压裂控水技术

油井作业压裂酸化及防砂堵水技术探析【摘要】本文探讨了油井作业中压裂、酸化和防砂堵水技术的应用及其综合应用。

首先介绍了这些技术在油井作业中的重要性和应用场景。

接着分别详细分析了压裂、酸化和防砂堵水技术的工作原理和操作流程，并探讨了它们的优势和未来发展趋势。

特别就压裂酸化和防砂堵水技术的综合应用进行了深入讨论，强调了这种组合技术在提高油井产能和延长井寿命方面的重要性。

结论部分总结了这些技术在油井作业中的实际价值，并展望了未来的研究方向，为油田开发提供了借鉴和指导。

通过本文的分析，读者可以全面了解压裂酸化及防砂堵水技术在油井作业中的应用及价值，为油田开发提供技术支持和指导。

【关键词】油井作业、压裂、酸化、防砂堵水、技术、价值、发展趋势、研究方向1. 引言1.1 研究背景油井作业是油田开发过程中的重要环节，而压裂酸化及防砂堵水技术是油井作业中常用的关键技术。

随着我国油田勘探和开发的不断深入，对油井作业技术的要求也越来越高。

压裂技术可以有效提高油井产能，酸化技术可以改善油气藏的渗透性，防砂堵水技术可以防止井底垃圾堵塞井眼，其综合应用效果更为显著。

对压裂酸化及防砂堵水技术进行深入研究和探索，对提高油井产量、延长油田寿命具有重要意义。

随着我国油田勘探的不断深入，对于技术的持续创新和发展也提出了更高要求。

对压裂酸化及防砂堵水技术的技术优势和发展趋势进行探讨，有助于指导未来的油田作业实践和技术创新。

1.2 研究意义石油资源是国民经济的重要支撑，而油井作业中的压裂酸化及防砂堵水技术则是提高油井产能和延长油田寿命的重要手段。

研究这些技术的意义在于深入挖掘油井的潜力，提高油田的采收率，为国内能源安全和资源可持续利用做出贡献。

压裂技术可以有效提高油井的开采效率，增加产量，帮助开发难采油气资源。

酸化技术可以改善井底岩石的渗透性，促进油气流向井口，提高采收率。

防砂堵水技术可以有效解决油井中的砂堵和水淹问题，保证油气的正常生产。

《压裂防砂控水一体化技术研究》项目一、资料调研分析整理总结根据项目研究进度，我们进行了国内外压裂防砂控水一体化技术方面调研工作，通过分析整理资料，得到一下认识：（一）国内外现状及发展趋势1、压裂防砂工艺方面目前国内外防砂方式多种多样，主要有机械和化学两种，这两种方式都不可避免以牺牲部分油井产能为代价。

压裂防砂是上世纪末发展起来的一项新工艺，它是一种新颖的无筛管防砂技术，压裂防砂是一项复合压裂防砂工艺，首先它主要是利用端部脱砂工艺形成短而宽裂缝，将地层流体流动从径向流变为线性流，减少流体对砂粒的冲刷，其次是通过复合纤维网络、树脂陶粒（覆膜砂、预固化树脂砂）或者树脂喷淋陶粒技术等，在地层形成多种抑制砂粒移动的系统，能够有效防止支撑剂回流和地层吐砂，并且能大幅度提高产量。

国外，哈里伯顿主要采用端部脱砂压裂工艺复合树脂喷淋陶粒技术防砂，目的在地层人为造成砂堵，起到人工裂缝“饱填砂”，树脂喷淋陶粒技术是在地面混砂车加装喷淋设备，在陶粒上喷涂一层树脂，进入地层后在固化剂作用在固结在一起，形成很高强度的砂堤，能够抗较强地层压差，达到提液增加产油量。

BJ服务公司主要是采用端部脱砂+覆膜砂技术，主要依靠支撑剂之间点点应力，将陶粒表面膜连接起来，起到防砂作用。

斯伦贝谢公司是采用网状纤维加入支撑剂中，压裂后人为在支撑裂缝中形成桥架纤维网络，将支撑剂形成一个整体，起到防止支撑剂回流作用。

国内也相继开展了一些压裂研究工作，主要是吸收国外技术进行设计施工。

国内先后在胜利油田、青海油田、冀东油田等开展了研究工作，主要是采用树脂砂或者尾追纤维网络技术，取得了一定效果。

我们主要研究方向是高砂比压裂工艺（端部脱砂工艺）+尾追树脂陶粒+复合纤维网络技术，通过多种技术复合，实现纤维网络在裂缝中多层网络结构，树脂陶粒封口技术，以及端部脱砂技术实现将地层径向流动改变成线性流动，最终实现防砂固砂目的。

