水力壓裂技術(shù)課件

第五章：水力壓裂技術(shù)通情況、溝內(nèi)是否有泥污、雜物、基層有無擾動(dòng)等作業(yè)工程，分別進(jìn)行驗(yàn)收，合格后才能進(jìn)行安排。高密度聚乙烯（HDPE）雙壁波紋管最小覆土0.3-0.4m。（2）檢查井第五章：水力壓裂技術(shù)第五章：水力壓裂技術(shù)通情況、溝內(nèi)是否有泥污、雜物、基層有無擾動(dòng)等作業(yè)工程，分別進(jìn)行驗(yàn)收，合格后才能進(jìn)行安排。高密度聚乙烯（HDPE）雙壁波紋管最小覆土0.3-0.4m。（2）檢查井§5~1水力壓裂增產(chǎn)增注的基本原理一．造縫機(jī)理（地應(yīng)力及其分布）（一）地應(yīng)力[σz、σH(σx及σy)]1．作用在單元體上的垂向應(yīng)力來自上覆巖層的重量其大?。菏街笑襷——垂向主應(yīng)力，Pa；H——地層垂深，m；g——重力加速度(9．81m/s2)；ρs——上覆層巖石密度，kg/m3。油氣層中有一定的孔隙壓力Pp，故有效垂向應(yīng)力可表示為：作用在地下巖石某單元體上的應(yīng)力為垂向主應(yīng)力σz，及水平主應(yīng)力σH(其中又分為互相垂直的σx及σy)。第五章：水力壓裂技術(shù)通情況、溝內(nèi)是否有泥污、雜物、基層有無擾1第五章：水力壓裂技術(shù)課件22、水平主應(yīng)力來自巖石處于彈性狀態(tài)（考慮構(gòu)造應(yīng)力由廣義虎克定律推導(dǎo)）

式中σH——最大水平主應(yīng)力，Pa；

ξ1，ξ2——水平應(yīng)力構(gòu)造系數(shù)，可由室內(nèi)測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果推算，無因次； ——泊松比，無因次；

E

——巖石彈性模量，Pa；——畢奧特(Biot)常數(shù)，無因次。2、水平主應(yīng)力來自巖石處于彈性狀態(tài)（考慮構(gòu)造應(yīng)力由廣義虎克3（二）地質(zhì)構(gòu)造對(duì)應(yīng)力的影響

在逆斷層或褶皺地帶水平應(yīng)力要比垂向應(yīng)力大得多，甚至可大到3倍，在正斷層地帶，水平應(yīng)力可能只有垂向應(yīng)力的三分之一。如果巖石單元體是均質(zhì)的各向同性材料，巖石破裂時(shí)裂縫的方向總是垂直于最小主應(yīng)力軸。當(dāng)已知地層中各應(yīng)力的大小時(shí)，裂縫的形態(tài)或方向即可被確定。

構(gòu)造對(duì)應(yīng)力的影響a—逆斷層區(qū)域σH=3σz

b—正斷層區(qū)域σz=3σH人工裂縫方向示意圖（二）地質(zhì)構(gòu)造對(duì)應(yīng)力的影響在逆斷層或褶皺地帶水平應(yīng)力要比垂4（三）井壁上的應(yīng)力1．井筒對(duì)地應(yīng)力及其分布的影響在雙向應(yīng)力狀態(tài)下，彈性力學(xué)給出了平板為固體、各向同性、彈性材料的周向應(yīng)力計(jì)算式：

鉆井后，井壁及其周圍地應(yīng)力分布受到井筒的影響，很復(fù)雜。簡(jiǎn)化起見，將地層中三維應(yīng)力用二維方法來處理。用無限大平板中鉆有一個(gè)圓孔的受力情況來分析。如圖5—2所示。在無限大平板上鉆了圓孔之后，使板內(nèi)原來平衡的應(yīng)力重新分布，造成圓孔附近的應(yīng)力集中。式中σθ——圓孔周向應(yīng)力，Pa；a——圓孔半徑，m；r——距圓孔中心的距離，m；θ——任意徑向與x軸的夾角；——分別為x，y方向上分布的應(yīng)力。（三）井壁上的應(yīng)力1．井筒對(duì)地應(yīng)力及其分布的影響鉆井后，5定性分析井壁上應(yīng)力大?。海?）當(dāng)r=a，σx>σy，θ=0°、180°時(shí)，

(σθ)min=(σθ)0o，180o=3σy－σx（2）當(dāng)r=a，σx>σy，θ=90°、270°時(shí)，

(σθ)max=(σθ)90o，270o=3σx－σy說明最小周向應(yīng)力發(fā)生在σx的方向上，而最大周向應(yīng)力卻在σy的方向上。（3）隨著r的增加，周向應(yīng)力迅速降低，如圖4—2(b)所示。大約在幾個(gè)圓孔直徑之外，即降為原地應(yīng)力值。

結(jié)論：這種應(yīng)力分布表明，由于圓孔的存在，產(chǎn)生了圓孔周圍的應(yīng)力集中，孔壁上的應(yīng)力比遠(yuǎn)處的大得多，這就是地層破裂壓力大于裂縫延伸壓力的重要原因。定性分析井壁上應(yīng)力大?。海?）當(dāng)r=a，σx>σy，θ=062．井眼內(nèi)壓所引起的井壁應(yīng)力

式中Pe——厚壁筒外邊界壓力，Pa；（井眼內(nèi)壓在外邊界產(chǎn)生的壓力）re——厚壁筒外邊界半徑，m；ra——厚壁筒內(nèi)半徑，m；Pi——內(nèi)壓，Par——距井軸半徑，cm。壓裂過程中，向井筒內(nèi)注入高壓液體，使井內(nèi)壓力很快上升。井筒內(nèi)壓必然產(chǎn)生井壁上的周向應(yīng)力?？梢园丫仓車膸r石看作是一個(gè)具有無限壁厚的厚壁圓筒，根據(jù)彈性力學(xué)中的拉梅公式(拉應(yīng)力取負(fù)號(hào))當(dāng)re=∞、Pe=0、r=ra

時(shí)，井壁上的周向應(yīng)力為：

σθ=－Pi

即：由于井筒內(nèi)壓而導(dǎo)致的井壁周向應(yīng)力與內(nèi)壓大小相等，但符號(hào)相反。（利用無窮大定理推導(dǎo)）2．井眼內(nèi)壓所引起的井壁應(yīng)力式中Pe——厚壁7

3、壓裂液徑向滲入地層所產(chǎn)生的井壁應(yīng)力：由于注入井中的高壓液體在地層破裂前，滲入井筒周圍地層中，形成了另外一個(gè)應(yīng)力區(qū)，它的作用是增大了井壁周圍巖石中的應(yīng)力。增加的周向應(yīng)力值為：式中Cr——巖石骨架壓縮系數(shù)；Cb——巖石體積壓縮系數(shù)。

ν

——泊松比；Ps——地層壓力?！厞W特(Biot)常數(shù)，無因次。

4、井壁上的總周向應(yīng)力：顯然在地層破裂前，井壁上的總周向應(yīng)力應(yīng)為地應(yīng)力、井筒內(nèi)壓及液體滲濾所引起的周向應(yīng)力之和，即：

5—83、壓裂液徑向滲入地層所產(chǎn)生的井壁應(yīng)力：由8二．造縫的條件(破裂壓力p破)破裂壓力：是指油層被壓開的瞬間，被壓層位所受的壓力。（一）形成垂直裂縫的條件：

1．當(dāng)存在液體滲濾時(shí)

如果巖石的破裂是純張力破裂，當(dāng)井壁上存在的周向應(yīng)力達(dá)到井壁巖石的水平方向的抗拉強(qiáng)度σth時(shí)，巖石將在垂直于水平應(yīng)力的方向上產(chǎn)生脆性破裂，即在與周向應(yīng)力相垂直的方向上產(chǎn)生垂直裂縫。

此時(shí)有：=-σth，代入（5—8）式，并換為有效應(yīng)力(,

,),則可得到垂直裂縫時(shí)的破裂壓力，當(dāng)產(chǎn)生垂直裂縫時(shí)，井筒內(nèi)注入流體的壓力Pi即為地層的破裂壓力Pf，所以形成垂直裂縫的條件：

二．造縫的條件(破裂壓力p破)破裂壓力：是指油層被壓92．無液體滲濾時(shí)

地層滲濾應(yīng)力等于零，井壁上巖石的空隙壓力仍然為Ps，故,，將其他應(yīng)力一同代入（5—8）式，則：

由于最小總周向應(yīng)力發(fā)生在θ=0o，180o的對(duì)稱點(diǎn)上，垂直裂縫也產(chǎn)生在與井筒相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)點(diǎn)上。這就是為什么假定垂直裂縫以井軸為對(duì)稱的兩條縫的原因。實(shí)際上由于地層的非均質(zhì)性和局部應(yīng)力場(chǎng)的影響，產(chǎn)生的裂縫往往是不對(duì)稱的。（二）形成水平裂縫的條件當(dāng)產(chǎn)生水平裂縫時(shí)，井筒內(nèi)注人流體的壓力等于地層的破裂壓力，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)修正后得到形成水平裂縫的條件：

2．無液體滲濾時(shí)地層滲濾應(yīng)力等于零，井壁上巖石的空隙壓力仍10即：破裂壓力梯度β是指地層破裂壓力與地層深度的比值。

（三）破裂壓力梯度為了便于比較與預(yù)測(cè)各油田（油井）的破裂壓力，常使用破裂梯度，用β表示，其物理意義：（MPa/m）三．地面泵壓的確定(1)地層產(chǎn)生垂直裂縫時(shí)地面泵壓的確定：（產(chǎn)生垂直裂縫的油藏）式中：PB—井口施工泵壓，MPa；PF—地層破裂壓力，MPa；Pm—井筒液柱壓力，MPa；Pf—管線及管柱產(chǎn)生的壓力損失，MPa。（2）地層產(chǎn)生水平裂縫時(shí)地面泵壓的確定：（產(chǎn)生水平裂縫的油藏）即：破裂壓力梯度β是指地層破裂壓力與地層深度的比值。（三）11四．裂縫幾何模型1．卡特模型

