第四节压裂设计

压裂压裂是指在井筒中形成高压迫使地层形成裂缝的施工过程。

通常指水力压裂,水力压裂是指应用水力传压原理，从地面泵入携带支撑剂的高压工作液，使地层形成并保持裂缝，是被国内、外广泛应用的行之有效的增产、增注措施。

由于被支撑剂充填的高导流能力裂缝相当于扩大了井筒半径，增加了泄流面积，大大降低了渗流阻力，因而能大幅度提高油、气井产量，提高采油速度，缩短开采周期，降低采油成本。

第一节压裂设备及管柱一、地面设备1、压裂井口压裂井口一般可分为两类：①用采油树压裂，采油树型号可分为250、350、600、700、1050型，250型工作压力25MPa，主要用于浅井，其它型号分别用于中深井、深井和超深井，如果单位以大气压计算，工作压力基本与型号命名相同。

②采用大弯管、投球器、井口球阀与井口控制器的专用压裂井口，完成压裂施工，大弯管、投球器及井口球阀工作压力70MPa或100MPa。

2、压裂管汇目前压裂管汇种类很多，承压和最大过砂能力也不相同。

常用的有压裂管汇车和专用的地面管汇。

专用的地面管汇有8个连接头，压裂车可任选一个连接。

高压管线外径Ф76mm，内径Ф60mm，最高压力可达100MPa。

3、投球器投球器有两种，一种是前面井口装置中用于分层压裂管柱中投钢球的投球器，另一种是选压或多裂缝压裂封堵炮眼用投球器。

美国进口投球器，最大工作压力100MPa，一次装Ф22mm的堵球200个，电动旋转投球每分钟12圈，每圈投4个球。

二、压裂车组压裂设备主要包括压裂车、混砂车、仪表车、管汇车等。

1、压裂泵车压裂车是压裂的主要动力设备，它的作用是产生高压，大排量的向地层注入压裂液，压开地层，并将支撑剂注入裂缝。

它是压裂施工中的关键设备，主要由运载汽车、驱泵动力、传动装置、压裂泵等四部分组成。

压裂泵是压裂车的主机。

对压裂车技术性能要求大部分是对压裂泵提出的。

目前各油田压裂车组在产地、品牌和型号上有很多不同种类。

几种常见的压裂车性能参数见表1，S—2000型泵压力排量表见表2。

压裂工程方案一、前言随着我国石油天然气资源的逐渐枯竭，对新的油气资源的开发已成为当务之急。

而压裂技术作为一种重要的油气开采技术已经得到了广泛的应用。

本文将针对压裂工程进行详细的分析和探讨，力求为该工程提供可靠的技术支持和指导。

二、压裂工程概述压裂工程是通过高压液体将岩石层压裂，使原本不透水的岩石层形成一定规模的裂缝，以增加油气的渗透率，提高开采率的一种油气开采技术。

压裂工程的成功与否关键取决于压裂工艺、材料、设备和操作的全面配合。

压裂工程通常具有以下几个特点：1. 高压液体注入：对于高渗透率、低渗透率和硬质岩石等地层，通常需要采用高压液体进行注入。

2. 高效能液体：压裂液通常包含有助于增加压裂效率的助剂和添加剂，如助剂能够增加液体的黏度，从而减小压裂液的损失，添加剂可以增加压裂液的功能。

3. 复杂的开采环境：压裂作业通常需要在较复杂的地层条件下进行，如高温高压、高硫等。

4. 工艺精细化：压裂技术要求操作工艺流程精细化，保证操作过程稳定的运行。

三、压裂工程方案设计1. 压裂工艺设计压裂工艺设计是压裂工程实施的基础。

通过对地质构造、井筒地层、地质裂缝等情况的详细分析，并结合岩石的物理力学性质和岩石断裂机制，确定压裂设计参数。

一般来说，压裂设计需要考虑以下几个方面的因素：1) 岩石地层：地质构造、岩石物理力学性质、强度及地层性质等。

2) 裂缝模型：根据地质调查资料和井筒测试资料，确定裂缝的规模、位置和形状。

3) 压裂设计参数：确定压裂液的性质、注入量、压裂液性能的优化设计；确定压裂工艺的操作流程、排量、注入压力、压裂液的选择；确定压裂液的配方及使用方式等。

2. 压裂液设计压裂液是实施压裂作业的关键。

压裂液设计要考虑地层条件、地质构造、液压力、地温、地质压力等因素。

压裂液设计需要满足以下基本要求：1) 流变性要求：压裂液要有足够的流变性，能够承受高强度输送和高速排放的要求。

2) 稳定性要求：压裂液稳定性要好，能够适应不同地温地压的要求。

压裂设计系部石油工程系年级专业班08油气开采学生姓名郭福奎学号 081395002011215指导教师燕伟摘要压裂是施工的指导性文件，它根据地质条件和设备能力优选出经济可行的增产方案；对压裂层的正确认识，包括：油层特性、渗透性、岩石抗张强度等。

