压裂技术现状及发展趋势 (长城钻探工程技术公司) 在近年油气探明储量中，低渗透储量所占比例上升速度在逐年加大。低渗透油气藏渗透率、孔隙度低，非均质性强，绝大多数油气井必须实施压裂增产措施后方见产能，压裂增产技术在低渗透油气藏开发中的作用日益明显。 1、压裂技术发展历程 自1947年美国Kansas的Houghton油田成功进行世界第一口井压裂试验以来，经过60多年的发展，压裂技术从工艺、压裂材料到压裂设备都得到快速的发展，已成为提高单井产量及改善油气田开发效果的重要手段。压裂从开始的单井小型压裂发展到目前的区块体积压裂，其发展经历了以下五个阶段[1]：（1）1947年-1970年：单井小型压裂。压裂设备大多为水泥车，压裂施工规模比较小，压裂以解除近井周围污染为主，在玉门等油田取得了较好的效果。 （2）1970年-1990年：中型压裂。通过引进千型压裂车组，压裂施工规模得到提高，形成长缝增大了储层改造体积，提高了低渗透油层的导流能力，这期间压裂技术推动了大港等油田的开发。 （3）1990年-1999年：整体压裂。压裂技术开始以油藏整体为单元，在低渗透油气藏形成了整体压裂技术，支撑剂和压裂液得到规模化应用，大幅度提高储层的导流能力，整体压裂技术在长庆等油田开发中发挥了巨大作用。 （4）1999年-2005年：开发压裂。考虑井距、井排与裂缝长度的关系，形成最优开发井网，从油藏系统出发，应用开发压裂技术进一步提高区块整体改造体积，在大庆、长庆等油田开始推广应用。 （5）2005年-今：广义的体积压裂。从过去的限流法压裂到现在的直井细分层压裂、水平井分段压裂，增大储层改造体积，提高了低渗透油气藏的开发效果。 2、压裂技术发展现状 经过五个阶段的发展，压裂技术日趋完善，形成了三维压裂设计软件和压裂井动态预测模型，研制出环保的清洁压裂液体系和低密度支撑剂体系，配备高性能、大功率的压裂车组，使压裂技术成为低渗透油气藏开发的重要手段之一。 2.1 压裂工艺和技术
油田高压注汽锅炉在役检验与研究利用测井信息优化压裂酸化设计方案①作者简介：助理工程师，2003-07毕业于大庆石油学院石油工程专业 新疆石油科技２００8年第3期（第１8卷） 利用测井信息优化压裂酸化设计方案 张瑞瑞① 黄高传 周春燕 新疆油田公司采油工艺研究院，834000新疆克拉玛依 中国石油勘探开发研究院廊坊分院 新疆油田公司重油开发公司 摘要 与储层改造相关的测井信息主要有：地应力、岩石力学性质、物性（孔、渗、饱）等。除此之外对单井还有井径、井斜的变化 情况。作为储层改造方案和重点井的基础工作，过去很少利用测井信息进行地应力、岩石力学性质的系统研究。其中主要原因是辅助手段单一和专业细化使这一领域的研究成为盲区。 主题词测井信息压裂酸化优化设计 1前言 与储层改造相关的测井信息主要有：地应力、岩 石力学性质、储层结构、产状、物性（孔、渗、饱）以及地层流体、温度等。除此之外还有单井的井径、井斜的变化情况。作为储层改造方案和重点井的基础工作，过去很少利用测井信息进行地应力、岩石力学性质的系统研究。主要原因是辅助手段单一和专业细化使这一领域的研究成为盲区。近几年来，准噶尔盆地先后开发了莫北、盆5、陆梁等油田，这些油田的难点是井深、低渗、高温。并且都普遍带边底水；有些区块要进行注水开发，稳产、增产与控水对压裂酸化工艺提出的要求更高，因此必须依据一个共同的地质平台—测井信息深化地层认识为优化方案设计与地层评估提供重要依据。 准噶尔盆地油区，今后将进入注水开发，如何利用压裂酸化工艺技术进行稳油控水，油层或单井的基础地质研究显得尤为重要。本文介绍测井信息在压裂酸化设计方案中的重要作用。 2 与压裂酸化设计方案制定相关的测 井资料 2.1与流体扩散有关的性质 （1）孔隙度；（2）岩性和饱和度；（3）渗透率；（4）孔隙压力。 2.2与岩石变形和破裂相关的性质 （1）弹性性质； （2）断裂韧性、强度和摩擦角。 3压裂设计应用实例 3.1与流体扩散性质有关参数的求取 3.1.1参数的获取 我们在认识一个区块含油性、储层物性等油藏基础资料的过程，是前期地质勘探及工程钻井、录井、测井一个综合的认识过程。在后期油田开发的时候，我们能够掌握到区块的平均孔隙度、平均渗透率及饱和度等基础资料。但是在进行压裂酸化单井设计的时候，我们没有足够的投入去进行系统的单井资料的收集。通过单井测井信息来进行处理分析得到压裂设计所需参数就尤为重要。 通过消化吸收Forward 储层油气藏测井分析平台，能够做到对单井的孔、渗、饱等地层物性、岩性的认识。 （1）单孔隙度分析 可以采用自然伽马、补偿中子、自然电位、中子寿命和电阻率等五种方法计算地层的泥质含量SH 相对体积；利用密度测井、声波测井或补偿中子三种孔隙度测井之一计算地层的孔隙度，并且进行泥质校正；计算出可动油气参数、流体性质分析参数、渗透率和出砂指数等; （2）泥质砂岩分析 采用交会图技术计算孔隙度、泥质体积，在计算过程中对泥质和油气影响进行校正，还计算出粘土含量、粉砂指数、含水饱和度、渗透率、含烃重量、含烃体积; （3）复杂岩性分析 计算出孔隙度、泥质含量、饱和度等储层参数，它除了一般复杂岩性程序中的砂岩、灰岩、白云岩和硬 15··
