页岩的压裂技术41页PPT

( ) = ( ) 地层流体粘度及压缩性控制过程
K<1MD， 粘土含量高的砂岩气藏 对于实际油气田，属于这两种情况的都有。
0,180
min
( ) = ( ) 为了在井底有足够的流体憋起高压，选择施工排量要考虑的因素是：
90，270 max 孔眼摩阻大小直接与压裂液通过孔眼的流量有关，因此提高泵注排量，必将增大孔眼摩阻，每个射孔孔眼好象是一个井下油嘴，提高
压裂液渗入地层引起的井壁应力
(Pi Ps)112
井壁上的总周向应力
(3 y x) P i (P i P s)1 1 2
＝地应力+井筒内压+渗滤引起的周向应力
二、造缝条件
• 讨论应力的目的：
– 地层在何种条件下形成裂缝
a—产生垂直裂缝；b—产生水平裂缝 裂缝面垂直于最小主应力方向
岩石破裂力学研究两大基础
1 2 裂缝。
P (P P ) 水力压裂 Hydraulic Fracturing
四、压裂液对储层的伤害及保护
zi
is
1 用于二维、三维模型
缺点：导流能力不及沉降式砂子分布 选择施工排量时，必须首先考虑的是所选排量应大于地层吸液速度，否则无法憋起高压。
12 v
(P P ) 1 z
is
排量，井底压力随即上升，直到另一层压开。
• 随r增加， 迅速降低(平方次) 毛管力的作用致使压裂后返排困难和流体流动阻力增加。
施工排量Ｑ必须大于地层吸液速度Ｑ′，即最小极限排量。
深地层出现的多为垂直裂缝，浅地层出现水平裂缝的几率多。
• 应力集中 氮气相对来讲具有可压缩性并且难溶解，所以对水敏性地层几乎没有污染。
第二节 压裂液
•压裂液及其性能要求 •压裂液的滤失性 •压裂液的流动性质 •压裂液对储层的伤害及保护

• 考虑到储层岩石的脆性 不足，选择了线性胶作 为高支撑剂浓度的携砂 液。
滑溜水组成及配比
添加剂名称
产品代号
使用浓度‰ 备注
杀菌剂
BE-9
0.7
配液加入
防水锁剂
Gasperm 1100 0.5-2.0 配液加入
降阻剂
FR-66
0.75
在线加入
降阻剂的破胶剂 Optikleen WF 0.09
在线加入
• 延页平1井使用的清洁压裂液为成品，使用时按1% 比例在线加入。
井号 涪页HF-1 彭页HF-1 延页平1
各井其它压裂配制统计
名称 凝胶基液 线性胶 清洁压裂液
数量(m3) 2150 3400 636.1
备注 除在线加入添加剂之外此时加入
在线加入
第18页/共30页
6 压裂准备
支撑剂
各井支撑剂准备统计
• 延长石油研究院的滑溜水和清洁压裂液。 • 清洁压裂液为成品，施工时按1%的比例在线加入，同
时加入0.01%的过硫酸铵作为破胶剂。
滑溜水组成及配比
添加剂名称
杀菌剂 粘土稳定剂 破乳剂 降阻剂 助排剂
产品代号 KCL PAM
使用浓度（‰） 备注
0.5
配液加入
20
配液加入
2.0
配液加入
0.5
配液加入
4.0
3 压裂液
涪页HF-1井：贝克休斯公司化学剂
• 滑溜水降阻率达70-80%，且具有较好的防膨效果。
• Viking D，延迟交联压裂液， 适用温度65.5-149℃，交联 时 间 0.5-10min 可 控 。 具 有 低摩阻、抗剪切、携砂能力 强、低伤害等特点。
滑溜水组成及配比

Pb PF Pfr PH
4
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(5)确定压裂所需功率
水马力: 在单位时间内将一定量的液体 提升或泵送一定距离所需要的功率.
HP 16.7Pb Q
HP---(水马力)KW，Pb---MPa，Q---M3/min
(6) 确定压裂车台数
n1

HP
hp
5
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17
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6．顶替液：
采用油管压裂液时
井筒体积=
m3
取顶替液10M3 （为防止产0.生06缩22颈现25象00，顶7替.5液5 体积，一般不得超过井筒体积
4
的1.5倍）
前置液：131-61=70M3
检验前置液用量： t=V/Q=70/1.8=38.9 min
L 1 1.8 38.9 73
(二) 确定压裂液用量及加砂量 1.压裂液滤失系度: 由流态指数n=1可知
15
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f K 0.03pa s
C1

0.171
K
P
f



0.171
2.5 103

(45.0 0.03
26.2)

0.5
0.1
2.17103
m / min
C2

0.136P
K
Cf


0.5

2.25103
m / min
C 9.8103 m / min
2.求泵注时间: 设动态缝长为110M(比有效缝多10m)
16
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由公式
L