以它们为基础，设计裂缝几何参数，确定压裂规模以及压裂液类型等，原则要求压裂井的有效期和稳产气长，达到最大产量和最大效率。

关键词：压裂、压裂液一、压裂设计的原则和方法压裂设计的原则是最大限度的发挥油层潜能和裂缝的作用，是压裂后油气井和注入井达到最佳状态，同时还要求压裂井的有效期和稳定期长。

压裂设计的方法是根据油层特性和设备能力，以获取最大产量和经济效益为目标，在优选裂缝几何参数基础上，设计合适的加砂方案。

二、压裂技术2.1合层压裂2.1.1油管压裂油管压裂就是压裂液自油管泵入油层。

其特点是施工简单，且油管截面小、流速大，其压裂液的携带能力强，又不会增加液流阻力和设备负荷，降低了有效功率。

2.1.2 套管压裂套管压裂液是井内不下入油管，从套管里直接泵入压裂液进行压裂。

其特点是施工简单，可最大限度的降低管道摩阻，从而相应的提高了排量和降低了泵压，但携带能力差，一旦造成砂堵，无法进行循环解堵。

2.1.3 环形空间压裂环形空间压裂是压裂液从套管和油管的环形空间泵入油层。

它与前两种方法相比，具有阻力损失小，适应抽油井不起泵压裂的特点，但流速低，携砂能力低。

2.1.4 油、套管同时进行压裂油、套管同时进行压裂是在井里下入油管，压裂时油管接一台压裂车。

施工时，压裂液从油、套管同时泵入，支撑剂从套管加进。

其特点是利用油管泵入的液体从油管谢出来时改变流向，可以防止支撑剂下沉，若一旦发生砂堵，进行反循环也比较方便。

因此，这种压裂适宜于中深井压裂。

2.2 分层压裂2.2.1 球堵法分层压裂如果同时开采渗透率不同的多层，当压裂液泵入井里后，液体首先进入高渗层，一般低渗层是压裂的目的层，这时就将若干赌球随液体泵入井中，赌球将高渗层的孔眼堵住，等压力憋起即可将低渗层压开。

压裂设计步骤概要压裂设计是一项非常重要的工作，对于能够采出更多的油气具有至关重要的意义。

下面是压裂设计的大致步骤概要：第一步：收集地质资料首先，需要收集该油气井的地质相关资料，包括地层岩性、孔隙度、渗透率、岩石韧度等信息，通过对地质资料的分析，确定需要进行压裂的目的和预期产出。

第二步：确定压裂参数接下来，需要确定压裂参数，包括压裂液配方、压裂流量、压裂压力、压裂液粘度等。

根据地质资料和初步分析的结果，结合工程实际情况，制定合理的压裂参数方案。

第三步：进行数值模拟在确定了压裂参数之后，需要进行数值模拟，通过计算机模拟技术对压裂作业进行预测和优化。

利用数值模拟软件，可以模拟出不同压裂参数下的流体扩展、裂缝发育情况，并通过反馈机制进行优化。

数值模拟的结果可以为实际操作提供参考和指导。

第四步：制定作业方案根据数值模拟结果和分析，制定合理的压裂作业方案，包括压裂设备的布置、压裂时间、压裂流程、施工工艺等。

作业方案要考虑到地质条件、设备能力、经济效益等因素，确保作业的顺利进行和预期产出的实现。

第五步：现场实施在确定了作业方案之后，需要组织压裂作业的现场实施。

这包括对设备和压裂液的准备、钻井作业和压裂作业的协调、及时调整作业参数等方面。

在实施中，要按照作业方案进行操作，并及时跟踪和监测作业效果，根据情况进行调整和优化。

第六步：分析评价压裂作业结束后，需要对作业效果进行分析评价。

通过观察生产数据、分析产能变化、学习作业过程中出现的问题，总结经验教训，为今后的压裂作业提供参考和改进。

第七步：持续优化压裂设计是一个持续优化的过程，通过不断地收集和分析地质、工程、生产数据，结合压裂作业效果的评价，不断优化压裂设计和作业方案，提高产能和经济效益。

综上所述，压裂设计是一个复杂而细致的工作，需要综合考虑地质、工程、生产等多个因素，在不断优化中不断提高产能和经济效益。

压裂方案设计内容
压裂方案设计的内容主要包括以下几个方面：
1. 确定压裂施工方案，包括施工顺序、压裂层位选择、压裂工艺选择、裂缝优化设计等。

2. 压裂层位的优选：根据储层发育特征和井位部署条件，优选适合压
裂改造的层段。

3. 压裂工艺选择：根据储层物性、开发需要、施工条件和技术设备现状，优选适合的压裂工艺技术。

4. 优化设计裂缝方向、加砂规模与泵注压力等参数，确保优化设计合
理可行。

5. 确定地面设备和井下工具：根据所选压裂工艺，确定相应的地面设
备和井下工具。

6. 预测压后产能：对产能剖面进行预测，确定开发井的产能。

7. 优化排量、泵注压力和注入排量比等施工参数，以满足携砂、造缝、携砂及封堵滤失的要求。

8. 根据预计的裂缝形态，预测不同层的实际有效厚度，计算压后单层
产能和整个层段的产液能力。

通过以上内容，可以对压裂改造过程进行科学合理的设计，以期达到
最佳的增产效果。

目录第一节前言第二节大庆油田的水力压裂技术发展历史及现状第三节油层水力压裂的概念第四节压裂机理第五节优化压裂设计第六节压裂施工工艺1947年美国首次进行了采油井水力压裂增产作业,由于增产效果十分显著,因此该工艺技术受到普遍重视,研究不断深入、应用范围不断扩大。

