FiberWay壓裂技術(shù)-纖維壓裂、控砂、增產(chǎn)一體化技術(shù)

FiberWay壓裂技術(shù)（纖維壓裂、控砂、增產(chǎn)一體化技術(shù)）

進(jìn)入裂縫

形成復(fù)合型支撐劑

混砂車攪拌池纖維與支撐劑、壓裂液均勻混合

纖

維

攜砂液階段加入

纖維攪拌機(jī)將纖維分散處理

FiberWay壓裂技術(shù)

FiberWay(纖維加砂壓裂技術(shù))，是指在壓裂過程中，在壓裂液中添加一定量的經(jīng)過特別處理的纖維或可降解纖維，依靠纖維材料形成的類似網(wǎng)狀的互繞結(jié)構(gòu)來固定支撐劑，提高壓裂液的攜砂能力，使支撐劑在裂縫內(nèi)均勻鋪置來減少地層吐砂，防止支撐劑回流，從而提高改造效果。

纖維支撐劑壓裂工藝流程FiberWay壓裂技術(shù)FiberWay壓裂技術(shù)的優(yōu)勢(shì)：（1）防砂、穩(wěn)砂、控砂；（2）提壓裂液高攜砂能力，降低支撐劑沉降速度，增加支撐劑運(yùn)移距離。（3）優(yōu)化支撐劑在裂縫中的鋪置，得到跟多有效支撐面積；（4）防止支撐劑回流；（5）優(yōu)化出合理的返排制度，提高返排效率；（6）生產(chǎn)時(shí)，能阻止細(xì)粉砂進(jìn)入井筒中。

國內(nèi)最近幾年開始推廣應(yīng)用。

國外已經(jīng)很成熟，廣泛應(yīng)用于低滲透壓裂、頁巖氣、煤層氣壓裂。11、纖維物理化學(xué)性質(zhì)BW系列纖維的宏觀照片（左）與微觀照片（右）分類：（1）常規(guī)纖維；（2）可降解纖維項(xiàng)目指標(biāo)分散性水中攪拌15s后，均勻分散壓裂液中與水的配伍性在水中浸泡24h，水不變色、不發(fā)渾，纖維不變色與壓裂液的配伍性不影響壓裂液的交聯(lián)、破膠等性能對(duì)支撐劑導(dǎo)流能力的影響率（%）≤10纖維使用性能指標(biāo)11、纖維物理化學(xué)性質(zhì)纖維介質(zhì)BW1溶蝕率/%BW2溶蝕率/%BW3溶蝕率/%酸液12.83.41.91.77.06.922.81.56.634.61.77.1堿液41.25.55.24.95.95.757.64.76.067.84.85.2高礦化度水72.11.42.72.42.01.981.32.41.990.72.11.7

纖維的耐介質(zhì)性能評(píng)價(jià)抗酸、堿、鹽腐蝕能力強(qiáng)，能夠滿足壓裂的要求11、纖維物理化學(xué)性質(zhì)

纖維的耐溫性能評(píng)價(jià)所研制的纖維的斷裂強(qiáng)力隨溫度升高而增大，但影響不大，說明該具有良好的耐熱性。11、纖維物理化學(xué)性質(zhì)纖維在不同介質(zhì)中的分散狀態(tài)纖維+支撐劑+凍膠在破膠液的分散狀態(tài)纖維在基液和凍膠中分散性能都較好，具備了進(jìn)行壓裂施工的前提。11、纖維物理化學(xué)性質(zhì)

纖維的分散性現(xiàn)場(chǎng)懸砂混合情況現(xiàn)場(chǎng)取樣，纖維與壓裂液、支撐劑混合均勻，纖維在施工中表現(xiàn)出良好的分散性能。11、纖維物理化學(xué)性質(zhì)22、纖維擋砂、穩(wěn)砂性能纖維擋砂、擋砂原理示意圖擋砂穩(wěn)砂原理：利用纖維的彎曲、卷曲和螺旋交叉，相互勾結(jié)形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可將支撐劑或砂粒束縛于其中，形成較為穩(wěn)定的過濾體，同時(shí)具有相當(dāng)?shù)臐B透率，從而達(dá)到壓裂防砂、防止支撐劑回流的目的。33、纖維對(duì)導(dǎo)流能力影響

纖維對(duì)支撐劑導(dǎo)流能力評(píng)價(jià)FCS-100型導(dǎo)流儀實(shí)物圖最高實(shí)驗(yàn)溫度150°C最高閉合壓力200MPa導(dǎo)流能力(μm·cm)導(dǎo)流能力(μm

2·cm)250

60閉合壓力(MPa)20/40目陶粒150100

50

04003503002502002030407080900%纖維0.5%纖維0.7%纖維1%纖維30/60目陶粒150100

50

0200300250203040708090

50

60閉合壓力(MPa)0%纖維0.5%纖維0.7%纖維1%纖維纖維對(duì)導(dǎo)流能力的影響不是很大，加入纖維后的導(dǎo)流能力依然能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的要求。3

3、纖維對(duì)導(dǎo)流能力影響纖維對(duì)導(dǎo)流能力的影響纖維對(duì)儲(chǔ)層滲透率的影響

70MPa時(shí)，不加纖維時(shí)的導(dǎo)流能力為85μm2·

cm；纖維濃度為1%時(shí)，導(dǎo)流能力為77.4μm2·

cm，下降幅度為8.9%，小于10%。由此可知，纖維對(duì)儲(chǔ)層滲透率的影響不是很大，加入纖維后依然能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的要求。33、纖維對(duì)導(dǎo)流能力影響4