1得: 2

精品资料
页岩的应力受近地带和远地带的影响。应力受断裂、抬升、岩 溶、（depleted zone）和注入水的影响，因而不同(bù tónɡ)地 区、不同(bù tónɡ)井，以及同井同层的岩石应力都有差异。 在Tier地区的一口井中，裂缝形成压力从0.86psi/ft变化到 0.72psi/ft，在裂缝的形成和延伸时，应力显著影响地面压力， 并且最终限制了加入支撑剂的量。 近井地带的应力与裂缝的位置和射孔有关。压裂的施工能够调 整应力分布，从最初压裂位置沿水平井筒变化。在每次压裂中， 从第一次到最后一次沿着井筒裂缝可能变化5到10度。
“油气藏”——开启和沟通的天然裂缝网络便是核心。这些裂缝网络为天然气——吸附在孔隙、
矿物和流体表面的天然气提供流动通道。
▪ 压裂效果
虽然页岩中存在天然裂缝，但通常都是封闭（被碳酸盐填充）的，裂缝有些是
独立的，一些是相连的。页岩气的开发技术始于开启和沟通这些裂缝，使之成为裂缝网络，暴
露出5~10×106平方英尺的裂缝表面积。
▪ ▪ 使用泡沫和氮气压裂的原因 对Huron页岩使用泡沫和氮气压裂的两个主要原因是：
地层压力较低以及页岩对液体的敏感性。这两个方法都使用氮气，这是为了增加地层 能量，有助于压裂液的返排。这些液体能够对地层集聚和产生足够的净压力，从而使 地层破裂。
▪ 地层敏感性 页岩对清水的敏感性来自粘土。最重要的问题是绿泥石遇水膨胀。使用高 质量分数的泡沫可以降低粘土引起(yǐnqǐ)的问题。在压裂中也添加其它添加剂以降低 粘土引起(yǐnqǐ)的其它问题。
▪ 在Huron页岩(yè yán)地区最常使用的增产方法是泡沫压裂和 氮气压裂。
▪ 泡沫压裂早在1970年就被广泛使用，用于Appalachian盆地 Huron页岩(yè yán)的增产。

05
02
详细描述
某水电站采用压裂工艺成功增加了发电量， 通过优化水轮机叶片形状和运行参数，提高 了水能利用率和发电效率。
04
详细描述
采用压裂工艺可以降低水电站运营成本，通 过降低维修和能源消耗费用，提高了运营效 益。
06
详细描述
压裂工艺可以有效地提高水能利用率，通过 优化水轮机叶片形状和运行参数，增加了水 的动能转化为电能的效率。
压裂工艺ppt
xx年xx月xx日
contents
目录
• 压裂工艺概述 • 压裂工艺流程 • 压裂工艺应用范围 • 压裂工艺优势与挑战 • 压裂工艺发展趋势与展望 • 案例分析
01
压裂工艺概述
压裂工艺定义
压裂工艺是一种将石油或天然气开采到地面的技术，通过向 地下施加高压，使地下岩石破裂并形成裂缝，从而增加地下 石油或天然气的流动性，提高石油或天然气的开采效率。
压裂工艺挑战
高成本和技术要求
压裂工艺需要高昂的成本和技术支 持，包括压裂车、高压管汇、支撑 剂等设备和材料。
环境污染和健康危害
压裂工艺过程中会产生大量的废水 和废气，对环境和人类健康造成危 害。
地质条件限制
压裂工艺受地质条件限制，如地层 厚度、岩石类型和裂缝发育程度等 。
操作风险
压裂工艺操作过程中存在各种风险 ，如井喷、设备故障等，需要严格 的操作规程和安全措施。
天然气储存与运输案例
总结词
增加储气量
详细描述
某天然气储存设施采用压裂工艺成功增加了储气量，通过 优化储层改造方案和注气技术，提高了储气库的储气效率 和注气速度。
总结词
降低运输成本
详细描述
采用压裂工艺可以降低天然气运输成本，通过降低管道建 设和维护费用，提高了管道运输效率。

