水力压裂工艺介绍共47页

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水力压裂工艺方法与流程水力压裂工艺是目前油气勘探生产领域中常见的一种技术手段，其能够有效提高油气开采的效果和产量。

下面将简述水力压裂的工艺方法和流程。

1. 施工前准备水力压裂施工前需要进行充分的准备工作，包括选址、测量、标识、检查等。

首先需要选择适合水力压裂施工的岩层。

在选址前需要对该地段的地质情形进行认真勘探和分析，确定岩层力学性质和渗透性等关键参数。

必要时需要进行钻探等探测工作，取得更认真的地质结构和情况。

2. 井口准备施工前需要对钻井进行检查和清洗。

清洁井口是保证水力压裂施工效果的紧要条件之一、井口下方需要安装钢管、集水器等设备，油管和液压管道等需要与阀门相连接。

接线板需要安装，以保证现场电信号的稳定传输。

3. 井下压力测试进行井下压力测试可以对井下井筒的情形进行评估，确认井筒出口本领，以便在施工时进行充分的材料和液压参数计算，为水力压裂施工供给必要的数据支持。

4. 施工过程（1）注水造孔：在水力压裂施工中，首先需要向目标岩层注入大量的水。

通常情况下，注水压力要低于岩层分裂压力，同时注水量要充足保证岩层浸润饱和，同时不能太高避开损伤钻孔。

（2）排水造孔：一般在注水后实行排水造孔，排出多余的水，使岩层中的自然裂缝渐渐暴露出来，加强水力压裂的效果。

（3）压裂造孔：在岩层中自然裂缝浸润饱和后，施工人员向岩层注入压裂液，并依据现场岩层力学参数进行液压压力的计算和调整，以保证压力在岩层中形成水力裂缝。

（4）保压和排污：水力压裂效果保持时间很短，需要施工人员在岩层中形成裂缝后适时停止注液，用压力器对压裂液进行保压，形成有效的裂缝压力，同时要适时排出岩层中多余的液体和固体颗粒，以便对岩层进行更有效的采油采气工作。

5. 施工后处理调整液压压力和注入的压裂液量以及通过监测等手段对施工过程中各项参数进行严格的掌控，以评估施工的成效和提高施工质量。

同时还需要对施工场地进行清理和整理，紧密关注油气井的生产情况，并开展相关线上和线下评估和监测工作，确保油气生产平稳和恢复的效果。

第四章 水力压裂技术水力压裂是利用地面高压泵组，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 增产增注的目的。

水力压裂增产增注的原理主要是降低了井底附近地层中流体的渗流阻力和改变了流体的渗流状态，使原来的径向流动改变为油层流向裂缝近似性的单向流动和裂缝与井筒间的单向流 动，消除了径向节流损失，大大降低了能量消耗。

因而油气井产量或注水井注入量就会大幅 度提高。

第一节 造缝机理在水力压裂中，了解裂缝形成条件、裂缝的形态和方位等，对有效地发挥压裂在增产、 增注中的作用都是很重要的。

在区块整体压裂改造和单井压裂设计中，了解裂缝的方位对确 定合理的井网方向和裂缝几何参数尤为重要，这是因为有利的裂缝方位和几何参数不仅可以 提高开采速度，而且还可以提高最终采收率。

造缝条件及裂缝的形态、方位等与井底附近地层的地应力及其分布、岩石的力学性质、压 裂液的渗滤性质及注入方式有密切关系。

图4一l 是压裂施工过程中井底压力随时间的变化曲 线。

P F 是地层破裂压力，P E 是裂缝延伸压力，P S 是地层压力。

图4一l 压裂过程井底压力变化曲线a — 致密岩石;b —微缝高渗岩石 在致密地层内，当井底压力达到破裂压力P F 后，地层发生破裂(图4—1中的a 点)，然后在较低的延伸压力P E 下，裂缝向前延伸。

对高渗或微裂缝发育地层，压裂过程中无明 显的破裂显示，破裂压力与延伸压力相近(图4—1中的b 点)。

一、油井应力状况一般情况下，地层中的岩石处于压应力状态，作用在地下岩石某单元体上的应力为垂向 主应力σZ 和水平主应力σH (σH 又可分为两个相互垂直的主应力σx ，σY )。

第六章水力压裂水力压裂(hydraulic fracturing)是利用地面高压泵组，以超过地层吸液能力的排量将高粘压裂液泵入井内而在井底产生高压，当该压力超过井壁附近地应力并达到岩石抗张强度，使地层产生裂缝。