（一維模型）

2．PKN模型

（二維設(shè)計(jì)模型）特點(diǎn)：（1）裂縫高度一定（油層厚度）（2）長(zhǎng)和寬是變化的（3）縫的幾何形狀：長(zhǎng)而窄的縫。

3．KGD模型

（二維設(shè)計(jì)模型）

結(jié)論：對(duì)于低滲油藏，需要壓成長(zhǎng)而窄的裂縫，對(duì)于高滲油藏，則壓成一個(gè)短而寬的裂縫。

PKN模型

KGD模型從無因次裂縫導(dǎo)流能力來分析：

裂縫的導(dǎo)流能力：裂縫寬度與填砂裂縫滲透率的乘積。無因次裂縫導(dǎo)流能力表達(dá)式：

要想使低滲層和高滲層有同樣的高導(dǎo)流能力，從公式中變換兩個(gè)參數(shù)W和Xf。特點(diǎn)：（1）裂縫高度一定（油層厚度)（2）長(zhǎng)和寬是變化的（3）縫的幾何形狀：短而寬的縫。

四．裂縫幾何模型1．卡特模型（一維模型）2．PKN模型12PKN模型PKN模型13KGD二維裂縫延伸模型KGD模型KGD二維裂縫延伸模型KGD模型14圖4—7壓裂前地層滲流示意圖1—地層，2—井眼，3—污染帶五．水力壓裂增產(chǎn)增注原理1．壓裂前流體從底層流向井底的流動(dòng)形態(tài)

（1）流體流動(dòng)過程復(fù)雜

（2）污染帶和井底周圍應(yīng)力集中，近井地帶滲透率低，井筒附近滲流阻力大結(jié)論：水力壓裂前，由于各種阻力的影響，近井地帶的滲透能力較差。圖4—7壓裂前地層滲流示意圖五．水力壓裂增產(chǎn)增注原理1．壓裂153．水力壓裂增產(chǎn)、增注的基本原理

利用地面高壓泵注設(shè)備將高粘度的流體以大大超過地層吸收能力的量注入井筒，憋起高壓，在地層中形成裂縫并向前延伸。利用攜砂液將支撐劑帶入裂縫中，形成高導(dǎo)流能力的支撐裂縫；由于改變了井底附近流體的滲流狀態(tài)，提高了油層的滲流能力，從而達(dá)到增產(chǎn)、增注的目的。

2．壓裂后流體從地層流向井底的流動(dòng)形態(tài)

1）擬徑向流動(dòng)階段2）地層線性流動(dòng)階段3）雙線性流動(dòng)階段4）裂縫線性流動(dòng)階段結(jié)論：水力壓裂結(jié)果，改變了滲流區(qū)的滲流方式，獲得了雙線性流動(dòng)模式，提高了近井地帶的滲透能力。3．水力壓裂增產(chǎn)、增注的基本原理利用地面高壓泵注設(shè)備16§5~2壓裂設(shè)計(jì)

一．壓裂設(shè)計(jì)

壓裂施工設(shè)計(jì)

裂縫幾何參數(shù)優(yōu)選及設(shè)計(jì)；壓裂液類型和配方的選擇；支撐劑選擇及加砂方案設(shè)計(jì)；效果預(yù)測(cè)和經(jīng)濟(jì)效益分析。

內(nèi)容壓裂地質(zhì)設(shè)計(jì)二壓裂施工設(shè)計(jì)1．優(yōu)化設(shè)計(jì)程序（按系統(tǒng)軟件要求輸入?yún)?shù)）壓裂設(shè)計(jì)過程中，除利用計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算外，還有一重要環(huán)節(jié)是在正式壓裂施工前，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行小型壓裂測(cè)試（破裂壓力、閉合壓力、壓裂液濾失特性等）?！?~2壓裂設(shè)計(jì)一．壓裂設(shè)計(jì)壓裂施工設(shè)計(jì)172．壓裂施工泵注程序設(shè)計(jì)1）注入方式選擇原則：在滿足泵注參數(shù)前提下，在限壓以下盡可能選擇最簡(jiǎn)單的注入方式。

油管注入環(huán)空注入油套混注和套管注入

2）加砂程序確定（見下表）采用線性加砂程序，即砂液比是以一條直線式增加，可實(shí)現(xiàn)較理想的支撐剖面。采用線性加砂程序裂縫導(dǎo)流能力沿縫長(zhǎng)分布更加合理。3．其他參數(shù)確定1）油層破裂壓力的計(jì)算（理論計(jì)算、小型測(cè)試、經(jīng)驗(yàn)估算）油層破裂壓力是指油層被壓開的瞬間被壓裂層位所受的壓力。

式中

—油層破裂壓力，MPa；H—壓裂油層中部深度，m；β—油層破裂壓力梯度，MPa／m，它是由壓裂工藝統(tǒng)計(jì)資料而得的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。用經(jīng)驗(yàn)公式估算

=β·H2．壓裂施工泵注程序設(shè)計(jì)1）注入方式選擇原則：在滿足泵注參數(shù)18泵注程序（油管注入）

階段凈液量（m3）砂濃度（kg/m3）砂比%砂量（m3）砂液量（m3）加砂階段累計(jì)砂液量（m3）排量（m3/min）階段時(shí)間（min）備注防膨液1515

前置液25253.0-3.58.3凍膠攜砂液511870.35.23.0-3.51.7凍膠攜砂液6254150.96.56.53.0-3.52.2凍膠攜砂液7423251.87.914.43.0-3.52.6凍膠攜砂液10507303.011.626.03.0-3.53.9凍膠攜砂液5676402.06.132.13.0-3.52.0凍膠小計(jì)73.08.062.320.7前置液25投蠟球90個(gè)253.0-3.58.3凍膠攜砂液311870.23.13.0-3.51.0凍膠攜砂液6254150.96.53.0-3.52.2凍膠攜砂液8423252.09.13.0-3.53.0凍膠攜砂液11507303.312.83.0-3.54.3凍膠攜砂液4676401.64.93.0-3.51.6凍膠頂替液4.14.103.0-3.51.4凍膠小計(jì)61.18.065.421.8累計(jì)134.116127.742.5泵注程序（油管注入）凈液量砂濃度砂比砂量砂液加砂階段192）施工排量的確定（先確定地層吸液量，滿足）

經(jīng)驗(yàn)公式：

式中：ΔP——壓裂前的地層壓力與井底流動(dòng)壓力之差，MPa；

——破裂壓力與壓前地層壓力之差，MPa。B——原油體積系數(shù)，m3(地下)／m3(地面)。

——地面原油的密度。來確定。

——地層的吸液量，m3／min；q——壓裂前油井的穩(wěn)定日產(chǎn)量，t；Δ地面排量按2）施工排量的確定（先確定地層吸液量，滿足203）地面泵壓的計(jì)算

式中：——地面泵壓，MPa；——井口壓力，MPa；——壓裂液在管柱內(nèi)流動(dòng)時(shí)的摩阻壓力降，MPa；——井下工具對(duì)流體的局部阻力損失，MPa；——井筒內(nèi)液柱壓力，MPa。目的是為了在滿足裂縫需要的壓力和排量的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，減少使用設(shè)備的臺(tái)數(shù)。壓裂時(shí)地面泵壓可由下列公式估算：3）地面泵壓的計(jì)算式中：——地面泵壓，MPa；——井口壓214）壓裂車臺(tái)數(shù)的確定①壓裂時(shí)所需總功率

②壓裂車臺(tái)數(shù)（根據(jù)總功率和每臺(tái)車發(fā)動(dòng)機(jī)功率求出所需壓裂車臺(tái)數(shù)）

Q——壓裂時(shí)泵的排量，m3／s；η1

——發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率，取60％～80%；η2——泵的上水效率，取50％～95％；

η3——發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)受海拔高度影響后的效率，％；

η——功率因數(shù)，%；

n——所需壓裂車臺(tái)數(shù)。——每臺(tái)壓裂車的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，W；Pp——壓裂時(shí)所需的總功率，W；以上兩式中4）壓裂車臺(tái)數(shù)的確定①壓裂時(shí)所需總功率②壓裂車臺(tái)數(shù)（根據(jù)225）支撐劑用量的確定根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，大約每米油層加入1.5～3m3。6）含砂比計(jì)算含砂比是指單位體積壓裂液內(nèi)所含支撐劑的數(shù)量(體積比)。含砂比的計(jì)算公式為：×100%

就是攜砂液的體積

式中：c——含砂比(體積比)，％；V砂——加砂的總體積，m3。；Q——加砂時(shí)地面泵排量，m3／s；t——加砂總時(shí)間，s。5）支撐劑用量的確定根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，大約每米油層加入1.5～323壓裂液：前置液、攜砂液、頂替液統(tǒng)稱。7）壓裂液用量的確定

①前置液：

②攜砂液：

大約用量為：8～10m3，有時(shí)按井筒容積的1.5～2倍來計(jì)算。W——攜砂液用量，m3

；V砂——預(yù)計(jì)加砂體積，m3

；c——含砂比，％。③頂替液：確定方法：一般為井筒容積的1.5～3倍，夠用就行。④壓裂液用量：注：取下限時(shí)加，取上限時(shí)不加。

P102頁(yè)例題：自己做。式中：壓裂液：前置液、攜砂液、頂替液統(tǒng)稱。7）壓裂液用量的確定①24某井油層深度為3000m，采用63mm油管壓裂（63mm油管1000m內(nèi)容積為3m3）,預(yù)計(jì)壓裂泵壓4×10Pa，排量0.025m3/s,支撐劑15m3,平均含砂比為10%，若用400型壓裂車，其引擎功率為2．57×10w，總的效率為0.6，試計(jì)算400型壓裂車臺(tái)數(shù)及至少準(zhǔn)備多少壓裂液用量？已知：

