壓裂方法分類及選擇條件

壓裂設(shè)計壓裂設(shè)計壓裂方法分類及選擇條件壓裂設(shè)計壓裂設(shè)計--3-一、壓裂設(shè)計的原則和方法幾何參數(shù)根底上，設(shè)計適宜的加砂方案。二、壓裂技術(shù)合層壓裂油管壓裂速大，其壓裂液的攜帶力氣強，又不會增加液流阻力和設(shè)備負(fù)荷，降低了有效功率。套管壓裂攜帶力氣差，一旦造成砂堵，無法進(jìn)展循環(huán)解堵。環(huán)形空間壓裂環(huán)形空間壓裂是壓裂液從套管和油管的環(huán)形空間泵入油層。它與前兩種方法油、套管同時進(jìn)展壓裂循環(huán)也比較便利。因此，這種壓裂適宜于中深井壓裂。分層壓裂球堵法分層壓裂假設(shè)同時開采滲透率不同的多層，當(dāng)壓裂液泵入井里后，液體首先進(jìn)入高滲滲層的孔眼堵住，等壓力憋起即可將低滲層壓開。這種方法可在一口井中屢次使用，一次施工可壓開多層。對于射孔井，可用尼龍球，隨壓裂液進(jìn)入井內(nèi)并坐在高滲透層部位的炮眼上，以堵塞炮眼，即可將井內(nèi)壓力憋起，從而壓開低滲透層的裂縫，此法可在一次壓裂中屢次重復(fù)使用，施工完畢后，井底壓力降低，堵球在壓差的作用下，可以反排出來。選擇性壓裂在幾米厚的油層中也存在凹凸?jié)B透層的交互層，這種狀況下就可使用這種方法，使壓裂液導(dǎo)至低滲透層以便壓開尚有生產(chǎn)潛力或未動的低滲透層。如大慶油田的幾個內(nèi)部油田曾廣泛使用固體暫堵劑進(jìn)展選擇性壓裂，獲得好的效果，具體做法是在向井內(nèi)擠入壓裂液的同時混入暫堵劑由于液體首先被吸入高滲層，暫堵劑隨馬上高滲層部位起縫。油溶性與水溶性的暫堵劑可分別用于油水井的選擇性壓裂上。使用選擇性壓裂的井最好具有確定的厚度，如4m以上，水平裂縫，這樣易于把握裂縫產(chǎn)生的部位。假設(shè)地油水下層清楚，有可能堵住含水高滲層，壓開含油低滲層。選擇性壓裂也可用于重復(fù)壓裂上，利用小蠟球井層中裂縫堵住，在其它油層層部位壓開裂縫，以到達(dá)增產(chǎn)目的，假設(shè)不選用選擇性壓裂的方法，很可能使原裂縫延長。承受這種方法也會見到確定的增產(chǎn)效果，但也有可能會造成大量出水而效果不好的狀況。限流法分層壓裂壓開的目的。封隔器卡分法分層壓裂雙水力擴(kuò)張式封隔器分層選壓。填砂發(fā)分層壓裂砂投產(chǎn)。一次分壓多層投球法壓裂層間竄通或壓不易覺察等缺點。上提封隔器法壓裂層較少的井?；讐毫褖勖?，并且對層間串通和封隔器的不密封性易覺察，準(zhǔn)時避開砂卡事故的發(fā)生。深層壓裂劑在強度、密度、外形及耐酸堿性等方面都比中深井有更高的要求。一般用陶粒來作為深井壓裂的支撐劑。壓裂液類型化水包油壓裂液2.4.12.4.1稠化水壓裂液稠化水壓裂液是以水為溶劑或分散介質(zhì)將稠化劑溶于水中配成。常用的稠化水壓裂液是以水為溶劑或分散介質(zhì)將稠化劑溶于水中配成。常用的稠化劑主要是水溶性聚合物，如合成高分子〔稠化劑主要是水溶性聚合物，如合成高分子〔HPAM，改性自然高分子，生物高分子〔黃包膠〕，配制稠化水壓裂液時可以利用協(xié)同效應(yīng)。這種壓裂液物高分子〔黃包膠〕，配制稠化水壓裂液時可以利用協(xié)同效應(yīng)。這種壓裂液比活性壓裂液粘度有所提高，攜砂力氣強，降濾失性好，主要用于低溫、淺比活性壓裂液粘度有所提高，攜砂力氣強，降濾失性好，主要用于低溫、淺井和低沙比的小型壓裂。井和低沙比的小型壓裂。