技术、酸化工艺技术与水力压裂技术相结合的技术。
该技术适用于低温、欠压、稠油、含蜡量高的储层的改造。
6、CO2泡沫压裂CO2泡沫压裂是把液态二氧化碳和水基压裂液形成的混合液泵入井中，实施压裂，达到增产增注的目的。
该技术适用于低压低产气井、水敏性地层、特低渗透油层和稠油井。
7、同步压裂同步压裂是指对2口或2口以上的配对井进行同时压裂。
同步压裂采用的是使压力液及支撑剂在高压下从一口井向另一口井运移距离最短的方法，来增加水力压裂裂缝网络的密度及表面积，利用井间连通的优势来增大工作区裂缝的程度和强度，最大限度地连通天然裂缝。
8、水力喷射压裂水力喷射压裂是用高速和高压流体携带砂体进行射孔，打开地层与井筒之间的通道后，提高流体排量，从而在地层中打开裂缝的水力压裂技术。
9、压裂车压裂车是压裂的主要动力设备，它的作用是给压裂液加压，并大排量地注向地层，压开地层，并将支撑剂注入裂缝。
主要由运载汽车、驱泵动力、传动装置、压裂泵四部分组成。
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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35
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
第5讲 常用的压裂工艺技术
孔眼堵塞球法压裂工艺A
– 技术原理将若干堵球随液体泵入井中，堵球将 高渗层的孔眼堵住，待压力蹩起，即可将低渗 层压开。这种方法的基本原理是堵球由压裂液 带入井内，经压裂管柱，最后到达流体所进入 的射孔孔眼。堵塞球接触孔眼后，必将阻止液 体流进孔眼，因此，在孔眼内外出现压差，使 堵塞球在压差的作用下牢牢地座在孔眼上，切 断液体进入地层的通道。只要井筒压力超过周 围的地层压力，堵塞球就会堵住孔眼。
多层压裂技术B
• 在工艺上，分层的方法很多，包括: 使用封隔器的机械分层 暂堵剂分层 堵塞球分层 限流分层 填砂分层
暂堵剂分层压裂工艺
• 应用封隔器机械分层的压裂技术在大多 数情况下是行之有效的方法，但是对于 下列两种情况，此方法难以实施。 裸眼段井径过大，不能用封隔器隔 开压裂层段； 管鞋附近或射孔段之间固井质量差， 无法封隔压裂层段。
新工艺、新技术
• 高能气体压裂 • 水力冲击波压裂 • 振动压裂
压裂新工艺
多层压裂技术
暂堵剂分层压裂工艺 孔眼堵塞球法压裂工艺 限流法分层压裂技术 填砂法压裂技术
氮气压裂技术 控缝高压裂技术 端部脱砂压裂技术 重复压裂技术 油藏整体压裂技术(油藏优化)
多层压裂技术A
• 大多数油气田都具有多产层。在多层 的情况下，压裂成功率低的原因之一 就是压裂液不能按需要进入目的层段， 从而导致该压开的压不开，不应压开 的反而压开了。因此，对于多层的情 况应进行分层压裂。
填砂法压裂技术
• 这种方法一是射开一层压裂一层，再射 开一层再压裂一层。另一种不同的方法 是一开始便射开全部层段，封隔器坐在 最底部油层的上部进行压裂，然后用砂 柱封堵，再将封隔器提到上一层的上部， 重复这一过程即可压开全部层段，最后 通过反循环把砂柱冲出。
压裂工艺技术(1031)
1、 K344—114封隔器
技术参数：
工作压差50 MPa 温度50℃ 最大外径φ114mm 最小内径φ55mm 最大长度 0.87m
2．K344—114导压喷砂封隔器
用途：主要用于大砂量，砂比
较高的压裂中。
结构：该封隔器不同于
K344—114封隔器，它是把封 隔器与喷砂器融为一体的封隔 器，具有双重功能。它主要由 上接头、喷砂体总成及中心管、 胶筒件等组成。
7 、DQKPS—114喷砂器
技术参数：
工作压差50 MPa 温度90℃ 最大外ห้องสมุดไป่ตู้φ114mm 最小内径φ40mm 最大长度 600mm
8、DQKAN—114安全接头
用途：用于压裂管柱的丢手，有 利于事故的处理。
结构：主要由上下接头、滑套及销 钉等组成。