總功率為：

答：所需400型壓裂車7臺(tái)，所需壓裂掖用量至少171.5m3。（2）計(jì)算壓裂掖用量≈7（臺(tái)）壓裂掖總量：（根據(jù)題意取1.5～3m3的下限）

（根據(jù)題意取8～10m3的下限）解：（1）計(jì)算400型壓裂車臺(tái)數(shù)n

400型壓裂車臺(tái)數(shù)為：某井油層深度為3000m，采用63mm油管壓裂（63mm油管25§5—3壓裂設(shè)備、管柱及材料一．壓裂設(shè)備、管柱（一）地面設(shè)備1．壓裂井口2．壓裂管匯

目前壓裂管匯種類很多，承壓和最大過砂能力也不同。常用的有壓裂管匯車和專用的地面管會(huì)。專用的地面管匯由8個(gè)接頭，壓裂車可任選一個(gè)連接。高壓管線外徑Φ76mm，內(nèi)徑Φ60mm，最高壓力可達(dá)到100MPa。3．投球器投球器有兩種：一種是分層壓裂時(shí)，壓裂管柱中投鋼球的投球器；一種是選擇性壓裂或封堵炮眼投堵球用的投球器。1）采用采油樹壓裂的井口:采油樹型號(hào)：250、350、600、700、1050型等。250型即25MPa，用于淺井，其余用于中、深、超深井。根據(jù)壓裂層深度確定采油樹型號(hào)2）采用大彎管、投球器、井口球閥與井口控制器的專用壓裂井口。

井口承受工作壓力70MPa，最大過砂量150m3?！?—3壓裂設(shè)備、管柱及材料一．壓裂設(shè)備、管柱（一）地面設(shè)26（二）壓裂車組

主要包括：壓裂車、混砂車、儀表車、管匯車1．壓裂車作用：是壓裂的主要?jiǎng)恿Γ軌虍a(chǎn)生高壓、大排量；向地層注入高壓大排量的壓裂液，壓開地層，并將支撐劑注入裂縫。是壓裂施工中的關(guān)鍵設(shè)備。2．混砂車

作用：是將支撐劑、壓裂液及各種添加劑按一定比例混合起來，并將混合好的攜砂液供給壓裂車，壓入地層內(nèi)。混莎車的類型：雙筒機(jī)械式、風(fēng)吸式、仿美新型混莎車。3．儀表車

儀表車在壓裂中起著很重要的作用，記錄壓裂過程中各種參數(shù)，是控制其它壓裂設(shè)備的中樞系統(tǒng)。又稱壓裂指揮車。4．其它設(shè)備液罐車、運(yùn)砂車。（二）壓裂車組1．壓裂車作用：是壓裂的主要?jiǎng)恿?，能夠產(chǎn)生27壓裂車發(fā)動(dòng)機(jī)壓裂泵傳動(dòng)箱運(yùn)載車儀表監(jiān)控系統(tǒng)液氣控制系統(tǒng)壓裂車發(fā)動(dòng)機(jī)壓裂泵傳動(dòng)箱運(yùn)載車儀表監(jiān)控系統(tǒng)液28混砂車運(yùn)載車發(fā)動(dòng)機(jī)儀表監(jiān)控系統(tǒng)液氣控制系統(tǒng)管匯系統(tǒng)輸砂系統(tǒng)混砂車運(yùn)載車發(fā)動(dòng)機(jī)儀表監(jiān)控系統(tǒng)液氣控制系統(tǒng)管29管匯車管匯車30儀表車儀表車31管匯車是配合壓裂機(jī)組作業(yè)的一種輔助設(shè)備。整機(jī)分為底盤車、高壓管匯、低壓管匯、備用高壓管匯、隨車吊五個(gè)部分。該車車臺(tái)本身不配動(dòng)力系統(tǒng)，隨車液壓吊的液壓油泵的動(dòng)力是通過取力機(jī)構(gòu)從底盤車取力的。管匯車是配合壓裂機(jī)組作業(yè)的一種輔助設(shè)備。整機(jī)分為底盤32運(yùn)砂車運(yùn)砂量：8、10、12、14m3砂斗采用液壓缸升降，可手動(dòng)或自動(dòng)運(yùn)砂車運(yùn)砂量：8、10、12、14m333輕便壓裂井口工作壓力：70MPa通徑：50/60mm重量：207kg連接扣型：Tr53/8×3.5扣/吋接壓裂管線27/8UPTBG接油管掛27/8TBG按放空管線壓盤尺寸可與250型采油井口大四通配套該井口既耐高壓又特別輕便，重量只有207kg，搬運(yùn)不需要要吊車；該井口可與現(xiàn)場(chǎng)使用的250型采油井口配套，安裝特別方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小。輕便壓裂井口工作壓力：70MPa34千型壓裂井口大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)間施工深井超深井施工LH50-70型井口70MPaKL65-105型井口105MPa鑄造一體導(dǎo)流式平行閘閥爆破閥千型壓裂井口大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)間施工LH50-70型井口70MPa35壓裂井口保護(hù)器用于保護(hù)250型采油井口在壓裂施工過程中不受高壓和支撐劑的磨損。工作壓力：100MPa通徑：60mm重量：80kg連接方式：上接頭為Tr53/8×3.5扣/吋，可與壓裂地面管線配接。壓裂井口保護(hù)器用于保護(hù)250型采油井口在壓裂施工過程中不受高36壓裂投球器工作壓力(MPa)100投球數(shù)量(個(gè))200封堵球直徑(mm)18-22工作方式手動(dòng)/電動(dòng)投球速度(個(gè)/s)2-4(可調(diào))投球原理圖壓裂投球器工作壓力(MPa)100投球數(shù)量(個(gè))200封堵球371000方壓裂液1000方壓裂液38壓裂液連續(xù)混配系統(tǒng)減少壓裂液浪費(fèi)簡(jiǎn)化配液工序保證壓裂液質(zhì)量節(jié)省壓裂液運(yùn)輸費(fèi)用壓裂液連續(xù)混配系統(tǒng)減少壓裂液浪費(fèi)39第五章：水力壓裂技術(shù)課件40第五章：水力壓裂技術(shù)課件41（三）壓裂管柱組成：主要由壓裂油管、封隔器、噴砂器、水力錨等組成。

類型：目前井下管柱分為：籠統(tǒng)壓裂管柱和分層壓裂管柱。1．壓裂油管（專用油管21/2″加厚

、3"）2．封隔器（K344型、Y442等）3．噴砂器（帶滑套、不帶滑套）

作用：一是節(jié)流作用，造成壓裂管柱內(nèi)外壓差，保證封隔器座封。二是壓裂液通往地層的通道口。4．壓裂管柱類型（1）籠統(tǒng)壓裂管柱：即：油管+水力錨+封隔器+噴嘴（2）分層壓裂管柱①雙封卡單層Φ73mm或Φ88.9mm外加厚油管+水力錨+封隔器+噴砂器+封隔器+絲堵壓裂后可以用上提管柱方法壓裂其它卡距相同的層段。管柱：（三）壓裂管柱組成：主要由壓裂油管、封隔器、噴砂器、水力錨42噴砂器1帶滑套噴砂器2帶滑套噴砂器3不帶滑套水力錨封隔器絲堵籠統(tǒng)壓裂管柱噴砂器1帶滑套噴砂器2帶滑套噴砂器3不帶滑套水力錨封隔器絲堵43Φ73mm或Φ88.9mm外加厚油管+水力錨+封隔器+噴砂器（甲帶滑套）+封隔器+噴砂器（乙?guī)Щ祝?封隔器+噴砂器（丙不帶滑套）+封隔器+絲堵③四封卡三層不動(dòng)管柱壓裂三層注意：在組配管柱時(shí)，要考慮油管因各種因素造成的長(zhǎng)度變化，否則卡不準(zhǔn)層位。②三封卡雙層不動(dòng)管柱壓裂兩層Φ73mm或Φ88.9mm外加厚油管+水力錨+封隔器+噴砂器（帶滑套）+封隔器+噴砂器（不帶滑套）+封隔器+絲堵Φ73mm或Φ88.9mm外加厚油管+水力錨+封隔器+噴砂44多級(jí)滑套封隔器分層壓裂工藝壓第一層壓第二層多級(jí)滑套封隔器分層壓裂工藝壓第一層壓第二層45（一）壓裂液作用將地面設(shè)備能量傳遞到油層巖石上并壓開裂縫，把支撐劑輸送到裂縫中。

1）前置液膠連液體2）攜砂液含支撐劑砂漿

3)頂替液活性水壓裂液的性能壓裂液類型水基壓裂液、油基壓裂液、乳化壓裂液、泡沫壓裂液、醇基壓裂液、表面活性劑膠束壓裂液、濃縮壓裂液。水基壓裂液：以水為介質(zhì)，加入各種添加劑，形成具有較強(qiáng)綜合性能的壓裂液。成本低，使用安全，廣泛應(yīng)用。

二．壓裂材料作用：壓開地層并造成一定尺寸的列縫。作用：將井筒中攜砂液全部替入裂縫中，防止井筒沉砂。（1）濾失少（2）懸砂能力強(qiáng)（3）摩阻低（4）穩(wěn)定性（5）配伍性（6）低殘?jiān)?）易返排（8）貨源廣、便于配制、價(jià)錢便宜作用：將支撐劑帶入地層中，并將支撐劑填在裂縫內(nèi)預(yù)定的位置。（一）作將地面設(shè)備能量傳遞到油層巖石上并壓開裂縫，把支撐劑輸461．石英砂：承壓：20—34MPa2．陶粒：人造陶粒主要是由鋁礬土（氧化鋁）燒結(jié)而成。中等強(qiáng)度陶粒：承壓：55—80Mpa。高強(qiáng)度陶粒：承壓：100MPa3．樹脂砂：是將樹脂薄膜包裹到石英砂表面上。承壓：55—69MPa