--5-壓裂設(shè)計2.4.2水基凍膠壓裂液2.4.2水基凍膠壓裂液水基凍膠壓裂液用交聯(lián)劑將溶于水的稠化劑高分子進(jìn)展不完全交聯(lián)，凍膠，其主要添加劑有稠化劑和交聯(lián)劑。等。交聯(lián)劑：交聯(lián)劑能與聚合物線型大分子鏈形成的化學(xué)鍵，使其聯(lián)結(jié)成網(wǎng)狀體型構(gòu)造的化學(xué)劑，聚合物水溶液因交聯(lián)作用形成凍膠。交聯(lián)劑的選用由聚合物可交聯(lián)的官能團(tuán)和聚合物水溶液的PH值打算。2.4.3液活性水壓裂是在水溶液中參與外表活性劑的低粘壓裂液。這種壓裂沙量、低沙比的小型解堵壓裂和煤層氣井壓裂。壓裂的任務(wù)壓裂液是為造縫與攜砂使用的液體，是水力壓裂的關(guān)鍵組成局部。壓裂液是壓裂液是為造縫與攜砂使用的液體，是水力壓裂的關(guān)鍵組成局部。壓裂液是一個總稱，依據(jù)其在壓裂過程中的任務(wù)不同可分為前置液、攜砂液和頂替液。前置液的作用是裂開地層并造成確定幾何尺寸的裂縫以備后面的攜砂液進(jìn)0.105～0.147mm，140～100體的體積比，即砂比10%左右)，以堵塞地層中的微隙，削減液體的濾失。層的作用。壓裂設(shè)計壓裂設(shè)計--10-頂替液用來將攜砂液送到預(yù)定位置，并有預(yù)防砂卡的作用。壓裂液的優(yōu)選導(dǎo)流力氣的百分?jǐn)?shù)是不同的。生物聚合物與泡沫壓裂液對導(dǎo)流力氣保持的效果最好，分別為95%和80%～90%，其次為聚合物乳化液(65%～85%)，而水基交聯(lián)的羥丙(10%～15%)。在設(shè)計中，應(yīng)依據(jù)具體狀況選擇使用滿足壓裂可按壓裂設(shè)計要求選擇。壓裂參數(shù)確定裂縫幾何參數(shù)及產(chǎn)量推想裂優(yōu)化設(shè)計的根底。油層裂開壓力的計算層深度、巖石強度、滲透率、油層原始發(fā)育狀況及壓裂所使用的液體性質(zhì)等。它目前使用的閱歷公式:P破=B·HP破—油層的裂開壓力,MpaBmH,Mpa／m壓裂時排量確實定地面泵壓的計算揮設(shè)備的力氣，削減設(shè)備的臺數(shù)。地面泵壓的估算公式:損-P液柱P泵壓—地面泵壓，MPa； P井口—井口壓力，MPa；P摩阻—壓裂液在管柱內(nèi)流淌時的摩阻壓力降，MPa；P局損—井下工具對流體局部阻力損失，MPa； P液柱—井筒里液柱壓力，MPa。壓裂車臺數(shù)確實定的發(fā)動機功率，即可得到壓裂車的臺數(shù)。其計算公式：Pp=P泵壓=P泵壓·Q∕η1η2η3 =1∕η·P泵壓·QN=Pp∕P＇pη——總效率，小數(shù)； η 發(fā)動機工作功率；01————2η 60％～80％；2—————Q————壓裂時泵的排量，m3∕s；η 發(fā)動機工作時受海拔高度影響后的效率，％；3————N——所需壓裂車的臺數(shù)。P＇pW;Pp——壓裂時所需的總功率W;支撐劑用量確實定所以支撐劑用量只能從油層構(gòu)造和物性、壓裂次數(shù)、歷史施工閱歷來估量。一般在壓裂疏松油層時，其支撐劑用量越大；可以適當(dāng)逐次增加支撐劑的用量，一邊到達(dá)延長裂縫或增加裂縫的目的。合理的支撐劑用量應(yīng)依據(jù)現(xiàn)場試驗來確定，1.5～3m3含砂比的計算劑的直徑、攜砂液的性能、裂縫的濾失性及液體的流速而定。含砂比的計算公式為：c=V砂∕Qtc—含砂比〔體積比，％； V砂—加砂的總體積m3Q—加砂時地面泵排量，m3∕s t—加砂總時間，s。壓裂液用量的計算8～10m3.1.5～2公式為；W=V砂∕CW—攜砂液用量，m3; V砂—估量加砂體積，m3；C—含砂比，％。