2012年4月8日星期日 1、黑油模型：指油质较重性质的油藏类型。黑油模型是最完善、最成熟，也是应用最为广 泛的模型。是油藏数值模拟的基础，其它模型大都是黑油模型的扩展。 （1） 黑油模型的基本假设：（1）油藏中的渗流是等温渗流。 （2）油藏中最多只有油、 气、水三相，每一相均遵守达西定律。 （3）油藏烃类只含有油、气两个组分。在油 藏状态下，油气两组分可能形成油气两相，油组分完全存在于油相内，气组分则可 以以自由气的方式存在于气相中，也可以以溶解气的方式存在于油相中，所以地层 内油相为油组分和气组分的某种组合。在常规油田中，一般不考虑油组分向气组分 挥发的现象。（4）油藏中气体的溶解和逸出是瞬间完成的，即认为油藏中油气两相 瞬时达到相平衡状态。（5）油水之间不互溶；天然气也假定不溶于水。 煤层气：赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主并部分游离于 煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。 全国煤层气试验区分布图 J3-K1 哈尔滨 28 3、页岩气 页岩气形成的条件 （1） 岩性：形成页岩气的岩石除页岩外，还包括泥岩、粉砂岩、甚至很细的砂岩 （2） 物性：页岩最突出的特点是孔隙度和渗透率极低，典型的气页岩的基质渗透率处于微 达西~纳达西范围，因此气体在储层中的流动主要取决于页岩中天然裂缝的发育情况 （3 ）矿物组成：粘土矿物和碳酸盐含量低、粉砂质或硅质（石英）含量较高比较有利。 （4）裂缝： 裂缝发育适中。 2012-4-9 4、压裂工艺成果 压裂工艺推陈出新，分段压裂、裂缝性气藏压裂、火山岩压裂、降滤压裂、重复压裂、转向 压裂、控缝高压裂等压裂技术得到了成功应用， 特别是水平井分段压裂技术的推广应用, 保障油气田增储上产方面发挥了巨大作用。 较好指标： 2、 乌鲁木齐 J1-2 J3-K1 J3-K1 J3-K1 J3-K1 J2 J1-2 J1-P2 J1-2 J1-2 西宁 兰州 J1-2 1-2 西安 P2 成都 2"| C-P 北京1 ? 济南3 9 C-P 长春 E J3-K1 1开滦 15 韩城 2大城 16 蒲县 3济南 17 柳林 4淮北 18 吴堡 5淮南 19 三交 6平顶山 20 临县 7荥巩 21 兴县 8焦作 22 丰城 9安阳 23 冷水江 10晋城 24 涟邵 11屯留 25 沈北 12阳泉 26 红阳 29 阜新 13澄合 27 铁法 30 辽河 14彬长 28 鹤岗 T3 武汉二 长沙 2 ： P2 上海 P2 P2 福州 卢台北
苏里格气田压裂及返排工艺分析 第一部分返排工艺 一、放喷返排工艺过程及特点分析 压裂停泵后20-30分钟内开始放喷返排，根据压裂工艺、管柱特点和地层的需要，放喷过程通常需要4个阶段：闭合控制阶段，放大排量阶段，压力上升阶段，间歇放喷阶段。 A、闭合控制阶段： 工作制度：根据压后停泵压力的大小， 2-6mm油嘴控制，排量控制在100-200L/min。 特点分析： 1、由于采用前置液拌注氮气，压裂后井底附近地层空隙基本被液体占据，短时间内液体不易与氮气和天然气混合，液体中溶解的气量较少，所以此阶段排出物以液体为主。 2、因压裂施工的欠量顶替以及压裂液残余粘度的影响，此阶段通常有部分支撑剂被带出地面，一般在0.5m3左右。 3、通常油压降落速度要高于套压降落速度，当套压高于油压1MPa时，封隔器解封，油管内的液体在油套管压差和地层压力及液体的弹性能量作用下排出井筒。 4、当井底压力低于裂缝闭合压力，裂缝完全闭合时，控制排量阶段结束，这个过程一般需要2-4小时。 B、放大排量阶段： 工作制度：通常用8-10mm油嘴控制或畅放，排量控制在500L/min以下，以地层不出砂，放喷管线出口不见砂粒（或检查油嘴的磨损程度）为控制原则。 特点分析： 1、此阶段初期排出物以液体为主是塞状流，后期为气液两相流，气水同喷。在此阶段通常都能见气点火。 2、裂缝完全闭合，支撑剂受岩石应力的挤压作用被夹持在裂缝壁面内部，能够比较稳定的固定在一个位置上。
3、此阶段油套压经历了一个先降落至零后再升高的过程（地质条件好的井油压只降到2-3 MPa,左右），而且油压要先于套压上升。 4、这个过程因井的类别不同，所需时间有较大差别，从几小时到十几个小时不等。 5、由于气体的指进效应，裂缝和地层中的氮气和天然气向井筒运移速度要快于液体，气、液溶解度增大，进入油管内的气量增加，喷式加大，井口油压上升，流体呈气液混合状态、出口见喷势，此阶段结束。 C、压力上升阶段： 工作制度：用6-10mm油嘴进行控制，并随着气量增大、压力上升而逐步减小油嘴。 特点分析： 1、阶段初期呈气液两相流，中期呈段塞流（先是一段含液气体之后是一段含气液体），后期因氮气和天然气的溶解度增大，以致在流动过程中形成不了水柱，而只能在高速气流带动下以雾状形式排出井筒，呈雾状流 2、油压上升到2-3 MPa以上。 3、返排液量在70-80%以上，即可转入后期间放阶段。 D、间歇放喷阶段 工作制度：由于深入地层远处的液体向油管聚集速度小于气体，返排液量减少，出气量增大，排液效率降低，则应关井恢复，采取间开工作制度，选择4-8 mm 油嘴放喷。 特点分析： 1、关井时，由于油套环形空间截面积较油管流通截面积大，进入环形空间内的气量多，气体与液体进行置换后占据液体上部空间，并在液体上部形成一定的压强而将环形空间的液体推向油管，同时，地层内液体也进入井筒。 2、当井口压力上升速率较低时，说明表压加液柱压力已接近地层压力，地层流向井底的液体减少，这时应开井放喷；当开井后见到雾状流就应再次关井恢复。 3、油管内流体的分布（从井口到井底）为纯气段、气液过渡带段、液体段（含溶解气）。开井后的第一段是纯气流，第二段是两相流（气液过渡段，以气为主），第三段是塞状流（液柱段），第四段为气液两相流，气水同喷，第五段为雾状流。