（二）添加劑1．稠化劑（增稠劑）2．膠聯(lián)劑：3．粘土穩(wěn)定劑；4．殺菌劑；5．表面活性劑；6．抗高溫穩(wěn)定劑；7．降濾失劑8．破膠濟(jì)；9．濾餅溶解劑；10．緩沖劑（PH值調(diào)節(jié)劑）（三）支撐劑作用：支撐劑加入壓裂裂縫后，支撐裂縫使之不閉合。由此可見：按強(qiáng)度大小排列依次是：陶粒>樹脂砂>石英砂調(diào)節(jié)增粘速度、膠聯(lián)劑所需PH值范圍和膠聯(lián)時(shí)間，控制細(xì)菌生長(zhǎng)。通過膠聯(lián)離子（基團(tuán)）將溶解于水中的高分子鏈上的活性基團(tuán)，以化學(xué)鏈連接起來，形成三位網(wǎng)狀凍膠的化學(xué)劑。1．石英砂：承壓：20—34MPa（二）添加劑1．47§5—4壓裂工藝及現(xiàn)場(chǎng)施工

一．壓裂工藝（一）合層壓裂堵球：尼龍球或包以橡膠的鋁球或塑料球。適應(yīng)射孔井壓裂。原理：堵球隨壓裂液進(jìn)入高滲透層部位的炮眼上，堵塞炮眼憋壓，壓開低滲透層部位的裂縫。施工結(jié)束后，井底壓力降低，堵球在壓差作用下，反排出來。堵球的大小和密度應(yīng)與炮眼的大小和壓裂相適應(yīng)。同一層壓裂。暫堵劑為：聚乙烯（石蠟）制成的小球。具體方法：在向井內(nèi)擠入壓裂液的同時(shí)混入暫堵劑，因?yàn)橐后w首先被吸入高滲層，暫堵劑隨之將高滲層部位的孔眼堵住，使其減少或失去吸水能力，此后泵入不帶暫堵劑的壓裂液，則能在低滲層部位起縫。1．油管壓裂2．套管壓裂3．環(huán)形空間壓裂4．油、套管同時(shí)壓裂（二）分層壓裂1．堵球法分層壓裂2．暫堵劑選擇性壓裂§5—4壓裂工藝及現(xiàn)場(chǎng)施工一．壓裂工藝（一）合層壓48例如：A、B、C三個(gè)油層，其相應(yīng)的破裂壓力為30MPa、26MPa、28MPa。按射孔方案將各層按一定孔徑和孔眼數(shù)射開，當(dāng)注入井底壓力為26Mpa時(shí)，B層射開，然后提高排量，因?yàn)榕谘鄣哪ψ枵扔谂帕?，?dāng)B層摩阻大到2Mpa時(shí)，注入的壓力大到28Mpa，此時(shí)，C層被壓開，當(dāng)摩阻達(dá)到4Mpa時(shí)，A層被壓開。這就是限流分層壓裂法。

限流法的工藝過程

3．限流法分層壓裂

限流法分層壓裂適用于多層而各層之間的破裂壓力有一定差別的井。

原理：通過控制各層的射孔孔眼數(shù)及孔眼直徑的方法，來限制各層的吸水能力，達(dá)到逐層壓開的目的。例如：A、B、C三個(gè)油層，其相應(yīng)的破裂壓力為30MPa、26494．封隔器卡分法分層壓裂適用于壓裂層滲透性、厚度差異不大，上下夾層具有一定厚度，射孔層段套管完好無損的井。5．填砂法分層壓裂自下而上壓裂，壓一層填一層砂，壓完后沖砂投產(chǎn)。（三）一次分壓多層1．投球法壓裂：

用封隔器及帶滑套的噴砂器。2．滑套壓裂工具：帶滑套封隔器、帶滑套噴嘴以及特殊接箍。優(yōu)點(diǎn)：封隔器不同時(shí)工作，被壓層位上下二個(gè)封隔器工作，延長(zhǎng)了封隔器的使用壽命。如圖所示。

原理：下井時(shí)管柱除最下一級(jí)封隔器和噴嘴不帶滑套外，其它各級(jí)封隔器和噴嘴都帶滑套，滑套的作用是密封封隔器和噴嘴上的水眼。壓裂從下往上壓。第一層壓完后，從井口投球，球下落座在第二級(jí)封隔器內(nèi)的滑套上(滑套上部是球座，滑套的外經(jīng)各級(jí)都一樣大小，內(nèi)經(jīng)從上往下逐級(jí)變小)，開泵后在壓力作用下剪斷固定滑套的銷釘，滑套在液體推動(dòng)下，帶動(dòng)噴嘴內(nèi)的滑套一起下行，直到特殊接箍處才停止。這樣第二級(jí)封隔器和噴嘴的水眼被打開，下部水路被封隔，開始?jí)旱诙?，壓完后，再投一個(gè)球，同理依次自下而上壓裂。4．封隔器卡分法分層壓裂（三）一次分壓多層1．投球法壓裂50圖4—13滑套封隔器壓裂過程示意圖(a)一壓下數(shù)第一層；(b)一壓下數(shù)第二層l一套管；2一油管；3一滑套封隔器(未工作狀態(tài))；4一噴砂器(未工作狀態(tài))；5一滑套封隔器(工作狀態(tài))；6一噴砂器(工作狀態(tài))；7～絲堵；8一鋼球圖4—12投球法壓裂管柱結(jié)構(gòu)示意圖1一套管；2一油管；3一工作筒；4一封隔器；5一噴砂器(帶滑套)；6一噴砂器(不帶滑套)；7一絲堵圖4—13滑套封隔器壓裂過程示意圖圖4—12投球法壓裂管柱結(jié)51二．現(xiàn)場(chǎng)施工（一）壓裂前準(zhǔn)備

1．配置壓裂設(shè)備及輔助設(shè)施2．準(zhǔn)備壓裂所用材料（壓裂液、支撐劑、各種添加劑，性能符合要求）3．組配管柱4．準(zhǔn)備地面壓裂流程（彎頭、三通、油壬、管線及配套工具符合設(shè)計(jì)要求，試壓）（二）壓前作業(yè)1．探砂面、沖砂2．起原管柱3．壓井替噴（井內(nèi)有污染物的井壓裂前要進(jìn)行替噴）4．壓裂層段預(yù)處理（清孔或排液，注意回收、不污染環(huán)境）5．下壓裂管柱二．現(xiàn)場(chǎng)施工（一）壓裂前準(zhǔn)備1．配置壓裂設(shè)備及輔助設(shè)施（52（三）壓裂施工（三）壓裂施工53第五章：水力壓裂技術(shù)課件54第五章：水力壓裂技術(shù)課件55壓裂車組監(jiān)測(cè)與控制流程運(yùn)砂車混砂車液罐液罐儀器車高壓管匯壓裂車壓裂車壓裂車井口壓裂車組監(jiān)測(cè)與控制流程運(yùn)砂車混砂車液罐液罐儀器車高壓56（三）壓裂施工1．循環(huán)：逐臺(tái)啟動(dòng)壓裂車，用清水循環(huán)地面管線，清洗管線，關(guān)井口。2．試壓：地面壓裂流程、井口閥門以上設(shè)備進(jìn)行承高壓性能試驗(yàn)。試驗(yàn)壓力為預(yù)測(cè)泵壓1.2—1.5倍，穩(wěn)壓5min。3．試擠：打開井口閥門，關(guān)閉循環(huán)防空閘門，逐臺(tái)啟動(dòng)壓裂車，按壓裂施工設(shè)計(jì)規(guī)定試擠排量，將壓裂液試擠入油層，壓力由低到高至穩(wěn)定為止。目的是檢查井下管柱及井下工具情況，檢查欲壓裂層的吸水能力。4．壓裂:

試擠正常后，啟動(dòng)壓裂車，以高壓大排量向井內(nèi)持續(xù)擠入前置液，造縫延伸。注意：當(dāng)泵工作壓力達(dá)到管柱最高承壓能力還不能壓開欲壓裂層位時(shí)，應(yīng)停泵卸壓，分析原因，制定措施。5．加砂：油層裂縫已形成，泵壓及排量穩(wěn)定后便可加砂。注意：加砂要均勻，中途不能停泵，操作要平穩(wěn)圖4一l壓裂過程井底壓力變化曲線PF—地層破裂壓力，PE—裂縫延伸壓力，PS—地層壓力（三）壓裂施工1．循環(huán)：逐臺(tái)啟動(dòng)壓裂車，用清水循環(huán)地面管線，576．替擠：完成加砂后，打開混砂車的替擠旁通流程，向井內(nèi)注入替擠液。7．關(guān)井?dāng)U散壓力：壓裂施工結(jié)束后，關(guān)閉井口所有出口閘門，等待壓裂液破膠、濾失及裂縫閉合，防止支撐劑隨高粘度壓裂液返出裂縫。關(guān)井時(shí)間不小于壓裂液破膠時(shí)間，壓裂液破膠后用小噴嘴放噴，促進(jìn)裂縫閉合。8．活動(dòng)管柱：活動(dòng)管柱時(shí)，上提力不能超過井內(nèi)管柱懸重200KN，上提速度控制在0.5m/min以內(nèi)，行程不能小于5m，達(dá)到提放自如，拉力計(jì)顯示管柱重量正常。9．壓后作業(yè)：按壓裂設(shè)計(jì)要求探砂面，起壓裂管柱，完井，投產(chǎn)。（四）施工中常見的問題1．壓不開設(shè)計(jì)層：原因分析：井筒與地層連同不好、管柱砂堵、地層致密吸液差、設(shè)計(jì)問題等。2．壓竄：分析原因：隔層較薄、固井質(zhì)量差、封隔器膠筒質(zhì)量問題。3．砂堵：分析原因：壓裂液攜砂性差、混砂比高、地層濾失性大、破膠速度快、停泵等。4．砂卡：分析原因：砂堵嚴(yán)重、地層吐砂嚴(yán)重、施工故障沉砂、沖砂不徹底等。這是壓裂后發(fā)生的比較常見的而且危險(xiǎn)的故障。5．管柱斷脫：分析原因：絲扣磨損嚴(yán)重、絲扣沒有上緊、施工超壓、下井工具質(zhì)量差等。