4、纖維懸砂能力評(píng)價(jià)

靜態(tài)試驗(yàn)

在6個(gè)100ml量筒中分別加入100ml胍膠壓裂液，其中一組不加纖維設(shè)為對(duì)照組，其余5個(gè)量筒分別加入濃度為0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的8mm纖維。之后向6個(gè)量筒中同時(shí)加入43g支撐劑（砂濃度為430kg/m3）。觀察沉降速度。0%

0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%

原始狀態(tài)0%

0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%

4小時(shí)后0%

0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%

9小時(shí)后支撐劑在胍膠中的沉降速度隨著纖維濃度的增加，支撐劑的沉降速度明顯降低?？梢娎w維的加入能夠明顯提高壓裂液的攜砂能力。44、纖維懸砂能力評(píng)價(jià)5

5、纖維攜砂能力評(píng)價(jià)

動(dòng)態(tài)試驗(yàn)

“大型平板可視裂縫模型系統(tǒng)”，自主研發(fā)，國內(nèi)首套模擬支撐劑在裂縫中運(yùn)移及鋪置的設(shè)備?！精@得國家發(fā)明專利】可視平板：長4000mm高600mm不加纖維纖維濃度0.5%纖維濃度1.0%

在壓裂液中加入纖維后，壓裂液的攜砂性能得到了較大的改善，1.0%濃度方案的鋪砂長度的到了提高，表明有較多的支撐劑不是在縫口附近沉降而是被攜帶得更遠(yuǎn)，進(jìn)入更深的地層。55、纖維攜砂能力評(píng)價(jià)纖維濃度對(duì)水平運(yùn)移速度的影響纖維濃度對(duì)沉降速度的影響

通過動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)可以看出，在同等泵注排量與砂濃度條件下，加入纖維后滑溜水?dāng)y砂能力提高，支撐劑分布改善明顯，可以形成更長的裂縫，提高裂縫的導(dǎo)流能力，提高施工成功率，降低施工成本。55、纖維攜砂能力評(píng)價(jià)55、纖維攜砂能力評(píng)價(jià)支撐劑團(tuán)SuperWay

通

道

Super-Way實(shí)驗(yàn)（通道壓裂）自然閉合模式強(qiáng)制閉合模式定向定井向井得到曲線

時(shí)

間

相

關(guān)※

井口壓力※

井底壓力※

壓裂液返排量

井口壓

力相關(guān)※

導(dǎo)流能力※

壓裂液返排量※

支撐劑回流量※

支撐劑回流量

※

支撐劑沉降距離※

支撐劑沉降距離

※

沉砂深度/長度

※

支撐劑沉降距離－回流量直直井井水平井66、返排工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)

壓裂液返排優(yōu)化設(shè)計(jì)

通過模擬裂縫自然閉合和裂縫強(qiáng)制閉合兩種裂縫閉合模

式，以提高壓裂效果為目標(biāo)，來優(yōu)選最佳的返排模式。從

而提高裂縫導(dǎo)流能力，達(dá)到增產(chǎn)的目的。66、返排工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)7、FiberWay

壓裂設(shè)計(jì)軟件輸入?yún)?shù)輸入加砂程序設(shè)計(jì)結(jié)果88、施工設(shè)備分散纖維均勻加入速度可調(diào)控制加入量施工階段液體類型排量m3/min液量m3支撐劑支撐劑濃度kg/m3纖維kg砂比%階段時(shí)間Min:Secm3t低替座封胍膠基液0.4-1.67.0前置液交聯(lián)胍膠1.615.59.69攜砂液交聯(lián)胍膠1.67.51.52.43324.00.5205.26交聯(lián)胍膠1.87.42.03.24437.40.8274.79交聯(lián)胍膠1.815.65.08.1518.42.33210.38交聯(lián)胍膠2.032.512.019.44599.46.23719.88交聯(lián)胍膠2.022.59.515.39683.85.24214.15頂替液基液＋活性水2.05.42.70加砂結(jié)束前15min按0.01%-0.03％-0.05％濃度在混砂車上人工楔形加入APS9kg99、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

XX井現(xiàn)場(chǎng)施工泵注程序設(shè)計(jì)井口壓力（Mpa大于66～33～0油嘴直徑（mm）346

返排設(shè)計(jì)（一）返排模式優(yōu)選(1)根據(jù)裂縫閉合時(shí)間得到的最佳返排模式為:強(qiáng)制閉合模式(2)根據(jù)壓裂液濾失速度得到的最佳返排模式為:

自然閉合模式(3)根據(jù)支撐劑沉降距離得到的最佳返排模式為:

自然閉合模式結(jié)論：綜合考慮，建議返排模式為強(qiáng)制閉合模式。（二）返排程序（三）臨界返排速度：8.

8m3/h99、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

返排效果預(yù)測(cè)99、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

施工曲線圖

返排情況壓后16h之內(nèi)，液體返排94.5m3，返排率高達(dá)83%。99、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用壓后放噴情況出砂情況（沖砂作業(yè)后得到0.2