中联沁水煤层气田枣园示范项目 压裂作业施工设计要求 为做好中联沁水煤层气田枣园示范项目的压裂作业施工设计，中联公司对设计格式、设计内容及有关要求规定如下，望遵照执行。 1、设计格式、内容及技术要求按设计编写大纲编写。 2、设计书名称、封面、扉页按照后附样本执行。 3、请务必于2000年9月20日前将送审稿2份送达中联公司勘探开发事业部。为避免反复修改，望就计算机模拟设计等关键性问题事先能与中联公司沟通。 4、设计书统一采用A4幅面，装钉按甲方要求。甲方审批后的正式设计汇交10份，并在扉页加设计单位盖公章。 5、其它施工资料按甲方标书要求执行。 如有疑问，请与郭本广、马方明、张遂安联系。联系电话为： 马方明010-******** 张遂安010-******** 中联煤层气有限责任公司勘探开发事业部 技术管理部
压裂、作业施工设计 （编写大纲） 一、目的、任务 1.施工目的 2.任务 （1）简单叙述甲方方案对应内容。 （2）明确射孔井段、压裂井段等内容。 二、基本数据 1.钻井基本数据 2.煤层基本数据 （1）综合测井解释结果 （2）注入/压降测试（试井）解释数据 （3）煤层煤质特征、含气量及等温吸附数据 3.煤层顶底板岩石力学数据 三、压裂施工设计 1.施工方案 （1）层号、层位、井段、厚度 （2）注入方式 （3）压裂管柱
（4）压裂液名称及其配方 （5）支撑剂名称及其规范数量 （6）压裂井口 （7）施工最高限压 2.计算机模拟 （1）入机参数及其选择（可以利用经验数据、借用邻井资料参考，不合理数据应予以剔除） （2）设计模拟结果（要求压裂优化缝长90-120米。要有模拟裂缝剖面图、砂堤剖面图等） 3.泵注程序表 4.压前准备工作 （1）设备、工具（动力、机械等） （2）井筒准备 （3）压裂液准备 （4）支撑剂准备 5.施工步骤及技术要求（按程序进度顺序直到完井结束） 6.压裂管柱示意图 四、作业施工设计 1.施工准备（设备、材料、入井液等） 2.施工步骤及技术要求（按程序进度顺序）
机械式封隔器分层压裂工艺试验及效果评价 摘要长庆气田属低压、低渗透气田，上古气藏含有不同层系，如果要多层开采，须进行分层压裂改造才能投产。本文通过对Y241封隔器机械式分层压裂工具在苏36-11井、苏38-16-2井；Y341封隔器机械式分层压裂工具在榆42-17井、G52-18井、大开27井进行的压裂改造试验的分析，认为该工艺具有施工操作简单、不压井、不动管柱、作业时间短、施工对气层几乎无伤害、节约成本等优点。 主题词：机械式封隔器分层压裂试验效果评价 一、概述 长庆气田含有多套产气层系，一般下古生界主要包括马五1、马五2、马五4；上古生界主要有太原组、山西组、石盒子组，上古砂岩气藏主要分布在靖边、榆林、乌审旗、苏里格气田，探明的地质储量占长庆气田的74%；砂岩气藏储层致密，表现为低丰度、低渗、低压、低产等特征，非均质性强，投产前须进行压裂改造；主要含气层系为上古石盒子组和山西组，气层段较多，2-4层的情况较为普遍。例如，苏里格气田统计的67口气井中，多气层段同存的气井达58口，占总井数的86.56%。 为了高效开发气田，需要上下古分层压裂酸化改造后，合层生产；或者上古不同气层分层压裂后，合层生产。目前应用的分层压裂方式主要有：投尼龙球选择性压裂、填砂打液体胶塞分层压裂、永久性桥塞封隔压裂、可捞式桥塞封隔压裂、机械式封隔器分层压裂。 长庆气田上古气层水锁性强，地层压力系数低，压井、冲砂等作业对
储层的浸泡伤害较大，因此筛选出施工工序简单、对地层浸泡伤害小、成本低廉、施工周期短、封隔可靠等要求的分层压裂工艺，无疑具有重要意义。 二、开展机械分层压裂工具研制和试验的必要性 表1是对几种分层压裂工艺优缺点的列表比较，从中可以看出：采用机械式分隔器分层压裂改造，现场操作简单、施工作业时间短，具有不压井、不动管柱、劳动强度小等特点，对气层几乎无伤害，能满足气井分层压裂改造工艺要求，是目前最理想的分层压裂改造工艺。 表1：气井几种分层压裂工艺优缺点对比 三、Y241封隔器分层压裂工具 （一）井下管串结构 井下管串自上而下主要由油管、管柱伸缩补偿器、油管、压井洗井开关、安全接头、Y241封隔器、调整短节、喷砂滑套、Y241封隔器（带水
《采油工程方案设计》综合复习资料参考答案 一、名词解释 1．油气层损害2．吸水指数3．油井流入动态 4. 蜡的初始结晶温度5．面容比 6.化学防砂 7. 破裂压力梯度8.财务内部收益率9.油田动态监测 10. 单位采油（气）成本 二、填空题 1.砂岩胶结方式可分为、、、。 2.油气层敏感性评价实验有、、、、和等评价实验。 3.常用的射孔液有、、、和等。 4.油田常用的清防蜡技术，主要有、、、、和等六大类。 5.碳酸盐岩酸化工艺分为、和三种类型。 6.目前常用的出砂预测方法有、、和等四类方法。 7.采油工程方案经济评价指标包括、、、、、和等。8．按防砂机理及工艺条件，防砂方法可分为、、和等。9．电潜泵的特性曲线反映了、、和之间的关系。 10．酸化过程中常用的酸液添加剂有、、、等类型。 11．水力压裂常用支撑剂的物理性质主要包括、、、等。 三、简答题 1.简述采油工艺方案设计的主要内容。 2.简述油井堵水工艺设计的内容。 3.试分析影响酸岩复相反应速度的因素。