工作原理：该工具上下接头分别 有一组销钉，组成反力矩防止工 具下井过程中反扣松脱，而且下 接头的剪断销钉在22MPa压差下 剪断，压后如果管柱遇卡可右旋 转油管，安全接头倒扣丢手，起 出安全接头以上的管柱。
4
11号油层
10号油层
5
91号0号油油层层
6
8号油层
7号油层
7
8
分卡型压裂管柱图
1-油管；2-安全接头；3水力锚；4-多级封隔器； 5- 导 压 喷 砂 封 隔 器 ； 6K344封隔器；7-导压喷砂 封隔器；8-丝堵
工作原理
压裂时，首先压裂第一个目的层，该层是利 用敞口喷砂封隔器中的节流装置使下两级封隔器 座封，封隔油套环形空间。当压完第一个目的层 后，投节流嘴总成，节流嘴总成到达预定位置后， 使多级封隔器滑套销钉剪断，首先启开多级封隔 器进液通道，然后节流嘴总成继续下行使下级导 压封隔器滑套打开。
油田分层压裂(酸化)工艺技术探讨
油田分层压裂（酸化）工艺技术探讨摘要：在油田勘探开采的发展中，常规石油中有诸多工艺技术，而分层压裂液液、酸化液工艺是中国油田试油作业中不可缺少的过程，也是从钻井步骤一直到油田生产过程中承上启下的关键工艺，同时也是油田开发工程中工艺技术服务的重要组成部分。
本文阐述了我国油田的压裂液工艺技术以及酸化液工艺技术，并进一步研究这两种技术在油田施工过程中的应用、效果分析。
关键词：油田分层压裂液酸化液工艺技术效果分析油田试油技术在广义上就是指试油施工的整个过程，其中包括了各方面的工艺技术例如：地层的测试、常规试油的工艺技术程序、试井测试和技术改造措施，这些工作全部是为了取得油田实际储油参数而进行的，压裂液工艺技术以及酸化液工艺技术，在中国石油集团渤海钻探工程技术研究院的工作学习中，我对石油技术做过颇多分析，本文就针对油田分层压裂酸化工艺技术展开探讨，分析压裂液技术与酸化液技术在我国油田种的应用、效果。
一、压裂技液术与酸化液技术的概述1.压裂液技术油田压裂液工艺技术应用上主要是压力将地层压开，形成裂缝并用支撑剂将它支撑起来，以减小流体流动阻力的增产、增注措施。
压裂液主要有前置液、携砂液、顶替液组成的。
压裂液的性能要求：黏度高，润滑性好，滤失量小，低摩阻，对被压裂的流体层无堵塞及损害，对流体矿无污染，热稳定性及剪切稳定性能好、低残渣、配伍性好、破胶迅速、货源广，便于配制，经济合理。
压裂液主要作用在概括来说有以下几方面：1、携带支撑剂到地层；2、压开裂缝；3、降低地层温度。
2.酸化液技术酸化液技术分为压裂酸化工艺技术和基质酸化工艺技术两种，主要是利用酸液解决生产井和注水井周围污染问题，进一步的清除缝隙中的堵塞物质，达到扩大地层裂缝，提高渗透率的一种工艺技术。
压裂酸化技术指的是在酸化的基础上压裂，将天然裂缝加宽、扩大、延伸，或是通过压裂岩石形成新的岩缝。
形成之后的岩缝凹凸不平，在施工后形成槽油、沟油等流通道，改善了之前的汽油景田流渗状况，提高产油量。
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分层压裂方法
引言
近年来，随着工业的全面发展，油气开采在各种行业中逐渐成为了一个热门的话题。
对于石油工业来说，为了提高油气开采效率，降低成本，越来越多的采用了分层压裂方法。
本文将对分层压裂方法进行相关介绍。
一、分层压裂方法概述
所谓分层压裂方法，是指在油气开采中，首先在状态良好的地层中打孔，将压缩空气
或压缩液压输送至孔中，利用高压力将石层裂开，并将其中的石油或天然气排放，这样可
以提高储层渗透性，提高采油气效率，从而达到经济效益上的优化。
分层压裂方法包括：“单段压裂”、“连续压裂”、“多段压裂”等多种类型。
“单
段压裂”是指在指定位置进行单次操作，通过极高压力创造短暂的裂缝使得地下油气释放
出来。
而“连续压裂”则是指在不同位置依次进行操作以达到一定的开采效益，这种方式
比较适合较深的石层。
而“多段压裂”则是将孔洞按一定的比例分段操作，比较适合物探
范围较大的情况。
二、分层压裂方法原理
1，深度：分层压裂中，油气成藏一般都在深度1000米到5000米之间，而分层压裂的实施了解深度有关。
若是深度在1000米以下，则采用单段压裂比较合适；而在1000米以