6．替擠：完成加砂后，打開混砂車的替擠旁通流程，向井內(nèi)注入替58§5—5增產(chǎn)增注新技術(shù)介紹一．端部脫砂壓裂技術(shù)

1．端部脫砂壓裂原理：

主要用于中、高滲透油氣藏和不穩(wěn)定疏松地層的油井解堵防砂增產(chǎn)作業(yè)。端部脫砂壓裂技術(shù)也成為一種新的完井方法。是在水力壓裂過程中，有控制地使支撐劑在裂縫的端部脫出、橋架形成一個(gè)端部砂堵，從而阻止裂縫進(jìn)一步延伸。再繼續(xù)注人高砂比砂漿時(shí)，可沿縫壁形成全面砂堵，縫中儲(chǔ)液量增加，泵壓增大，促使裂縫膨脹變寬、縫內(nèi)填砂濃度增大，從而造成一條具有很高導(dǎo)流能力的裂縫。2．端部脫砂壓裂過程：分為兩個(gè)階段，即：造縫到出現(xiàn)端部脫砂階段；裂縫膨脹變寬及支撐劑大量充填階段。3．端部脫砂壓裂的適用范圍§5—5增產(chǎn)增注新技術(shù)介紹一．端部脫砂壓裂技術(shù)1．端部脫59二、高能氣體壓裂技術(shù)4）化學(xué)作用：高能氣體壓裂的化學(xué)作用指的是在燃?xì)庵械腃O2，HCl、H2S成分遇水形成的酸液對(duì)巖層的酸化作用。1．高能氣體壓裂：就是利用火藥或火箭推進(jìn)劑燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓氣體處理油層以取得增產(chǎn)效果的方法。2．高能氣體壓裂的作用1）機(jī)械作用：產(chǎn)生裂縫。2）水力振蕩作用：高能氣體引起液體振動(dòng)，產(chǎn)生壓力周期波動(dòng)，有助于裂縫形成和清理堵塞。3）高溫?zé)嶙饔茫夯鹚幦紵a(chǎn)生高溫，降低原油粘度。高能氣體壓裂在井筒附近油層中產(chǎn)生和保持多條多方位的徑向裂縫，從而達(dá)到增產(chǎn)增注目的的工藝措施。二、高能氣體壓裂技術(shù)4）化學(xué)作用：高能氣體壓裂的化學(xué)作用指的60一定頻率的振動(dòng)波會(huì)使液體中原有的或新的氣泡產(chǎn)生共振，在波的稀疏階段，氣泡迅速膨脹，在波的壓縮階段，氣泡又很快消滅，在消滅的瞬間，氣泡的內(nèi)部可產(chǎn)生很高的溫度、壓力和加速度，這是“空化現(xiàn)象”，對(duì)油層的作用就是空化作用。在一定的頻率和聲強(qiáng)下，其能量足以粉碎一定尺寸的物質(zhì)顆粒。

三、水力振蕩增產(chǎn)增注技術(shù)1．基本原理：就是利用振動(dòng)原理處理油層的技術(shù)。將水力振蕩器對(duì)準(zhǔn)油層，依靠水泥車把液體輸入井下，通過振蕩器產(chǎn)生高頻脈沖式液流直接噴射油層，以清除近井地帶的機(jī)械雜質(zhì)、鉆井液及瀝青質(zhì)和鹽的沉積等堵塞。2．增產(chǎn)增注機(jī)理（1）機(jī)械作用：振動(dòng)波能迫使傳媒介質(zhì)做劇烈的機(jī)械振動(dòng)，并產(chǎn)生強(qiáng)大的單項(xiàng)作用力，疏通泄油通道。（2）空化作用：（3）熱效應(yīng)：振動(dòng)波穿過介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)吸收一定的能量，就會(huì)引起局部升溫。頻率越高，熱效應(yīng)越顯著，對(duì)降粘、溶蠟有一定的作用。一定頻率的振動(dòng)波會(huì)使液體中原有的或新的氣泡產(chǎn)生共振，在波的稀61四、電脈沖井底處理技術(shù)

1．原理：

是通過井下液體中電容電極的高壓放電，在油層中造成定向傳播的壓力脈沖和強(qiáng)電磁場(chǎng)，產(chǎn)生空化作用，解除油層污染，并且可對(duì)油層造成微裂縫，從而達(dá)到增產(chǎn)增注的目的。其物理實(shí)質(zhì)是高壓電擊穿充滿在井內(nèi)的局部介質(zhì)，在容積很小的通道內(nèi)迅速釋放出大量能量，產(chǎn)生強(qiáng)大沖擊波和電磁場(chǎng)。2．增產(chǎn)增注機(jī)理

電脈沖井底處理技術(shù)的關(guān)鍵是井下流體中電容電極的高壓放電：放電過程是在井下儀器的放電室內(nèi)進(jìn)行的。流體中的電極偶施加電壓后，當(dāng)電壓高于介質(zhì)的擊穿值是產(chǎn)生放電。但是，在兩電極偶之間的空間內(nèi)形成兩次擊穿，放電過程之間有一定的時(shí)間間隔，因而為周期性放電。伴隨放電孔道內(nèi)流體爆炸釋放大量能量，其作用機(jī)理主要有：

（l）產(chǎn)生壓力波和空化作用，解除油層孔道中的堵塞；（2）在油層中產(chǎn)生微裂縫和改造原有裂縫，改善油層流體滲流能力；（3）在脈沖作用下，壓差交替變換大小和方向，減小了毛管力的影響，使油層流體從滯留區(qū)向排液活動(dòng)區(qū)流動(dòng)，提高原油的采收率。四、電脈沖井底處理技術(shù)1．原理：62五、超聲波井底處理技術(shù)

1．原理：是利用超聲波的振動(dòng)、空化作用、熱效應(yīng)等作用于油層，解除近井地帶的污染和堵塞，以達(dá)到增產(chǎn)增注的目的。（頻率大于20KHz的聲音超聲波，人聽到的聲音20～20000Hz）。2．增產(chǎn)增注機(jī)理

（l）聲波傳遞方向與流體流動(dòng)方向具有相反的特性，無論其強(qiáng)弱，都會(huì)使原油加速向聲源流動(dòng),因而與滲流方向相反的井底輻射波可促進(jìn)油層流體向井筒滲流和聚集。(2)超聲波處理可使原油降粘、破乳、凝固點(diǎn)一下降(3)超聲波的振動(dòng)、空化作用可以解除近井地帶的堵塞和產(chǎn)生微小裂縫，恢復(fù)和提高油層滲透性。(4)超聲波的振動(dòng)作用使毛管半徑不斷變化，破壞了油層流體的受力平衡，有一利于部分被毛細(xì)管束縛的原油被開采出來(5)對(duì)注水井而言，超聲波有降低水的表面張力和毛管滲流阻力的作用，同時(shí)具有殺一菌、防垢等作用。五、超聲波井底處理技術(shù)1．原理：631．原理：是利用地面人工震源產(chǎn)生強(qiáng)大的波動(dòng)場(chǎng)作用于油層進(jìn)行振動(dòng)處理，從而提高油層中油相滲透性、毛管滲流和重力滲流速度，促使石油中的原始溶解氣及吸附在油層中的人然氣進(jìn)一步分離，達(dá)到提高原油產(chǎn)量及采收率的目的。2．機(jī)理：

振動(dòng)波具有很強(qiáng)的穿透能力和其特有的共振現(xiàn)象，當(dāng)其作用于油層時(shí)，將產(chǎn)生以下有利于采油的作用：（l）振動(dòng)加速油層中流體的流動(dòng)；（2）振動(dòng)---可降低原油粘度、降低界面張力，從而改善原油流動(dòng)和降低水油流度比，有利于水驅(qū)過程；（3)促進(jìn)氣體從原油或巖石孔隙表面上分一離，產(chǎn)生氣驅(qū)油作用；（4）振動(dòng)使孔隙表面的某此沉淀污染物脫落、分散而被液流攜走，起到疏通孔隙通道、解除油層污染的作用。

六、人工地震處理油層技術(shù)1．原理：六、人工地震處理油層技術(shù)64作業(yè)思考題1、地應(yīng)力是怎樣概念的？2、簡(jiǎn)答水力壓裂增產(chǎn)、增注的基本原理？3、簡(jiǎn)答水力壓裂造縫過程？4、一個(gè)完整的壓裂設(shè)計(jì)包括那些內(nèi)容？5、請(qǐng)畫出四封卡三層管柱示意圖。6、什么是壓裂液？什么是支撐劑？壓裂液和支撐劑在壓裂施工中各起什么作用？7、壓裂施工中常用的壓裂設(shè)備和工具有哪些？這些壓裂設(shè)備和工具在壓裂施工中各起什么作用？8、分層壓裂常見的方法有那些？請(qǐng)分別說明他們的方法及適應(yīng)性？9、壓裂施工工序一般分哪幾個(gè)步驟？10、壓裂施工中常見的問題有哪些？分析原因。