4.简述完井工程方案设计的主要内容。 5.简述注水井试注中排液的目的。 6.试分析影响油井结蜡的主要因素。 7. 简述油水井动态监测的定义及其作用。 8. 简述采油工程方案经济评价进行敏感性分析的意义。 9. 简述注水工艺方案设计目标及其主要内容。 10. 简述低渗透油藏整体压裂设计的概念框架和设计特点。
《采油工程方案设计》综合复习资料参考答案 一、名词解释 1.油气层损害：入井流体与储层及其流体不配伍时造成近井地带油层渗透率下降的现象。 2.吸水指数：单位注水压差下的日注水量。 3.油井流入动态：油井产量与井底流动压力的关系。 4.蜡的初始结晶温度：随着温度的降低，原油中溶解的蜡开始析出时的温度。 5. 面容比：酸岩反应表面积与酸液体积之比。 6.化学防砂：是以各种材料(如水泥浆、酚醛树脂等)为胶结剂，以轻质油为增孔剂，以硬质颗粒为支撑剂，按一定比例搅拌均匀后，挤入套管外地层中，凝固后形成具有一定强度和渗透性的人工井壁，阻止地层出砂的工艺方法。 7.破裂压力梯度：地层破裂压力与地层深度的比值。 8．财务内部收益率：项目在计算期内各年净现金流量现值累计等于零时的折现率。 9．油田动态监测：通过油水井所进行的专门测试与油藏和油、水井等的生产动态分析工作。 10．单位采油（气）成本：指油气田开发投产后，年总采油（气）资金投入量与年采油（气）量的比值。表示生产1t原油（或1m3天然气）所消耗的费用。 二、填空题 1.砂岩胶结方式可分为基质胶结、接触胶结、充填胶结、溶解胶结。 2.油气层敏感性评价实验有速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏和应力敏等评价实验。 3.常用的射孔液有无固相清洁盐水射孔液、聚合物射孔液、油基射孔液、酸基射孔液、乳化液射孔液等。 4.油田常用的清防蜡技术，主要有机械清蜡技术、热力清防蜡技术、表面能防蜡技术、化学药剂清防蜡技术、磁防蜡技术、微生物清防蜡技术等六大类。
中国石油天然气集团公司企业标准 油水井压裂设计规范 Specification for fracturing program or oil＆water well l范围 本标准规定了压裂井选井选层的依据、地质设计的编写、工艺设计的选择与编写、施工准备、压裂施工、压裂后排液、求产、资料录取、施工总结、压裂施工质量控制和安全与环保的技术要求。 本标准适用于油水井压裂设计。探井、气井压裂设计亦可参照使用。 2引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示标准均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 SY/T 5107-1995水基压裂液性能评价方法 SY/T 5108-1997压裂支撑剂性能测试推荐方法 SY/T 5289-2000油井压裂效果评价方法 SY/T 5836-93 中深井压裂设计施工方法 SY/T 6088-94深井压裂工艺作法 SY/T 6362-1998石油天然气井下作业健康、安全与环境管理体系指南 3选井、选层 3.1选井、选层应具备的资料 3.1.1地质情况：区块构造，井所处构造的位置，井与周围油、水井的连通情况，井控面积，距断层的距离。 3.1.2钻井资料：钻井液性能、浸泡油层的时间、钻井过程中事故处理、固井情况。 3.1.3井身结构：套管组合，各类套管规格、钢级、壁厚。 3.1.4储层参数和物性：储层岩性、物性、岩石力学参数、地应力剖面参数、地层破裂压力、含油水饱和度、地层天然裂缝的发育情况、储层敏感性分析、气测资料，组合测井资料。3.1.5射孔资料：射孔方式、射孔井段、射孔弹类型、射孔方位角、孔数、孔密。
《采油工程方案设计》参考答案 一、名词解释 1. 油气层损害：入井流体与储层及其流体不配伍时造成近井地带油层渗透率下降的现象。 2．吸水指数：单位注水压差下的日注水量。 3．财务内部收益率：项目在计算期内各年净现金流量现值累计等于零时的折现率。 4．裂缝导流能力：在油层条件下，填砂裂缝渗透率与裂缝宽度的乘积。 5．蜡的初始结晶温度：随着温度的降低，原油中溶解的蜡开始析出时的温度。 6．有杆泵泵效：抽油机井的实际产量与抽油泵理论排量的比值。 7．油田动态监测：通过油水井所进行的专门测试与油藏和油、水井等的生产动态分析工作。 8．面容比：酸岩反应表面积与酸液体积之比。 9．流入动态：油井产量与井底流压之间的关系，反映了油藏向该井供油的能力。 10．单位采油（气）成本：指油气田开发投产后，年总采油（气）资金投入量与年采油（气）量的比值。表示生产1t原油（或1m3天然气）所消耗的费用。 11．应力敏感性：在施加一定的有效压力时，岩样物性参数随应力变化而改变的性质。 12．吸水剖面：在一定注水压力下，各吸水层段的吸水量的分布。 13．