五、六十年代，压裂主要作为单井的增产、增注措施;七十年代，进入低渗透油田的勘探开发领域,使许多没有工业开采价值的低渗透油气田,成为具有相当可采储量和开发规模的大油气田；其后，随着工艺技术发展和对油藏地质研究的不断深入，压裂工艺技术的应用领域也在不断拓宽，特别是用于调整层间矛盾、改善驱油效率及低渗油田的整体优化压裂开发，使压裂工艺技术成为提高采油速度和采收率及改善油田开发效益的重要手段。

据不完全统计,至九十年代年中期,世界上每年压裂作业井次已超过125万井次，大约完钻井数的35-40%进行了水力压裂。

美国是目前世界上油层压裂应用较多、工艺技术最先进、设备最优良的国家。

美国石油储量的25-30%是通过压裂改造才达到经济开采条件的。

我国已探明的低渗透地质储量约40亿吨,占全部探明储量的24.5%,这部分储量只有通过压裂改造才能具备工业开采价值。

大庆油田自1973年应用水力压裂以来,工艺技术不断创新,设备工具不断完善,下井原材料性能不断改进,应用效果不断提高，目前已达到了国内油层压裂行业的先进水平,为油田实现各阶段的开发目标,作出了巨大贡献。

1、工艺技术方面，压裂方式经历了笼统压裂、分层压裂，压裂工艺由最初的滑套式分层压裂，发展到目前适应各种井况和地层条件的选择性压裂、多裂缝压裂、限流法完井压裂、平衡限流法压裂、定位平衡压裂工艺、水平缝端部脱砂压裂、热化学压裂工艺、水平井压裂、斜直井压裂、小井眼压裂工艺、高能气体复合泡沫压裂等13套工艺技术。

压裂、CO22、设备方面,由初期的水泥车,人工加砂,发展到目前机械混砂、自动控制的K2000型及K1800型压裂车组。

压裂设计步骤概要压裂设计是指在油气开发过程中，通过注入高压液体来创造裂缝，以增加裂缝面积和渗透率，从而提高油气的开采效率。

压裂设计步骤包括以下几个方面：1.资料收集与分析：首先需要收集并分析有关地质条件、储层特征、油藏压力、温度等相关资料。

这些资料对压裂设计非常重要，能够帮助工程师了解油气藏的情况，并根据需要制定合适的压裂方案。

2.设计目标确定：根据开采目标和油气田特点，确定压裂设计的主要技术指标，包括裂缝面积、渗透率、注入液体的流量、压力和黏度等。

这些指标会直接影响到裂缝的扩展程度和成效。

3.液体选择：根据地质条件和开采目标，选择合适的压裂液体。

常用的压裂液体有水基液体、油基液体和气体等。

液体的选择需要综合考虑液体的黏度、密度、替代性和环保性等因素。

4.压裂参数计算：根据油气藏的特征和液体性质，计算压裂液体的流量和压力等参数。

同时，还需要考虑液体的推送方式，如常规泵、鼠尾泵和螺杆泵等，以确保压裂液体可以顺利注入油气层中。

5.压裂技术选型：根据地质条件、液体性质和注入方式等因素，选择合适的压裂技术。

常用的压裂技术有水平井压裂、多级压裂和缝间压裂等。

技术的选型需要依据实际情况，并综合考虑其操作难度和成本等因素。

6.裂缝模拟：通过数值模拟或实验室试验等手段，模拟并预测压裂过程中裂缝的扩展和成形情况。

这可以帮助工程师了解压裂方案的有效性，并对裂缝的产生和扩展进行仿真和优化。

7.场地准备与设备调试：根据压裂方案，准备好施工现场，并进行设备的调试和检查。

这包括检查压裂设备的工作状态和保证设备的可靠性，确保其能够按照设计要求完成压裂作业。

8.压裂作业实施：根据压裂设计方案，准备好压裂液体，并按照规定的流量和压力进行注入。

在注入过程中，需要密切关注裂缝的扩展情况和液体的流动状态，并随时调整操作参数以达到设计要求。

9.压裂效果评估：在压裂作业结束后，需要对压裂效果进行评估和监测。

通过裂缝效果监测、产量测试和物资回收等手段，判断压裂的成功与否，并分析压裂过程中可能存在的问题和改进空间。