11、某井油層深度為3000m，采用63mm油管壓裂（63mm油管1000m內(nèi)容積為3m3）,預(yù)計(jì)壓裂泵壓4×10Pa，排量0.025m3/s,支撐劑15m3,平均含砂比為10%，若用400型壓裂車，其引擎功率為2．57×10w，總的效率為0．6，試計(jì)算400型壓裂車臺(tái)數(shù)及至少準(zhǔn)備多少壓裂液用量？作業(yè)思考題65謝謝大家！謝謝大家！66第五章：水力壓裂技術(shù)通情況、溝內(nèi)是否有泥污、雜物、基層有無擾動(dòng)等作業(yè)工程，分別進(jìn)行驗(yàn)收，合格后才能進(jìn)行安排。高密度聚乙烯（HDPE）雙壁波紋管最小覆土0.3-0.4m。（2）檢查井第五章：水力壓裂技術(shù)第五章：水力壓裂技術(shù)通情況、溝內(nèi)是否有泥污、雜物、基層有無擾動(dòng)等作業(yè)工程，分別進(jìn)行驗(yàn)收，合格后才能進(jìn)行安排。高密度聚乙烯（HDPE）雙壁波紋管最小覆土0.3-0.4m。（2）檢查井§5~1水力壓裂增產(chǎn)增注的基本原理一．造縫機(jī)理（地應(yīng)力及其分布）（一）地應(yīng)力[σz、σH(σx及σy)]1．作用在單元體上的垂向應(yīng)力來自上覆巖層的重量其大小：式中σz——垂向主應(yīng)力，Pa；H——地層垂深，m；g——重力加速度(9．81m/s2)；ρs——上覆層巖石密度，kg/m3。油氣層中有一定的孔隙壓力Pp，故有效垂向應(yīng)力可表示為：作用在地下巖石某單元體上的應(yīng)力為垂向主應(yīng)力σz，及水平主應(yīng)力σH(其中又分為互相垂直的σx及σy)。第五章：水力壓裂技術(shù)通情況、溝內(nèi)是否有泥污、雜物、基層有無擾67第五章：水力壓裂技術(shù)課件682、水平主應(yīng)力來自巖石處于彈性狀態(tài)（考慮構(gòu)造應(yīng)力由廣義虎克定律推導(dǎo)）

式中σH——最大水平主應(yīng)力，Pa；

ξ1，ξ2——水平應(yīng)力構(gòu)造系數(shù)，可由室內(nèi)測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果推算，無因次； ——泊松比，無因次；

E

——巖石彈性模量，Pa；——畢奧特(Biot)常數(shù)，無因次。2、水平主應(yīng)力來自巖石處于彈性狀態(tài)（考慮構(gòu)造應(yīng)力由廣義虎克69（二）地質(zhì)構(gòu)造對(duì)應(yīng)力的影響

在逆斷層或褶皺地帶水平應(yīng)力要比垂向應(yīng)力大得多，甚至可大到3倍，在正斷層地帶，水平應(yīng)力可能只有垂向應(yīng)力的三分之一。如果巖石單元體是均質(zhì)的各向同性材料，巖石破裂時(shí)裂縫的方向總是垂直于最小主應(yīng)力軸。當(dāng)已知地層中各應(yīng)力的大小時(shí)，裂縫的形態(tài)或方向即可被確定。

構(gòu)造對(duì)應(yīng)力的影響a—逆斷層區(qū)域σH=3σz

b—正斷層區(qū)域σz=3σH人工裂縫方向示意圖（二）地質(zhì)構(gòu)造對(duì)應(yīng)力的影響在逆斷層或褶皺地帶水平應(yīng)力要比垂70（三）井壁上的應(yīng)力1．井筒對(duì)地應(yīng)力及其分布的影響在雙向應(yīng)力狀態(tài)下，彈性力學(xué)給出了平板為固體、各向同性、彈性材料的周向應(yīng)力計(jì)算式：

鉆井后，井壁及其周圍地應(yīng)力分布受到井筒的影響，很復(fù)雜。簡(jiǎn)化起見，將地層中三維應(yīng)力用二維方法來處理。用無限大平板中鉆有一個(gè)圓孔的受力情況來分析。如圖5—2所示。在無限大平板上鉆了圓孔之后，使板內(nèi)原來平衡的應(yīng)力重新分布，造成圓孔附近的應(yīng)力集中。式中σθ——圓孔周向應(yīng)力，Pa；a——圓孔半徑，m；r——距圓孔中心的距離，m；θ——任意徑向與x軸的夾角；——分別為x，y方向上分布的應(yīng)力。（三）井壁上的應(yīng)力1．井筒對(duì)地應(yīng)力及其分布的影響鉆井后，71定性分析井壁上應(yīng)力大小：（1）當(dāng)r=a，σx>σy，θ=0°、180°時(shí)，

(σθ)min=(σθ)0o，180o=3σy－σx（2）當(dāng)r=a，σx>σy，θ=90°、270°時(shí)，

(σθ)max=(σθ)90o，270o=3σx－σy說明最小周向應(yīng)力發(fā)生在σx的方向上，而最大周向應(yīng)力卻在σy的方向上。（3）隨著r的增加，周向應(yīng)力迅速降低，如圖4—2(b)所示。大約在幾個(gè)圓孔直徑之外，即降為原地應(yīng)力值。

結(jié)論：這種應(yīng)力分布表明，由于圓孔的存在，產(chǎn)生了圓孔周圍的應(yīng)力集中，孔壁上的應(yīng)力比遠(yuǎn)處的大得多，這就是地層破裂壓力大于裂縫延伸壓力的重要原因。定性分析井壁上應(yīng)力大小：（1）當(dāng)r=a，σx>σy，θ=0722．井眼內(nèi)壓所引起的井壁應(yīng)力

式中Pe——厚壁筒外邊界壓力，Pa；（井眼內(nèi)壓在外邊界產(chǎn)生的壓力）re——厚壁筒外邊界半徑，m；ra——厚壁筒內(nèi)半徑，m；Pi——內(nèi)壓，Par——距井軸半徑，cm。壓裂過程中，向井筒內(nèi)注入高壓液體，使井內(nèi)壓力很快上升。井筒內(nèi)壓必然產(chǎn)生井壁上的周向應(yīng)力?？梢园丫仓車膸r石看作是一個(gè)具有無限壁厚的厚壁圓筒，根據(jù)彈性力學(xué)中的拉梅公式(拉應(yīng)力取負(fù)號(hào))當(dāng)re=∞、Pe=0、r=ra

時(shí)，井壁上的周向應(yīng)力為：

σθ=－Pi

即：由于井筒內(nèi)壓而導(dǎo)致的井壁周向應(yīng)力與內(nèi)壓大小相等，但符號(hào)相反。（利用無窮大定理推導(dǎo)）2．井眼內(nèi)壓所引起的井壁應(yīng)力式中Pe——厚壁73

3、壓裂液徑向滲入地層所產(chǎn)生的井壁應(yīng)力：由于注入井中的高壓液體在地層破裂前，滲入井筒周圍地層中，形成了另外一個(gè)應(yīng)力區(qū)，它的作用是增大了井壁周圍巖石中的應(yīng)力。增加的周向應(yīng)力值為：式中Cr——巖石骨架壓縮系數(shù)；Cb——巖石體積壓縮系數(shù)。

ν

——泊松比；Ps——地層壓力。——畢奧特(Biot)常數(shù)，無因次。

4、井壁上的總周向應(yīng)力：顯然在地層破裂前，井壁上的總周向應(yīng)力應(yīng)為地應(yīng)力、井筒內(nèi)壓及液體滲濾所引起的周向應(yīng)力之和，即：

5—83、壓裂液徑向滲入地層所產(chǎn)生的井壁應(yīng)力：由74二．造縫的條件(破裂壓力p破)破裂壓力：是指油層被壓開的瞬間，被壓層位所受的壓力。（一）形成垂直裂縫的條件：

1．當(dāng)存在液體滲濾時(shí)

如果巖石的破裂是純張力破裂，當(dāng)井壁上存在的周向應(yīng)力達(dá)到井壁巖石的水平方向的抗拉強(qiáng)度σth時(shí)，巖石將在垂直于水平應(yīng)力的方向上產(chǎn)生脆性破裂，即在與周向應(yīng)力相垂直的方向上產(chǎn)生垂直裂縫。

此時(shí)有：=-σth，代入（5—8）式，并換為有效應(yīng)力(,

,),則可得到垂直裂縫時(shí)的破裂壓力，當(dāng)產(chǎn)生垂直裂縫時(shí)，井筒內(nèi)注入流體的壓力Pi即為地層的破裂壓力Pf，所以形成垂直裂縫的條件：

二．造縫的條件(破裂壓力p破)破裂壓力：是指油層被壓752．無液體滲濾時(shí)

地層滲濾應(yīng)力等于零，井壁上巖石的空隙壓力仍然為Ps，故,，將其他應(yīng)力一同代入（5—8）式，則：

由于最小總周向應(yīng)力發(fā)生在θ=0o，180o的對(duì)稱點(diǎn)上，垂直裂縫也產(chǎn)生在與井筒相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)點(diǎn)上。這就是為什么假定垂直裂縫以井軸為對(duì)稱的兩條縫的原因。實(shí)際上由于地層的非均質(zhì)性和局部應(yīng)力場(chǎng)的影響，產(chǎn)生的裂縫往往是不對(duì)稱的。（二）形成水平裂縫的條件當(dāng)產(chǎn)生水平裂縫時(shí)，井筒內(nèi)注人流體的壓力等于地層的破裂壓力，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)修正后得到形成水平裂縫的條件：

2．無液體滲濾時(shí)地層滲濾應(yīng)力等于零，井壁上巖石的空隙壓力仍76即：破裂壓力梯度β是指地層破裂壓力與地層深度的比值。

（三）破裂壓力梯度為了便于比較與預(yù)測(cè)各油田（油井）的破裂壓力，常使用破裂梯度，用β表示，其物理意義：（MPa/m）三．地面泵壓的確定(1)地層產(chǎn)生垂直裂縫時(shí)地面泵壓的確定：（產(chǎn)生垂直裂縫的油藏）式中：PB—井口施工泵壓，MPa；PF—地層破裂壓力，MPa；Pm—井筒液柱壓力，MPa；Pf—管線及管柱產(chǎn)生的壓力損失，MPa。（2）地層產(chǎn)生水平裂縫時(shí)地面泵壓的確定：（產(chǎn)生水平裂縫的油藏）即：破裂壓力梯度β是指地層破裂壓力與地層深度的比值。（三）77四．裂縫幾何模型1．卡特模型