这项工艺我们在2006年已经在冀东油田应用了3口井取得了较好效果，在前期应用基础上2007年上半年我们将纤维注入方式进行了改变，加工了纤维加入设备和配套工艺技术。

一、工程目的3251综采工作面回采时，由于顶板比较坚硬，采空区顶板无法自由垮落，在综采工作面端头三角区形成周期性悬顶，悬顶突然垮落，容易将采空区中的瓦斯挤出造成隅角瓦斯超限，经矿研究决定采用水力致裂控制技术解决上隅角采空区悬顶问题，为保证施工时人员安全，特编制本安全技术措施。

二、技术要求1.分别在3251风巷超前支护段内靠近煤柱侧（锚棚支架腿子与梁子交点处附近，以便于操作为宜）和靠工作面煤壁侧（距梁头1000mm处，若巷道高度不满足气动锚杆（锚索）钻机施工，该距离可适当缩小）用气动锚杆（锚索）钻机竖直向上施工一排直径Φ=32mm，间距S=8000mm的钻孔，两排钻孔交错布置，其中靠煤柱侧孔深L1=13000mm，靠工作面煤壁侧钻孔深度L2=8000mm，钻孔长度、间距等参数根据现场钻孔施工情况和实施水力致裂后情况进行适当调整。

2.在实施顶板水力致裂控制期间，需对风巷超前支护段（致裂段）加强支护，在原支柱间增加一根单体支柱，若影响钻孔施工，可改用短支柱与原超前支柱错排布置。

3.当遇地质构造、裂隙、断层时，该段不采用水力致裂，待工作面推移离地质构造带5m后再根据现场顶板情况实施水力致裂，同时，水力致裂钻孔不得施工在锚杆、锚索孔区域，防止误穿锚杆锚索眼孔影响压裂效果。

4.实施水力致裂期间，地测科对上部5633采空区进行逐段预测，并实施有效探放水，通风瓦斯科、通维队加强水力致裂期间瓦斯等有害气体监测。

5.水力致裂前，需在压裂泵站和钻孔之间各安设一台清晰可靠的声光信号以便操作联系。

6.若需进行起吊，则必须在起吊处施工专用起吊装置，严禁使用顶板支护的锚杆进行起吊，起吊装置采用两根φ=15.24mm，L=3000mm的锚索配δ=10mm的铁垫板。

7.注水高压泵组、水箱等设备安装在3251风巷“三站”处，沿途采用高压泵管输送高压水。

安装时，高压管必须每隔10m采用双股8#铁丝在高帮支架或风水管上固定一处，，接头附近必须两节管道都要捆绑。

松藻煤电公司打通一矿西区W2706S工作面水力压裂方案及安全技术措施松藻煤电公司打通一矿2013年7月矿审签栏编制人编制时间审核人审核时间部门意见签名时间部门意见签名时间抽采部抽采副总通风部通风副总生产部机电副总机运部地测副总安监部采掘副总地测部安全副总自动化总工程师办公室矿审签意见：目录1 引言 (3)2 突出煤层水力压裂技术增透原理 (3)3 西区W2706S工作面水力压裂技术路线 (3)4 西区W2706S工作面水力压裂方案 (4)4.1 试验地点概况 (4)4.2 试验设备及材料 (4)4.3 试验工艺流程 (5)4.3.1 前期准备工作 (5)4.3.2 压裂钻孔施工 (6)4.3.3 压裂孔封孔工艺及要求 (6)4.3.4 实施高压水力压裂 (7)4.3.5 压裂效果考察 (8)4.3.6 抽采效果考察 (8)5 水力压裂安全技术措施 (9)5.1 设备运输措施 (9)5.2 施钻及压裂安全措施 (11)6 组织保障措施 (15)6.1 组织机构 (15)6.2 人员职责 (15)6.3 水力压裂相关部门职责 (16)7 附图 (16)1 引言松藻煤电公司打通一矿为煤与瓦斯突出矿井，主采7、8号煤层均属严重突出煤层，为确保矿井安全，进行采掘作业前必须进行瓦斯预抽，实现抽采达标。

矿井现有的瓦斯预抽以底板茅口岩巷施工穿层钻孔、回采巷道施工本层孔抽采为主，而随着采区逐渐向下延深，煤层透气性系数逐渐降低，瓦斯压力、瓦斯含量均明显提高，导致钻孔密度大、钻孔工程量大、瓦斯预抽时间长，严重制约矿井生产部署。

为增加煤层透气性，提高煤层瓦斯预抽效果，根据煤电公司2013年水治瓦斯规划，打通一矿结合前期试验经验，拟对西区W2706S工作面进行水力压裂（施工地点W2706S专抽巷），进一步考察煤层实施压裂后瓦斯运移的基本规律，并逐步将该技术推广应用，以彻底解决煤层透气性差、瓦斯预抽困难的难题，真正实现全矿井抽采达标。