水力压裂：利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压，当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地层产生裂缝。继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，使井达到增产增注目的工艺措施。 14．化学防砂：是以各种材料（如水泥浆、酚醛树脂等）为胶结剂，以轻质油为增孔剂，以硬质颗粒为支撑剂，按一定比例搅拌均匀后，挤入套管外地层中，凝固后形成具有一定强度和渗透性的人工井壁，阻止地层出砂的工艺方法。 15．财务净现值率：项目净现值与全部投资现值之比，也即单位投资现值的净现值。 16．套管射孔完井方法：钻穿油层直至设计井深，然后下油层套管过油层底部注水泥固井，最后射孔，射孔弹射穿油层套管、水泥环并穿透油层某一深度，建立起油流通道的完井方法。 负压射孔完井方法：射孔时造成井底压力低于油藏压力的射孔完井方法。 17．破裂压力梯度：地层破裂压力与地层深度的比值。 18．蒸汽吞吐采油：向采油井注入一定量的蒸汽，关井浸泡一段时间后开井生产，当采油量下降到不经济时，再重复上述作业的采油方式。 19．裸眼完井方法：生产段油层完全裸露的完井方法。 20．采油指数：油井IPR曲线斜率的负倒数。 21．自喷采油法：利用油层自身的能量将井底爆炸产生高压，高温气体，使井筒附近地层产生和保持多条径向裂缝，从而到达油水井产量增注目的工艺措施。 22．高能气体压裂：利用特定的炸药在井底爆炸产生高压高温气体，使井筒附近地层产生和保持多条径向裂缝，从而达到油水井增产增注目的的工艺措施。 23．人工井壁防砂法：从地面将支护剂和未固化的胶结剂按一定的比例拌和均匀，用液体携至井下挤入油层出砂部位，在套管外形成具有一定强度和渗透性的避面，可阻止油层砂粒流入井内而又不影响油井生产的工艺措施。 24.酸压：用酸液作为压裂液实施不加支撑剂的压裂。４.人工胶结砂层防砂法： 25.稠油：地层条件下粘度大于50mPa.s或地面脱气情况下粘度大于100mPa.s的原油。 26.财务净现值：项目在计算期内各年净现金流量按设定折现率(或规定的基准收益率)贴现的现值之和． 27.负压射孔完井方法：射孔时造成井底压力低于油藏压力的射孔完井方法。 28.水敏：油气层遇淡水后渗透率降低的现象。 29.裂缝导流能力：在裂缝闭合压力下裂缝支撑剂层的渗透率与裂缝支撑缝宽度乘积。它综合反映了支撑剂的物理性质与支撑剂在缝中的铺置状况。 30.压裂液：压裂施工过程中所用的液体的总称。 31.有效厚度：指在现代开采工艺条件下，油气层中具有产油气能力的厚度，即在油气层厚度中扣除夹层及不出油气部分的厚度。 32.投资利润率：项目生产期内年平均利润总额与总投资的比例。
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。 加砂量的测量同样也是较困难的，整个施工过程中测量误差也可能导致施工结论本质上的差别。加砂也可用几种方法进行测量，所有方法应相互配合能使误差最小。监测支撑剂用量的最可靠方法就是测量支撑剂罐，在施工期间，应按预先设计的加砂程序表，确定各个不同施工阶段用完一罐支撑剂的时间。多数搅拌器都装备有螺旋推进器，用以控制向压裂液中添加支撑剂的速率。螺旋推进器每旋转一周，就输送一定量的支撑剂，然而对于不同的搅拌器，螺旋推进器每旋转一周输送量是不同的，因此，要对每一台搅拌器必须进行标定，以确定不同注入排量下，输送正确的支撑剂量时所需要的转速。可用放射性密度计监测支撑剂浓度，而且非常有效，特别是在浓度突然变化时。这种密度计需对照施工期间总的砂量来进行标定，以便更有效地监测整个施工过程。 ⑶压力波动 在压裂施工期间，正确推断引起施工压力波动原因是非常重要的。有四种 引起压力波动的原因，即力学问题、胶体性能变化、支撑剂浓度的改变和地层 响应。 引起施工压力异常的最常见的力学问题是压裂液通过射孔孔眼时受到限制。当某些孔眼不能流过流体时，则其余孔眼上的流量就会增加，因而造成高的压力降落，使地面的施工压力比预料的要高。可能会迫使改变施工程序。如果地面的施工压力比预料的高，可用瞬时停泵压力来检验井底压力，以便确定预计的井底压力是否正确。已知泵入排量和施工管路的摩擦阻力，就可计算出畅通的孔眼数，当某些孔眼被堵塞，或者是孔眼没有同裂缝相连通，或是孔眼直径比预计的要小时，则计算出的畅通孔眼数就可能少于实际射孔数。?在继续进行压裂施工之前，
南桐矿业公司鱼田堡煤矿 34区-350m西抽放巷道高压水力压裂技术推广应用 实施方案 二〇一二年六月
目录 前言 (3) 1矿井概况及压裂条件 (3) 1.1矿井基本情况 (3) 1.2矿井生产系统现状 (3) 1.3地质特征 (4) 1.4压裂区概况 (5) 2、压裂工艺 (14) 2.1压裂参数选择 (14) 2.2压裂设备 (15) 2.3压裂孔 (16) 2.4压裂剂 (19) 3.安全措施 (19) 3.1防止高压事故措施 (19) 3.2防治瓦斯及顶板事故措施 (20) 3.3消防措施 (20)