上则宜采用连续压裂和多段压裂。
2、孔径：油气储藏石层的开采孔径是一个重要的参数。
一般来说，孔径越大，分段
压裂的效果就越好。
但是孔径过大就会导致裂缝分布不均，而且会产生较大的强度反作用力，对石层的破坏也越大。
选择合适的孔径大小应根据具体的钻井深度和地层特点来确
定。
3、密度：地下储层的密度通常为1.0-4.0g/cm³之间，而确保分层压裂效果的密度应
在2.2~2.5g/cm³之间。
如果密度不够，则分层压裂时，即使施加很大的压力都不能将石层完全裂开，导致油气不能顺利释放，影响采油效率。
三、分层压裂方法的实施步骤
1、确定开采目标层的信息，钻出开采孔。
2、对井孔进行钻探，取样分析，选定井孔的指定地层。
3、装置压裂设备，将压缩气体或压缩液体输送至孔中。
4、通过压缩气体或压缩液体创造大量的液力压力，在指定位置将石层裂开。
5、通过顶部设备的调节，将其取出并清理掉裂缝中形成的残留物、泥石、石碎等。
四、分层压裂方法应用实例
黑龙江省利于油田利祥井区的调查表明，油气是由中至上石炭系层和二叠系层所构成。
经过综合考虑，确定利祥井外围缺油次减，密度大，流动度差，且在压井前试油最少的层
段进行分层压裂。
以“单孔单段连续压裂”工艺进行，井口头不定位，分3段压裂的总压力控制在1100亿Pa以内。
结果表明，分层压裂后，井产量明显提高，单井稳定产油增加了9000t，即单井产量提高了17%。
五、结论
分层压裂方法是现代石油工业发展的重要工艺，可以使得油气储层的渗透性增强，实
现高效率的开采，从而优化了经济效益。
在实际操作中，应该根据各种条件，比如井深、
储层温度等条件作出合理的选择，以期达到最佳效果。
六、分层压裂方法的优缺点
1、优点
（1）有效提高采油率：分层压裂技术可以使原来无法获取的油气源得到释放，从而有效提高采油率。
（2）节约成本：采油成本低，分层压裂技术可以使油气储层的渗透性增强，一次开采便可获取更多的油气，从而节约采油成本。
（3）可以减少污染：分层压裂技术的操作过程中不会产生太多噪音和尘埃，对环境的影响较小。
2、缺点
（1）对矿体的伤害：在分层压裂技术的操作过程中，可能对矿体造成伤害，使矿体的产出下降。
（2）需要大量的设备支持：分层压裂需要用到大量的设备，成本较高。
（3）地震影响：分层压裂技术可能会对地下岩石产生破坏，有可能会引发地震。
七、分层压裂方法的发展趋势
1、加强研发：随着工业技术的发展，分层压裂技术在石油工业中的应用越来越普遍，而在分层压裂技术的操作过程中，有时会遇到一些特殊情况，因此需要加强技术的研发，
以满足特殊情况下的需求。
2、智能化和自动化：未来分层压裂需要实现智能化和自动化，以实现更高效、更精
确的油气开采，以及更安全的操作环境。
3、环保化：未来分层压裂需要更加注重环保，减少对环境的影响。
八、结语
分层压裂方法是一种常用的油气开采技术，可以有效提高采油率，减少成本，同时也
有一些缺点需要注意和解决。
未来，分层压裂技术需要加强研发、智能化和自动化、环保
化等方面的努力，以满足未来石油工业的发展需求，使其在实践应用中发挥更大的作用。
九、分层压裂方法在能源领域的应用前景
随着世界经济和人口的不断发展，对能源的需求在不断提高，分层压裂技术在油气领
域的应用前景十分广阔。
在地热能利用方面，分层压裂技术也可以被用于地热资源的开采。
地热能是一种清洁、环保的能源，利用地热能所需要的操作设备相对较少，分层压裂技术的应用可以促进其资
源的有效利用。
在储氢领域中，分层压裂技术同样具有潜在的应用前景。
利用分层压裂技术将储氢材
料进行压缩，使其储氢量更大，从而提高储氢系统的能量储存密度。
这个方面目前还处于
实验阶段，但是前景看好。
十、结论
随着能源需求的不断增加，分层压裂技术在油气开采、地热能利用、储氢等领域都有
较广泛的应用前景。
在实际应用过程中，除了考虑技术的可行性，还需要注意技术的成本
效益、环保性及资源利用效率等问题。
未来需要加强技术研发，以实现更高效、更精确的
油气开采，更加环保的操作环境，从而使其在实践应用中发挥更大的作用。