浅谈油田压裂供水系统的应用1. 引言1.1 引言油田压裂是一种常见的油田开发技术，通过对含油层进行高压注水，使岩石发生裂缝，从而增加地层的渗透性和提高油井的产能。

在油田压裂过程中，供水系统起着至关重要的作用，它提供了所需的注水和处理设备，确保了压裂作业的顺利进行。

供水系统通常由水处理单元、水储存设备、水泵和管道等组成，可以根据不同的压裂需求进行定制化设计。

其作用主要包括提供清洁的注水、控制注水流量和压力、保证注水稳定性等。

通过供水系统，可以有效地管理、调控和优化压裂过程，提高油田的开采效率和经济效益。

在现代油田开发中，供水系统已经成为油田压裂作业的重要组成部分，为油田的高效开发提供了有力支持。

随着技术的不断创新和发展，供水系统的应用范围和功能还将不断扩展和优化，为油田生产带来更多的便利和优势。

2. 正文2.1 油田压裂技术概述油田压裂技术是一种重要的油田增产技术，通过在井孔中注入高压液体使地层岩石发生破裂，以增加油气流动性和采收率。

油田压裂技术一般分为水力压裂、酸压裂和地面压裂等形式。

水力压裂是最常见的一种形式，通过将水、沙和化学品混合后注入井孔，产生巨大的压力使地层裂隙扩大从而增加产量。

油田压裂技术的优势主要包括提高油气产量、降低生产成本、延长油田寿命、提高采收率等。

在应用过程中，供水系统是至关重要的一环。

供水系统主要负责输送水、沙和化学品到压裂现场，并确保流体的充分混合和准确注入井孔。

优质的供水系统可以提高施工效率，减少资源浪费，保证压裂效果。

通过实际应用案例的分析可以看出，供水系统的运行稳定性和质量直接影响到油田压裂的效果和经济效益。

在当前的油田开发中，供水系统已经成为不可或缺的重要装备。

随着技术的不断创新和发展，供水系统将更加智能化、自动化，进一步提高油田压裂的效率和成本效益。

油田压裂技术的应用离不开供水系统的支持，优质的供水系统是油田增产的关键。

随着油田开发技术的不断完善，供水系统的应用将会迎来更广阔的发展空间。

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 )。

【钻采技术】水力压裂作业压力和温度控制在美国东南部的油气田中，进行稳健而持久的压力和温度控制很重要。

近期，这种控制压力和温度的作法在水力压裂作业中得到了越来越广泛的应用。

提到美国的石油天然气行业，人们常常会想起德克萨斯州和俄克拉荷马州的广阔区域。

不过，由于近期在钻井技术上取得的突破，北部和东部页岩富集区的产气量也出现了暴涨。

压力和温度控制在增加产量方面发挥着作用，多年来，这种作法在传统油气行业节省了能源，降低了成本。

现在它们又在高压页岩油气开采领域发挥着作用。

1、严酷环境中的卓越表现页岩气开发曾经被认为是难度大、成本高的一种作业项目，但现在页岩气已经占到了美国天然气总产量的大约四分之一。

为了从位于地下很深地方的页岩层中将气体抽取出来，需要进行水力压裂，在高压条件下将水和化学物质泵入岩层。

压力和温度传感器是压裂作业的理想工具，可用在水力压裂车、水化器和混砂车上。

图6温度、压力传感器压力传感器可控制水力压裂车的泵吸入口、润滑油和过滤压力以及混砂车和水化器上的泵吸和排出管线。

这些压力传感器的设计采用了压阻式传感器技术，能够适应严酷的工业环境。

稳健的温度传感器也能监测混砂车和水力压裂车的液压油箱以及润滑油和散热器温度。

2、压阻式传感技术生产水力压裂车上设备和行业设备的制造商面临着越来越大的挑战，如：高压力峰值；液击；空化；高振动；低速变化对液压系统的机械冲击（如，阀门快速关闭，或者启动泵与关闭泵）。

压阻式传感器技术有较高的崩裂压力能力和过压能力，具备低压和高压功能，在这些应用中效果很好。

终端用户可以运用这样一种传感器技术来全面满足低压要求（从0psi到15psi，1巴）和高压要求（高达8700psi，600巴）。

压裂行业的一些压力传感器所采用的压阻式技术，在零点状态下能够长时间保持稳定，在极为宽泛的温度范围内具有高水准表现。

本技术采用的是一种硅膜片，上面散布着压阻式电阻器，相当于应变计，在水力应用中是应对压力峰值的理想产品。