继续注入压裂液使水力裂缝逐渐延伸；随后注入带有支撑剂的混砂液，使水力裂缝继续延伸并在缝中充填支撑剂。

停泵后，由于支撑剂对裂缝壁面的支撑作用，在地层中形成足够长的、足够宽的填砂裂缝，从而实现油气井增产和注水井增注。

图6-1为水力压裂作业示意图。

水力压裂的增产增注机理主要体现在：(1) 沟通非均质性构造油气储集区，扩大供油面积；(2) 将原来的径向流改变为线性流和拟径向流，从而改善近井地带的油气渗流条件；(3) 解除近井地带污染。

水力压裂主要用于砂岩油气藏，在部分碳酸岩油气藏也得到成功应用。

图6-1 水力压裂作业示意图1—混砂车；2—砂车(罐)；3—液罐（组）；4—压裂泵车(组)；5—井口；6—压裂管柱；7—动态裂缝；8—支撑裂缝；9—压裂液；10—储层本章从水力压裂系统工程角度全面阐述压裂造缝机理、压裂液材料性能与评价方法、裂缝延伸模拟、支撑剂在裂缝中运移分布、水力压裂设计和水力裂缝诊断评估方法，并扼要介绍水力压裂技术新发展。

第一节水力压裂造缝机理水力压裂裂缝的形成和延伸是一力学行为，水力裂缝的形态与方位对于有效发挥压裂对储层的改造作用密切相关，必须掌握水力压裂的裂缝起裂与延伸过程的力学机制。

本节从地应力场分析及获取方法入手介绍水力裂缝的形成机理、造缝条件、裂缝形态与方位、破裂压力预测方法。

图6-2为水力压裂施工泵压变化的典型示意曲线。

F点对应于地层破裂压力（使地层破裂所需要的井底流体压力），E点为瞬时停泵压力（即压裂施工结束或其它时间停泵时的压力），反映裂缝延伸压力（使裂缝延伸所需要的压力），C点对应于闭合压力（即裂缝刚好能够张开或恰好没有闭合时的压力），S点为地层压力。

压裂过程中的泵压是地应力场、压裂液在裂缝中流动摩阻和井筒压力的综合作用结果。

水力压裂工艺培训1. 简介水力压裂工艺是一种通过将高压水和化学物质注入井内，从而打破岩石，释放固定在其中的天然气或石油的开采技术。

本文将介绍水力压裂工艺的基本原理、操作流程以及培训内容。

2. 基本原理水力压裂工艺依靠高压水将井口的石油或天然气储层打开，从而促进其流动性。

其基本原理如下：•压裂流体注入：高压水和特定化学物质混合后，通过注入井口进入储层。

•压力增大：压裂流体的注入使得井内压力增大，超过岩石的抗压强度。

•岩石破裂：高压水和化学物质的作用下，岩石发生裂缝形成微小的通道。

•硫化物填充：化学物质中的硫化物填充裂缝，防止其重新封闭。

•天然气或石油释放：裂缝中的储气层或储油层随之释放天然气或石油至井口。

3. 操作流程水力压裂工艺的操作流程主要包括以下几个步骤：3.1 井筒准备•井筒清理：清除井底残留物，创建良好的操作环境。

•井筒封堵：使用混凝土或钢筋等材料进行井筒封堵，以防止压裂流体泄漏至地表。

3.2 施工准备•注入井口装置：安装水泵、砂砾分离器等设备，为注入流体做准备。

•井身测量：进行必要的井身测量，判断井筒的深度和形状。

3.3 压裂操作•注入井底：将高压水和化学物质混合后，通过井口装置注入井底。

•压力监测：使用压力监测装置实时监测注入过程中的压力变化。

•断裂起始：等待注入过程中压力达到一定值，从而引发裂缝的起始。

•裂缝扩展：注入过程中，裂缝逐渐扩展，释放储层中的天然气或石油。

•压力释放：注入完毕后，逐渐减少注入压力，确保裂缝稳定。

3.4 后期处理•压裂流体回收：将压裂过程中的流体回收，并进行下一步的处理。

•压力监测：继续监测井底压力变化，判断储层开采效果。

•产能分析：分析释放的天然气或石油的产量和质量，并进行评估。

4. 培训内容水力压裂工艺的培训内容主要包括以下几个方面：4.1 基础知识培训•工艺原理：介绍水力压裂的基本原理和工作原理。

•流体组成：了解压裂流体的组成和作用。

•设备介绍：熟悉压裂过程中所使用的设备和工具。