頂替液用量一般為井筒容積的1.5～3倍。壓裂總用量=前置液用量＋頂替液用量＋攜砂液用量＋附加液量。2.8壓裂幾何參數(shù)模型卡特模型縫半徑和垂直裂縫長度。根本假設(shè)如下：裂縫是等寬的壓裂液從縫壁面垂直且線性的滲入地層?？p壁上某點的濾失速度取決于此點暴露于液體中的時間。縫壁上各點的速度函數(shù)是一樣的。縫壁內(nèi)各點壓力相等，等于井底延長壓力。PNK算裂縫幾何參數(shù)的二維設(shè)計模型，根本設(shè)計如下：開裂開。整個地層。裂縫斷面為橢圓形，最大縫寬在裂縫中部。縫里流體流淌為層流?？p端部壓力等于垂直裂縫壁面的總應(yīng)力。不考慮壓裂液失于地層。KGD他的假設(shè)條件為：地層均質(zhì)，各項同性。線彈性應(yīng)力—應(yīng)變。裂縫內(nèi)為層流，考慮濾失?？p寬截面為矩形，側(cè)向為橢圓形。2.8.3.徑向裂縫擴(kuò)展模型PKN、KGD模型是假定水平應(yīng)力小于垂向應(yīng)力，縫寬高度確定，裂縫沿垂壓裂設(shè)計壓裂設(shè)計--13-這就產(chǎn)下了徑向裂縫模型。擬維模型和全三維模型壓裂施工中的任務(wù)壓裂液是一個總稱，依據(jù)其在壓裂過程中的任務(wù)不同可分為前置液、攜砂液和頂替液。前置液的作用是裂開地層并造成確定幾何尺寸的裂縫以備后面的攜砂液進(jìn)0.105～0.147mm，140～100與液體的體積比，即砂比10%左右)，以堵塞地層中的微隙，削減液體的濾失。層的作用。頂替液用來將攜砂液送到預(yù)有預(yù)防砂卡的作用。壓裂的優(yōu)選導(dǎo)流力氣的百分?jǐn)?shù)是不同的。生物聚合物與泡沫壓裂液對導(dǎo)流力氣保持的效果最好，分別為95%和80%～90%，其次為聚合物乳化液(65%～85%)，而水基交聯(lián)的羥丙(10%～15%)。在設(shè)計中，應(yīng)依據(jù)具體狀況選擇使用滿足壓裂可按壓裂設(shè)計要求選擇。三.壓裂液3.1溶液，具有粘度高、摩阻低及懸砂力氣強的優(yōu)點，但熱穩(wěn)定性和機械剪切穩(wěn)定性較差。為了抑制這一缺點，又進(jìn)展了交鏈壓裂液和延遲交鏈壓裂液。溶液，具有粘度高、摩阻低及懸砂力氣強的優(yōu)點，但熱穩(wěn)定性和機械剪切穩(wěn)定性較差。為了抑制這一缺點，又進(jìn)展了交鏈壓裂液和延遲交鏈壓裂液。3.2水基壓裂液的類型：稠化水壓裂液，水基凍膠壓裂液，水包油壓裂液水基泡沫壓裂液，稠化水包油壓裂液3.2.1稠化水壓裂液是以水為溶劑或分散介質(zhì)將稠化劑溶于水中配成。常用的稠化水壓裂液是以水為溶劑或分散介質(zhì)將稠化劑溶于水中配成。常用的稠化劑主要是水溶性聚合物，如合成高分子〔稠化劑主要是水溶性聚合物，如合成高分子〔HPAM，改性自然高分子，生物〕，配制稠化水壓裂液時可以利用協(xié)同效應(yīng)。這種壓裂液比活性壓裂液粘度有所提高，攜砂力氣強，降濾失性好，主要用于低溫、淺井和性壓裂液粘度有所提高，攜砂力氣強，降濾失性好，主要用于低溫、淺井和低沙比的小型壓裂。低沙比的小型壓裂。3.2.23.2.2水基凍膠壓裂液水基凍膠壓裂液用交聯(lián)劑將溶于水的稠化劑高分子進(jìn)展不完全交聯(lián)，使水基凍膠壓裂液用交聯(lián)劑將溶于水的稠化劑高分子進(jìn)展不完全交聯(lián)，使具有線性構(gòu)造的高分子水溶液變成線型和網(wǎng)狀體型構(gòu)造混存的高分子水凍具有線性構(gòu)造的高分子水溶液變成線型和網(wǎng)狀體型構(gòu)造混存的高分子水凍膠，其主要添加劑有稠化劑和交聯(lián)劑。