（一維模型）

2．PKN模型

（二維設(shè)計(jì)模型）特點(diǎn)：（1）裂縫高度一定（油層厚度）（2）長(zhǎng)和寬是變化的（3）縫的幾何形狀：長(zhǎng)而窄的縫。

3．KGD模型

（二維設(shè)計(jì)模型）

結(jié)論：對(duì)于低滲油藏，需要壓成長(zhǎng)而窄的裂縫，對(duì)于高滲油藏，則壓成一個(gè)短而寬的裂縫。

PKN模型

KGD模型從無因次裂縫導(dǎo)流能力來分析：

裂縫的導(dǎo)流能力：裂縫寬度與填砂裂縫滲透率的乘積。無因次裂縫導(dǎo)流能力表達(dá)式：

要想使低滲層和高滲層有同樣的高導(dǎo)流能力，從公式中變換兩個(gè)參數(shù)W和Xf。特點(diǎn)：（1）裂縫高度一定（油層厚度)（2）長(zhǎng)和寬是變化的（3）縫的幾何形狀：短而寬的縫。

四．裂縫幾何模型1．卡特模型（一維模型）2．PKN模型78PKN模型PKN模型79KGD二維裂縫延伸模型KGD模型KGD二維裂縫延伸模型KGD模型80圖4—7壓裂前地層滲流示意圖1—地層，2—井眼，3—污染帶五．水力壓裂增產(chǎn)增注原理1．壓裂前流體從底層流向井底的流動(dòng)形態(tài)

（1）流體流動(dòng)過程復(fù)雜

（2）污染帶和井底周圍應(yīng)力集中，近井地帶滲透率低，井筒附近滲流阻力大結(jié)論：水力壓裂前，由于各種阻力的影響，近井地帶的滲透能力較差。圖4—7壓裂前地層滲流示意圖五．水力壓裂增產(chǎn)增注原理1．壓裂813．水力壓裂增產(chǎn)、增注的基本原理

利用地面高壓泵注設(shè)備將高粘度的流體以大大超過地層吸收能力的量注入井筒，憋起高壓，在地層中形成裂縫并向前延伸。利用攜砂液將支撐劑帶入裂縫中，形成高導(dǎo)流能力的支撐裂縫；由于改變了井底附近流體的滲流狀態(tài)，提高了油層的滲流能力，從而達(dá)到增產(chǎn)、增注的目的。

2．壓裂后流體從地層流向井底的流動(dòng)形態(tài)

1）擬徑向流動(dòng)階段2）地層線性流動(dòng)階段3）雙線性流動(dòng)階段4）裂縫線性流動(dòng)階段結(jié)論：水力壓裂結(jié)果，改變了滲流區(qū)的滲流方式，獲得了雙線性流動(dòng)模式，提高了近井地帶的滲透能力。3．水力壓裂增產(chǎn)、增注的基本原理利用地面高壓泵注設(shè)備82§5~2壓裂設(shè)計(jì)

一．壓裂設(shè)計(jì)

壓裂施工設(shè)計(jì)

裂縫幾何參數(shù)優(yōu)選及設(shè)計(jì)；壓裂液類型和配方的選擇；支撐劑選擇及加砂方案設(shè)計(jì)；效果預(yù)測(cè)和經(jīng)濟(jì)效益分析。

內(nèi)容壓裂地質(zhì)設(shè)計(jì)二壓裂施工設(shè)計(jì)1．優(yōu)化設(shè)計(jì)程序（按系統(tǒng)軟件要求輸入?yún)?shù)）壓裂設(shè)計(jì)過程中，除利用計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算外，還有一重要環(huán)節(jié)是在正式壓裂施工前，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行小型壓裂測(cè)試（破裂壓力、閉合壓力、壓裂液濾失特性等）?！?~2壓裂設(shè)計(jì)一．壓裂設(shè)計(jì)壓裂施工設(shè)計(jì)832．壓裂施工泵注程序設(shè)計(jì)1）注入方式選擇原則：在滿足泵注參數(shù)前提下，在限壓以下盡可能選擇最簡(jiǎn)單的注入方式。

油管注入環(huán)空注入油套混注和套管注入

2）加砂程序確定（見下表）采用線性加砂程序，即砂液比是以一條直線式增加，可實(shí)現(xiàn)較理想的支撐剖面。采用線性加砂程序裂縫導(dǎo)流能力沿縫長(zhǎng)分布更加合理。3．其他參數(shù)確定1）油層破裂壓力的計(jì)算（理論計(jì)算、小型測(cè)試、經(jīng)驗(yàn)估算）油層破裂壓力是指油層被壓開的瞬間被壓裂層位所受的壓力。

式中

—油層破裂壓力，MPa；H—壓裂油層中部深度，m；β—油層破裂壓力梯度，MPa／m，它是由壓裂工藝統(tǒng)計(jì)資料而得的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。用經(jīng)驗(yàn)公式估算

=β·H2．壓裂施工泵注程序設(shè)計(jì)1）注入方式選擇原則：在滿足泵注參數(shù)84泵注程序（油管注入）

階段凈液量（m3）砂濃度（kg/m3）砂比%砂量（m3）砂液量（m3）加砂階段累計(jì)砂液量（m3）排量（m3/min）階段時(shí)間（min）備注防膨液1515

前置液25253.0-3.58.3凍膠攜砂液511870.35.23.0-3.51.7凍膠攜砂液6254150.96.56.53.0-3.52.2凍膠攜砂液7423251.87.914.43.0-3.52.6凍膠攜砂液10507303.011.626.03.0-3.53.9凍膠攜砂液5676402.06.132.13.0-3.52.0凍膠小計(jì)73.08.062.320.7前置液25投蠟球90個(gè)253.0-3.58.3凍膠攜砂液311870.23.13.0-3.51.0凍膠攜砂液6254150.96.53.0-3.52.2凍膠攜砂液8423252.09.13.0-3.53.0凍膠攜砂液11507303.312.83.0-3.54.3凍膠攜砂液4676401.64.93.0-3.51.6凍膠頂替液4.14.103.0-3.51.4凍膠小計(jì)61.18.065.421.8累計(jì)134.116127.742.5泵注程序（油管注入）凈液量砂濃度砂比砂量砂液加砂階段852）施工排量的確定（先確定地層吸液量，滿足）

經(jīng)驗(yàn)公式：

式中：ΔP——壓裂前的地層壓力與井底流動(dòng)壓力之差，MPa；

——破裂壓力與壓前地層壓力之差，MPa。B——原油體積系數(shù)，m3(地下)／m3(地面)。

——地面原油的密度。來確定。

——地層的吸液量，m3／min；q——壓裂前油井的穩(wěn)定日產(chǎn)量，t；Δ地面排量按2）施工排量的確定（先確定地層吸液量，滿足863）地面泵壓的計(jì)算

式中：——地面泵壓，MPa；——井口壓力，MPa；——壓裂液在管柱內(nèi)流動(dòng)時(shí)的摩阻壓力降，MPa；——井下工具對(duì)流體的局部阻力損失，MPa；——井筒內(nèi)液柱壓力，MPa。目的是為了在滿足裂縫需要的壓力和排量的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，減少使用設(shè)備的臺(tái)數(shù)。壓裂時(shí)地面泵壓可由下列公式估算：3）地面泵壓的計(jì)算式中：——地面泵壓，MPa；——井口壓874）壓裂車臺(tái)數(shù)的確定①壓裂時(shí)所需總功率

②壓裂車臺(tái)數(shù)（根據(jù)總功率和每臺(tái)車發(fā)動(dòng)機(jī)功率求出所需壓裂車臺(tái)數(shù)）

Q——壓裂時(shí)泵的排量，m3／s；η1

——發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率，取60％～80%；η2——泵的上水效率，取50％～95％；

η3——發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)受海拔高度影響后的效率，％；

η——功率因數(shù)，%；

n——所需壓裂車臺(tái)數(shù)?！颗_(tái)壓裂車的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，W；Pp——壓裂時(shí)所需的總功率，W；以上兩式中4）壓裂車臺(tái)數(shù)的確定①壓裂時(shí)所需總功率②壓裂車臺(tái)數(shù)（根據(jù)885）支撐劑用量的確定根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，大約每米油層加入1.5～3m3。6）含砂比計(jì)算含砂比是指單位體積壓裂液內(nèi)所含支撐劑的數(shù)量(體積比)。含砂比的計(jì)算公式為：×100%

就是攜砂液的體積

式中：c——含砂比(體積比)，％；V砂——加砂的總體積，m3。；Q——加砂時(shí)地面泵排量，m3／s；t——加砂總時(shí)間，s。5）支撐劑用量的確定根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，大約每米油層加入1.5～389壓裂液：前置液、攜砂液、頂替液統(tǒng)稱。7）壓裂液用量的確定

①前置液：

②攜砂液：

大約用量為：8～10m3，有時(shí)按井筒容積的1.5～2倍來計(jì)算。W——攜砂液用量，m3

；V砂——預(yù)計(jì)加砂體積，m3

；c——含砂比，％。③頂替液：確定方法：一般為井筒容積的1.5～3倍，夠用就行。④壓裂液用量：注：取下限時(shí)加，取上限時(shí)不加。

P102頁(yè)例題：自己做。式中：壓裂液：前置液、攜砂液、頂替液統(tǒng)稱。7）壓裂液用量的確定①90某井油層深度為3000m，采用63mm油管壓裂（63mm油管1000m內(nèi)容積為3m3）,預(yù)計(jì)壓裂泵壓4×10Pa，排量0.025m3/s,支撐劑15m3,平均含砂比為10%，若用400型壓裂車，其引擎功率為2．57×10w，總的效率為0.6，試計(jì)算400型壓裂車臺(tái)數(shù)及至少準(zhǔn)備多少壓裂液用量？已知：