前言 由于南桐矿业公司鱼田堡煤矿煤层透气性差，造成采用单一的穿层钻孔、水力割缝等工艺后预抽效果不理想，工程量大。同时部分区域受地质构造影响，以中风压为主的区域防突措施难以实施到位，造成较大的空白带。因此，鱼田堡煤矿将在3504W4段工作面顶板的矽质灰岩抽放巷道即34区-350m西抽推广应用“高压水力压裂技术”。以期望在保护层突出煤层中全面达到“增透、卸压、消突”的作用，从而真正实现快速达标、经济防突的目的。 1矿井概况及压裂条件 1.1矿井基本情况 鱼田堡煤矿隶属于重庆市能源投资集团南桐矿业公司。该矿地处重庆市万盛经济技术开发区。矿井位于重庆市南东面，方位152°，距万东镇4.0Km，距重庆市主城区130 Km。 矿井于1956年建矿，1959年正式投产，设计能力60万吨/年，2006年核定生产能力39万吨/年，现实际生产能力约33万吨/年。矿井开采古生代二叠纪乐平统煤系煤层，煤系厚80～100m，含煤6层，从新到老分别为1～6号煤层。井田内1～3号煤层不可采；4号、6号煤层稳定可采，5号煤层局部可采，其中4号煤层为主采层。 1.2矿井生产系统现状 1.2.1矿井开拓、开采 矿井采用立井+暗斜井的综合开拓方式，在井田中部布置主、副立井到二水平（+331m～-100m标高）；三水平（-100m～-350m标高）在井田中部布置4个暗斜井；目前，矿井采掘活动主要集中在三水平四区，采掘活动相对比较集中。为了缓解这一不利局面以及矿井的长远发展，矿井开展了四水平延深工程。目前，四水平各采区以剃头下座的方式已分别延深至-400m、-431m、-465m以及-600m标高。 1.2.2矿井通风 矿井通风方式为用两翼对角抽出式，在井田两翼及采区布置了专用回风道。 1.2.3矿井供水系统 矿井供水供水方式主要为采用4寸无缝钢管从+150m水平利用自压方式向-100m水平及主要用水地点供水，在-100m建有专门的防尘水池向-350m水平各用水点供水，水源充足。 1.2.4矿井供电系统 矿井井下根据生产需求，在-100米水平和-350米水平各设有一个中央变电所，水平各采
压裂工艺设计优化及效果分析 摘要：压裂工艺，不仅能够增加油田的产量，还能够保证油田的稳产，以提升油田的经济效益。但是，从压裂的应用情况来看，依然存在各种各样的问题，所以，需要详细研究压裂工艺设计优化及效果分析，以供人们参考。 关键词：压裂工艺；优化；效果；分析 前言： 随着压裂工艺的迅猛发展，它被广泛的应用在油田开发当中，从而增加油田的产量，进而促进石油工业的发展。但不是所有的压裂措施都能够达到预期的增产效果，所以，对压裂工艺设计优化及效果分析是很有必要的，它能够确保压裂成效，从而获得良好的增产效果，以满足油田开发的需求。 1.压裂工艺设计优化及应用情况 对于压裂工艺设计优化来说，主要体现在以下三大方面：第一，对施工规模进行优选；第二，对压裂层段进行优化；第三，对压裂工艺进行优化。 1.1对施工规模进行优选 首先，应该加大薄差储层的施工改造规模，自2014年以来，根据某区块薄差储层的发育特征，对穿透比范围和加砂规模进行科学的确定，以使改造效果达到最佳，表1为裂缝穿透比的优化范围；其次，应该充分掌握重复压裂层位的
改造需求，如果之前的改造层位是高含水层，那么就需要选用选择性压裂技术，先将高含水层暂时堵住，改造还没有动用的小层；最后，还应该加大三元复合驱采出井和注入井的规模，对三元复合驱采出井的压裂时机进行优选，采取相应的压前举措，以确保措施成效。如果三元?秃锨?的注入井比较困难，需要在油田间进行良好交流，以确保注入成效。 1.2对压裂层段进行优化 首先，应该对油层发育和剩余油分布情况进行分析，对压裂层段进行优选；其次，应该选用薄隔层压裂工艺技术，对压裂层段进行细分，这在一定程度上能够提高措施的针对性。 1.3对压裂工艺进行优化 首先，应该对发育差难压储层进行压前加酸处理；其次，应该对隔层小、油层多且薄的层段进行多裂缝压裂工艺的优选，以加大卡段内的裂缝条数，这对增加裂缝波和体积来说是很有帮助的；最后，还应该对高含水层位采用选择性压裂工艺技术，为了改造较低含水层位，先将高含水层暂时堵住。 2.效果分析 对于效果分析来说，主要体现在以下三大方面：第一，对优化施工规模的效果进行分析；第二，对薄差层优化施工规模的效果进行分析；第三，对优化压裂工艺的效果进行分析。
水平井分段压裂方案设计软件
一、软件概述 《水平井分段压裂方案设计软件》综合考虑储层特征，确保裂缝的起裂压裂满足施工要求，以产量较大和起裂压力较低的为准则来优化水平井多级分段压裂设计方案。可针对水平井分级压裂的特点，根据水平井筒方位角的不同，全面考虑了作业条件、压裂液渗滤效应、孔隙度、孔隙压力对压裂水平井起裂压力和起裂角的影响，可以分别预测裸眼和射孔完井方式下的起裂压力和起裂角。 二、软件功能 最优裂缝尺寸设计 在确保裂缝的起裂压力满足施工要求的情况下，以产量较大和起裂压力较低的为准则，优选最佳裂缝尺寸，即：最佳裂缝条数、缝间距、裂缝长度、裂缝宽度、裂缝高度。 压裂施工参数 根据设计出的最佳裂缝尺寸及输入的相关参数设计每个裂缝合理的泵注工序。（包括分几级注入，每级泵注的支撑剂浓度、液体注入量等）。 泵工序图
不同泵注阶段下液体用量 不同泵注阶段下支撑剂用量 裂缝形态几何描述 裂缝的延伸模块的模型是以Palmer 的三维压裂设计模型为基础，考虑了流体沿缝高方向的压降，压裂液的滤失等因素对裂缝尺寸的影响，使模型在预测裂缝的形态时，更能接近实际的裂缝延伸模型。
不同泵注阶段下裂缝动态延伸 裂缝半长的动态延伸 裂缝宽度的动态延伸