膠，其主要添加劑有稠化劑和交聯(lián)劑。低液體濾失，懸浮和攜帶支撐劑，常用的稠化劑有植物膠，纖維素及合成聚合物等。交聯(lián)劑：交聯(lián)劑能與聚合物線型大分子鏈形成的化學(xué)鍵，使其聯(lián)結(jié)成交聯(lián)劑：交聯(lián)劑能與聚合物線型大分子鏈形成的化學(xué)鍵，使其聯(lián)結(jié)成由聚合物可交聯(lián)的官能團(tuán)和聚合物水溶液的PH3.3.水基壓裂液的性能要求對于占總液量絕大多數(shù)的前置液及攜砂液，必需具備如下的性能要求：在壓裂中添加防濾失劑，能改善造壁性并大大削減濾失量。粘，砂子即可完全懸浮，這對砂子在縫中分布是格外有利的。摩阻低壓裂液在管道中的摩阻愈小則在設(shè)備功率確定的條件下，利用造縫排量降低。低；液體還應(yīng)有抗機械剪切的穩(wěn)定性，不因流速的增加而發(fā)生大幅度的降解。氣滲濾的物理—化學(xué)反響。透率。壓裂設(shè)計壓裂設(shè)計--16-易反排施工完畢后大局部注入液體反排出井外，排液愈完全，效果愈好。貨源廣，便于配制，價錢廉價3.4〔1〕設(shè)備擺放〔2〕凹凸壓管匯的安裝〔3〕施工前明確要求〔4〕壓裂泵車排液及地面試壓〔5〕清洗炮眼四、壓裂液的進(jìn)展前景4.14.1型高效水基壓裂液適合型高效水基壓裂液適合40℃—160℃不同儲層溫度下高效水基壓裂液體系是在特定的工藝條件下和催化劑的作用下由硼酸鹽與復(fù)合絡(luò)合劑化合反響形成的是在特定的工藝條件下和催化劑的作用下由硼酸鹽與復(fù)合絡(luò)合劑化合反響形成的一種型絡(luò)合物,其特點是:100℃以上自動破膠,無需添加破膠劑即可徹底破膠,一種型絡(luò)合物,其特點是:100℃以上自動破膠,無需添加破膠劑即可徹底破膠,延遲交聯(lián)與耐溫性不依靠于高延遲交聯(lián)與耐溫性不依靠于高pH延緩交聯(lián)時間長達(dá)延緩交聯(lián)時間長達(dá)6min,徹底解決了壓裂施工的高粘度與高摩阻之間的沖突,在較低的,pH10(135℃以上),減小了高pH有機硼壓裂液對地層的損害性.該壓裂液體系在中原油田現(xiàn)場應(yīng)用有機硼壓裂液對地層的損害性.該壓裂液體系在中原油田現(xiàn)場應(yīng)用130多井次,特別是文別是文23氣田與低滲、強水敏氣藏的戶部寨地區(qū)今后上半年應(yīng)用了8井次,施工2.7×104m3以上的良好效果.4.24.2低聚物線形膠壓裂工藝技術(shù)溫性能也隨之降低，無法保證高溫深井壓裂施工要求。溫性能也隨之降低，無法保證高溫深井壓裂施工要求。4.3油田采油壓裂液技術(shù)(甲叉基聚丙烯酰胺)4.3油田采油壓裂液技術(shù)(甲叉基聚丙烯酰胺)前景寬廣。4.44.4專家認(rèn)為，這為低滲油藏的有效合理開采供給了有力的技術(shù)支撐。為削減壓裂液對專家認(rèn)為，這為低滲油藏的有效合理開采供給了有力的技術(shù)支撐。為削減壓裂液對地層和裂縫的損害，改善低滲透油藏的壓裂改造效果奠定了根底，整體到達(dá)國際先地層和裂縫的損害，改善低滲透油藏的壓裂改造效果奠定了根底，整體到達(dá)國際先進(jìn)水平。進(jìn)水平。隨著油田開發(fā)向深層、超低滲領(lǐng)域的不斷進(jìn)展，一些問題也逐步暴露出來，隨著油田開發(fā)向深層、超低滲領(lǐng)域的不斷進(jìn)展，一些問題也逐步暴露出來，迫切需要開發(fā)一種能夠抑制上述缺陷、適應(yīng)性更強的型壓裂液體系。迫切需要開發(fā)一種能夠抑