總功率為：

答：所需400型壓裂車7臺(tái)，所需壓裂掖用量至少171.5m3。（2）計(jì)算壓裂掖用量≈7（臺(tái)）壓裂掖總量：（根據(jù)題意取1.5～3m3的下限）

（根據(jù)題意取8～10m3的下限）解：（1）計(jì)算400型壓裂車臺(tái)數(shù)n

400型壓裂車臺(tái)數(shù)為：某井油層深度為3000m，采用63mm油管壓裂（63mm油管91§5—3壓裂設(shè)備、管柱及材料一．壓裂設(shè)備、管柱（一）地面設(shè)備1．壓裂井口2．壓裂管匯

目前壓裂管匯種類很多，承壓和最大過砂能力也不同。常用的有壓裂管匯車和專用的地面管會(huì)。專用的地面管匯由8個(gè)接頭，壓裂車可任選一個(gè)連接。高壓管線外徑Φ76mm，內(nèi)徑Φ60mm，最高壓力可達(dá)到100MPa。3．投球器投球器有兩種：一種是分層壓裂時(shí)，壓裂管柱中投鋼球的投球器；一種是選擇性壓裂或封堵炮眼投堵球用的投球器。1）采用采油樹壓裂的井口:采油樹型號(hào)：250、350、600、700、1050型等。250型即25MPa，用于淺井，其余用于中、深、超深井。根據(jù)壓裂層深度確定采油樹型號(hào)2）采用大彎管、投球器、井口球閥與井口控制器的專用壓裂井口。

井口承受工作壓力70MPa，最大過砂量150m3?！?—3壓裂設(shè)備、管柱及材料一．壓裂設(shè)備、管柱（一）地面設(shè)92（二）壓裂車組

主要包括：壓裂車、混砂車、儀表車、管匯車1．壓裂車作用：是壓裂的主要?jiǎng)恿?，能夠產(chǎn)生高壓、大排量；向地層注入高壓大排量的壓裂液，壓開地層，并將支撐劑注入裂縫。是壓裂施工中的關(guān)鍵設(shè)備。2．混砂車

作用：是將支撐劑、壓裂液及各種添加劑按一定比例混合起來，并將混合好的攜砂液供給壓裂車，壓入地層內(nèi)?；焐嚨念愋停弘p筒機(jī)械式、風(fēng)吸式、仿美新型混莎車。3．儀表車

儀表車在壓裂中起著很重要的作用，記錄壓裂過程中各種參數(shù)，是控制其它壓裂設(shè)備的中樞系統(tǒng)。又稱壓裂指揮車。4．其它設(shè)備液罐車、運(yùn)砂車。（二）壓裂車組1．壓裂車作用：是壓裂的主要?jiǎng)恿?，能夠產(chǎn)生93壓裂車發(fā)動(dòng)機(jī)壓裂泵傳動(dòng)箱運(yùn)載車儀表監(jiān)控系統(tǒng)液氣控制系統(tǒng)壓裂車發(fā)動(dòng)機(jī)壓裂泵傳動(dòng)箱運(yùn)載車儀表監(jiān)控系統(tǒng)液94混砂車運(yùn)載車發(fā)動(dòng)機(jī)儀表監(jiān)控系統(tǒng)液氣控制系統(tǒng)管匯系統(tǒng)輸砂系統(tǒng)混砂車運(yùn)載車發(fā)動(dòng)機(jī)儀表監(jiān)控系統(tǒng)液氣控制系統(tǒng)管95管匯車管匯車96儀表車儀表車97管匯車是配合壓裂機(jī)組作業(yè)的一種輔助設(shè)備。整機(jī)分為底盤車、高壓管匯、低壓管匯、備用高壓管匯、隨車吊五個(gè)部分。該車車臺(tái)本身不配動(dòng)力系統(tǒng)，隨車液壓吊的液壓油泵的動(dòng)力是通過取力機(jī)構(gòu)從底盤車取力的。管匯車是配合壓裂機(jī)組作業(yè)的一種輔助設(shè)備。整機(jī)分為底盤98運(yùn)砂車運(yùn)砂量：8、10、12、14m3砂斗采用液壓缸升降，可手動(dòng)或自動(dòng)運(yùn)砂車運(yùn)砂量：8、10、12、14m399輕便壓裂井口工作壓力：70MPa通徑：50/60mm重量：207kg連接扣型：Tr53/8×3.5扣/吋接壓裂管線27/8UPTBG接油管掛27/8TBG按放空管線壓盤尺寸可與250型采油井口大四通配套該井口既耐高壓又特別輕便，重量只有207kg，搬運(yùn)不需要要吊車；該井口可與現(xiàn)場(chǎng)使用的250型采油井口配套，安裝特別方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小。輕便壓裂井口工作壓力：70MPa100千型壓裂井口大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)間施工深井超深井施工LH50-70型井口70MPaKL65-105型井口105MPa鑄造一體導(dǎo)流式平行閘閥爆破閥千型壓裂井口大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)間施工LH50-70型井口70MPa101壓裂井口保護(hù)器用于保護(hù)250型采油井口在壓裂施工過程中不受高壓和支撐劑的磨損。工作壓力：100MPa通徑：60mm重量：80kg連接方式：上接頭為Tr53/8×3.5扣/吋，可與壓裂地面管線配接。壓裂井口保護(hù)器用于保護(hù)250型采油井口在壓裂施工過程中不受高102壓裂投球器工作壓力(MPa)100投球數(shù)量(個(gè))200封堵球直徑(mm)18-22工作方式手動(dòng)/電動(dòng)投球速度(個(gè)/s)2-4(可調(diào))投球原理圖壓裂投球器工作壓力(MPa)100投球數(shù)量(個(gè))200封堵球1031000方壓裂液1000方壓裂液104壓裂液連續(xù)混配系統(tǒng)減少壓裂液浪費(fèi)簡(jiǎn)化配液工序保證壓裂液質(zhì)量節(jié)省壓裂液運(yùn)輸費(fèi)用壓裂液連續(xù)混配系統(tǒng)減少壓裂液浪費(fèi)105第五章：水力壓裂技術(shù)課件106第五章：水力壓裂技術(shù)課件107（三）壓裂管柱組成：主要由壓裂油管、封隔器、噴砂器、水力錨等組成。

類型：目前井下管柱分為：籠統(tǒng)壓裂管柱和分層壓裂管柱。1．壓裂油管（專用油管21/2″加厚

、3"）2．封隔器（K344型、Y442等）3．噴砂器（帶滑套、不帶滑套）

作用：一是節(jié)流作用，造成壓裂管柱內(nèi)外壓差，保證封隔器座封。二是壓裂液通往地層的通道口。4．壓裂管柱類型（1）籠統(tǒng)壓裂管柱：即：油管+水力錨+封隔器+噴嘴（2）分層壓裂管柱①雙封卡單層Φ73mm或Φ88.9mm外加厚油管+水力錨+封隔器+噴砂器+封隔器+絲堵壓裂后可以用上提管柱方法壓裂其它卡距相同的層段。管柱：（三）壓裂管柱組成：主要由壓裂油管、封隔器、噴砂器、水力錨108噴砂器1帶滑套噴砂器2帶滑套噴砂器3不帶滑套水力錨封隔器絲堵籠統(tǒng)壓裂管柱噴砂器1帶滑套噴砂器2帶滑套噴砂器3不帶滑套水力錨封隔器絲堵109Φ73mm或Φ88.9mm外加厚油管+水力錨+封隔器+噴砂器（甲帶滑套）+封隔器+噴砂器（乙?guī)Щ祝?封隔器+噴砂器（丙不帶滑套）+封隔器+絲堵③四封卡三層不動(dòng)管柱壓裂三層注意：在組配管柱時(shí)，要考慮油管因各種因素造成的長(zhǎng)度變化，否則卡不準(zhǔn)層位。②三封卡雙層不動(dòng)管柱壓裂兩層Φ73mm或Φ88.9mm外加厚油管+水力錨+封隔器+噴砂器（帶滑套）+封隔器+噴砂器（不帶滑套）+封隔器+絲堵Φ73mm或Φ88.9mm外加厚油管+水力錨+封隔器+噴砂110多級(jí)滑套封隔器分層壓裂工藝壓第一層壓第二層多級(jí)滑套封隔器分層壓裂工藝壓第一層壓第二層111（一）壓裂液作用將地面設(shè)備能量傳遞到油層巖石上并壓開裂縫，把支撐劑輸送到裂縫中。

1）前置液膠連液體2）攜砂液含支撐劑砂漿

3)頂替液活性水壓裂液的性能壓裂液類型水基壓裂液、油基壓裂液、乳化壓裂液、泡沫壓裂液、醇基壓裂液、表面活性劑膠束壓裂液、濃縮壓裂液。水基壓裂液：以水為介質(zhì)，加入各種添加劑，形成具有較強(qiáng)綜合性能的壓裂液。成本低，使用安全，廣泛應(yīng)用。

二．壓裂材料作用：壓開地層并造成一定尺寸的列縫。作用：將井筒中攜砂液全部替入裂縫中，防止井筒沉砂。（1）濾失少（2）懸砂能力強(qiáng)（3）摩阻低（4）穩(wěn)定性（5）配伍性（6）低殘?jiān)?）易返排（8）貨源廣、便于配制、價(jià)錢便宜作用：將支撐劑帶入地層中，并將支撐劑填在裂縫內(nèi)預(yù)定的位置。（一）作將地面設(shè)備能量傳遞到油層巖石上并壓開裂縫，把支撐劑輸1121．石英砂：承壓：20—34MPa2．陶粒：人造陶粒主要是由鋁礬土（氧化鋁）燒結(jié)而成。中等強(qiáng)度陶粒：承壓：55—80Mpa。高強(qiáng)度陶粒：承壓：100MPa