压降计算 计算与泵注时间相对应的井底流压、地面压力、地表与井底支撑剂浓度以及携砂液排量的变化情况。 综合曲线图 压裂产能预测 产能预测模块结合了水平井压裂后裂缝形态和生产过程中页岩气在裂缝中的渗流机理，建立了考虑水平井筒压降和裂缝干扰的产能预测新模型。该方法适用性广，对等间距或非等间距分布的裂缝、与水平井筒成任意角度的裂缝、相同或不同的裂缝几何尺寸以及各种导流能力的裂缝均可以计算。 产能预测
中国石油压裂酸化业务的发展综述 近些年，中国石油压裂酸化发展声势夺人，水平井裸眼分段压裂酸化工具等一批技术利器先后登场。从技术工艺来说，历经直井分层压裂、水平井分段压裂和井组整体压裂，由单纯追求裂缝长度发展到最大限度寻求被压开储层体积。 今年，一吨瓜尔胶一度高达每吨2.1万美元，两年前这一价格还仅为1950美元。作为传统压裂液，瓜尔胶身价倍增的推手正是全球如火如荼的压裂酸化业务。且不说压裂酸化在北美页岩气开发中大显身手，仅从中国石油压裂技术的发展就可窥见一斑。 时势造英雄 压裂酸化是一种旨在改善石油在地下流动环境，提高油井产量的储层改造工艺技术，虽应用年头不短，但整体发展速度相对较慢，不仅是工程技术产业链上的一块短板，而且在井下作业业务的庞大队伍中也势单力薄。 然而近些年，中国石油压裂酸化发展声势夺人，水平井裸眼分段压裂酸化工具等一批技术利器先后登场。昔日低调的角色为何成为今日的新秀？ 时势造英雄。随着油气资源劣质化加剧，低渗透油气储量成为新增储量和上产主体，越来越多油气井需要储层改造。压裂酸化技术发展，不仅关系到稳定并提高单井产量“牛鼻子”工程的实施，而且影响着油气藏开发动用程度。 据统计，“十二五”期间，中国石油目标市场压裂酸化工作量需求约13.9万井次，年平均2.8万井次，2015年将比2010年增长30.5%，压裂层（段）数及加砂量将增长40%以上。 压裂酸化在建设“西部大庆”大舞台上充分证明了这一点。从“井井有油、口口不流”的“三低”油气藏，到如今“西部大庆”呼之欲出，以压裂为核心的井下技术作业，在长庆油田增储上产中起的作用不言而喻。40多年来，“吃压裂饭，过压裂年，唱压裂歌”的顺口溜无人不晓。 如今，要唱“压裂歌”的何止长庆油田一家。大庆油田薄互层水平井压裂和老井改造，川渝地区和塔里木地区的深井、高温高压储层改造及页岩气等非常规油气资源开发，都在热情地呼唤压裂酸化技术进步与更大规模应用。 在2012年勘探开发年会上，集团公司总经理周吉平把物探、钻完井及储层改造并列为三大核心工程技术。集团公司副总经理廖永远要求油田和工程技术企事业单位要“干优压裂活，吃好储改饭”。 整合出尖兵
山西省阳城CMM项目LSWJ-3井压裂作业施工设计 中国联盛投资集团有限公司二○一一年六月
山西省阳城CMM项目 LSWJ-3井压裂作业施工设计 编写人: 审核人: 甲方审核: 甲方审批: 项目单位: 中国联盛投资集团有限公司 设计单位: 汇金石油技术服务有限责任公司 二〇一一年六月二十日
目录 一、基本数据 (1) 二、施工目的及依据 (2) 三、压裂层段 (2) 四、施工参数 (2) 五、压裂液配方及各种原料、添加剂用量 (3) 六、压裂施工泵注程序 (3) 七、施工准备 (5) 八、施工步骤 (6) 九、质量保证要求 (10) 十、 HSE要求................................. 错误!未定义书签。十一、完井资料的整理与提交 .. (12) 十二、压裂管柱示意图 (14) 十三、完井管柱结构示意图 (15) 附件 (16)
一、基本数据
二、施工目的及依据 ( 1) 经过压裂改造煤层, 增强煤层近井地带的渗透能力, 有效地将煤层天然裂隙系统与 井孔连通起来。 （2）解除井眼附近因钻井、固井可能造成的储层污染, 增加产气能力, 为减少施工泵压 的摩阻采用光套管泵入的方式。 ( 3) 经过压裂后排采, 进一步认识煤层气储层特征。 （3）本设计依据中国石油行业标准《SY/T5836中深井压裂设计施工作法》及《煤层气 压裂技术规范》。 三、压裂层段 四、施工参数
五、压裂液配方及各种原料、添加剂用量 ( 1) 压裂液配方 清水: 清水 ( 2) 原料、添加剂用量 3＃煤层: 设计清水量: 460.60m3 配置清水: 500m3 15＃煤层: 设计清水量: 188.50m3 配置清水: 200m3配液说明: ①配液水质PH为6.5-7.5, 机械杂质小于0.2%。 ②技术要求: 配液用水需精细过滤。 六、压裂施工泵注程序 下层( 15#煤层) 泵注程序
2012年4月8日星期日 1、黑油模型：指油质较重性质的油藏类型。黑油模型是最完善、最成熟，也是应用最为广 泛的模型。是油藏数值模拟的基础，其它模型大都是黑油模型的扩展。 （1）黑油模型的基本假设：（1）油藏中的渗流是等温渗流。（2）油藏中最多只有油、气、水三相，每一相均遵守达西定律。（3）油藏烃类只含有油、气两个组分。在油藏状态下，油气两组分可能形成油气两相，油组分完全存在于油相内，气组分则可以以自由气的方式存在于气相中，也可以以溶解气的方式存在于油相中，所以地层内油相为油组分和气组分的某种组合。在常规油田中，一般不考虑油组分向气组分挥发的现象。（4）油藏中气体的溶解和逸出是瞬间完成的，即认为油藏中油气两相瞬时达到相平衡状态。（5）油水之间不互溶；天然气也假定不溶于水。 （2）物性：页岩最突出的特点是孔隙度和渗透率极低，典型的气页岩的基质渗透率处于微达西~纳达西范围，因此气体在储层中的流动主要取决于页岩中天然裂缝的发育情况 （3）矿物组成：粘土矿物和碳酸盐含量低、粉砂质或硅质（石英）含量较高比较有利。（4）裂缝：裂缝发育适中。 2012-4-9 4、压裂工艺成果 压裂工艺推陈出新，分段压裂、裂缝性气藏压裂、火山岩压裂、降滤压裂、重复压裂、转向压裂、控缝高压裂等压裂技术得到了成功应用，特别是水平井分段压裂技术的推广应用，在保障油气田增储上产方面发挥了巨大作用。 较好指标：
水平井压裂分段数：9段 深层气压裂最大支撑剂量： 908.5t （角64－2H井） 最大注入井筒液量： 4261.1m3 最大酸压规模：1603 m3 ?水力喷射分层加砂压裂在四川、长庆地区施工20余井次，平均单井次缩短施工周期20天以上；气井应用不动管柱分层压裂技术307井次，施工成功率99%；平均单井缩短试气周期20天以上；连续混配压裂施工405井次，累计配液88898 m3，累计缩短施工周期425天。 ?裸眼封隔器分段压裂取得突破性进展。全年在苏里格等地区现场应用22井次，并取得良好效果。长城钻探在苏里格气田采用裸眼封隔器进行压裂投产后产量是临近直井的5倍以上。 ?川庆钻探与美国EOG公司合作，在角64－2H井应用水平井泵送电缆桥塞压裂技术，成功完成水平井9段分层加砂压裂施工，注入液体4261.1m3，支撑剂908.5t，刷新此项工艺技术作业时间最短、段数最多（9段）、注入砂量最大、注入液量最多、累计作业时间最长等5项亚洲记录， ?2010年，国产水平井裸眼封隔器及配套工具的成功研发和推广应用，打破了外国公司的垄断，取得了很好的增产效果，产量是临近直井的3倍以上。 ?2010年，川庆钻探在合川 2口井成功进行了连续油管喷砂射孔环空6－7级分段压裂现场施工；西南油气田的威201页岩气井也已进行了2次的页岩气压裂改造施工，为非常规气藏有效开发探索出了新的途径。 5、机械分段压裂技术 机械分段压裂技术包括裸眼封隔器分段压裂技术、动管柱套管内多封隔器卡封分段压裂技术、不动管柱套管内多封隔器卡封分段压裂技术、封隔器＋桥塞分段压裂技术等。 1、裸眼封隔器分段压裂 ◆裸眼封隔器分段压裂是苏里格水平井储层改造的主要方式：到目前苏里格共完成裸眼分段压裂36井（167段），占整个水平井改造总井数的81.8%。 ◆应用规模逐年扩大： 09年8井次、10年1~7月28井次。 ◆技术水平逐步提高：分段数从3段到10段（工具已下井，近期压裂施工），最长水平段1512m，最大下入深度5235m。 套管鞋：3698.81
目录 一、项目说明 (2) 二、压裂地点煤层赋存特征 (3) 1、煤层顶底板情况 (3) 2、煤层赋存特征 (3) 3、综合柱状图 (4) 三、水力压裂设备选型及安装 (5) 1、压裂设备选择 (5) 2、水力压裂材料准备 (5) 3、高压系统安装 (6) 四、水力压裂实施方案 (6) 1、水力压裂孔施工位置 (6) 2、水压裂工艺流程 (6) 3、水力压裂方案实施 (7) 五、安全技术措施 (8) 六、避灾路线 (11) 七、效果考察方案 (11) 1、未压裂区域参数考察 (11) 2、水力压裂效果考察 (12) 3、考察孔施工先后顺序 (13) 1
金黄庄矿业公司B103工作面 水力压裂增透试验方案及安全技术措施 一、项目说明 金黄庄矿业为煤与瓦斯突出矿井， 2012年7月B102首采工作面开始施工底板穿层钻孔预抽，2013年5月开始施工煤巷，在瓦斯治理过程中，煤层体现出透气性差、难抽采的特点。 为增加煤层透气性，提高预抽穿层钻孔抽采效果，保证矿井安全生产及采掘接替，金黄庄矿业与安徽理工大学合作在B103工作面底抽巷实施预抽穿层钻孔高压水力压裂技术。利用穿层钻孔对回采区域煤层进行水力压裂作业，使煤体卸压并增加煤层内部裂隙，从而增加煤层透气性，提高预抽穿层钻孔抽采效果。 项目由金黄庄矿业总经理朱树来及安徽理工大学刘泽功教授负责，小组成员见下表：
二、压裂地点煤层赋存特征 1、煤层顶底板情况 根据矿井瓦斯治理进度，选择在B103工作面进行水力压裂试验项目。 根据-800m南翼辅助运输大巷探煤结果及B103工作面上下顺槽底板巷穿层钻孔分析，该区域B2煤层伪顶为厚度1.3m的粉砂岩，灰黑色，裂隙不发育，较坚硬，层理不明显，含植物根部化石；直接顶为厚度3.0m左右的细砂岩，灰色，层理发育，质坚硬，有较厚泥岩夹层；老顶为中砂岩，以浅灰白色为主，灰白色、浅灰绿色次之，矿物成分以石英为主，长石次之，泥钙质胶结，具斜层理及未充填斜交裂隙。B2煤层直接底一般为泥岩，厚度约1.0m；老底为中砂岩，厚度16.0m左右，灰色，裂隙不发育，钙质胶结，坚硬，成分以长石、石英为主，斜层理，缓波状斜层理，局部发育垂直裂隙，泥质充填。 2、煤层赋存特征 该区域B2煤层倾向倾角在15°左右，走向倾角0°～10°左右，煤层平均煤厚2.5m，黑色，以暗煤为主，夹少量亮煤条带，质松软，能搓成粉末，硬度小，强度低。 B2煤为1/3焦煤，发热量（Qb）平均24.25MJ/kg,水分（Mad）平均0.94%,灰分(Ad)含量平均17.54%,挥发分（Vdaf）平均为24.98%,磷(Pd)含量小于0.0042%,硫分（St,d）含量0.44%，真 3