环境保护法规的限制
随着全球对环境保护意识的提高，许多国家对压裂技术中的用水 、废弃物处理等方面提出了更严格的法规和限制。
技术更新换代的压力
随着油气开采难度的增加，对压裂技术的要求也越来越高，需要不 断更新技术和设备来满足开采需求。
高成本与低效益的矛盾
压裂技术的实施成本较高，而油气价格受市场波动影响大，导致压 裂技术的经济效益不稳定。
压裂技术的发展经历了从传统水力压裂到新型复合压裂的演变，技术不断进步和创新。
详细描述
自20世纪50年代以来，压裂技术经历了多个发展阶段。最初的传统水力压裂技术使用 单一的液体或气体来施加压力。随着技术的进步，复合压裂技术开始出现，结合了多种 液体和支撑剂来提高压裂效果。如今，新型的复合压裂技术已经成为主流，能够更有效
《压裂基础培训》ppt课件
• 压裂技术概述 • 压裂技术的基本原理 • 压裂技术的主要设备 • 压裂技术的实际应用案例 • 压裂技术的挑战与未来发展
01 压裂技术概述
压裂技术的定义
总结词
压裂技术是一种通过施加压力将岩石破碎，从而释放和增加油气井产量的技术 。
详细描述
压裂技术是一种广泛应用于油气开采领域的增产技术。通过使用高压力将岩石 破碎，形成裂缝，使油气在井筒内流动更加顺畅，从而提高油气的产量。
04 压裂技术的实际应用案例
油田开发中的应用案例
案例一
某油田采用压裂技术提高采收率 ，通过压裂改造，单井产量提高
30%，最终实现增产目标。
案例二
某油田针对低渗透油藏，采用压裂 技术实现有效开发，通过优化压裂 参数和工艺，提高了储层渗透率和 产能。
案例三
某油田在老油田二次开发中，利用 压裂技术对老井进行改造，成功挖 掘出剩余油藏潜力，提高了采收率 。

江汉涪陵页岩气压裂技 术概述
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
Hale Waihona Puke 56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左

（三） 压裂工具与管柱
压裂管柱组配和使用技术要求：
①压裂管柱采用N-80以上钢级的外加厚油 管和短节组配。
②封隔器卡点应选择在套管光滑部位，避 开套管接箍。
③压裂管柱喷砂器与封隔器直接连接，最 下一级封隔器以下的尾管长度不小于8m。管柱 底端距井内砂面或人工井底距离不小于10m。
（三） 压裂工具与管柱
④按照施工设计精确配出封隔器卡距、油 管下入深度，卡点深度与设计深度误差不超过 ±0.2m。
⑤由K344-114封隔器组成的浅井分压多层 管柱最多允许使用4级封隔器，允许上提一次。 该管柱承压能力为40 Mpa。
⑥压裂管柱是专用管柱，严禁用于替喷、 冲砂、压井、打捞等作业施工。
（三） 压裂工具与管柱 滑套式分层压裂管柱
（三）压裂的应用
大约40%完钻井数实施了压裂
125
80
100
1981年
1991年
2001年
全球压裂井次（万口）
美 石油储量的30%是通过压裂改造才达到经济开采条件的。
国 北 通过压裂增加130亿吨石油储量。
美 我 已探明低渗透地质储量约40亿吨,这些储量只有通过 国 压裂改造才能具备工业开采价值。
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H D E ÏÖ ³¡ ²Î Êý У Õý ÒÇ ¡¢ S M ¡ª A ѹ ²î ʽ É°ÃÜ ¶È ¼Æ
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特点：适用套管（31/2″、41/2″、51/2″、7″)；适合
大排量、大型施工、封隔可靠性高、压裂层位精确、分层
压裂的段数不受限制。
三、压裂施工设计技术
井号
岩性
水平段长 压裂
(m) 段数 隔离+射孔方式
压裂工艺
压裂液
支撑剂
涪页 HF-1 页岩、夹薄层灰岩 1136.75 10 桥塞+射孔联作 滑溜水+冻胶
拉强度比
B=26.7-40, 脆性
强
B=14.5~26.7, 脆
性中等
B<14.5, 脆性弱
脆性
地层
低粘度
复合压裂液
网络裂缝
线性胶
高砂比
泡沫
双翼裂缝
凝胶
塑性
地层
低排量
高排量
三、压裂工艺技术
3、页岩气压裂主要工艺技术
1）水平井桥塞分段压裂工艺：
通过水力泵送桥塞方式实现坐封、射孔联作、并沿水平段
方向实现逐级封隔、射孔和压裂的工艺。
7.0
压后返出液
1.20
1.10
1.004
7.0
二、压裂液返排液的回收利用技术
对威201-H1井返出液放置1个月后进行处理后基本
性能测试结果如下：
类别
粘度，
mPa.s
密度，
g/cm3
表张，
mN/m
接触角，
降阻率，%
原配方
5.60
1.001
26.23
63.12
67
返排液
1.20
1.004
32.42
38.12
页岩气井压裂技术
汇报内容
➢概述
➢压裂液技术

（一）压裂的机理
利用地面高压泵， 注入液体压开缝。 填充适量支撑剂， 改善地层渗透性。
（二）压裂技术的发展
1947年在美国进行了首次水力压裂增产作业 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 八十年代以后，成为提高采油速度和原油采收率 及油田开发效益的重要手段。
(二) 压裂设备
混
砂 车
一是把支撑剂与压裂液充分混合,
的
二是为泵车提供充足的液体。
作
用
最大排量15.9 m3/min,最大输 送砂量8165 Kg /min,8个泵车 接口。
(二) 压裂设备
仪
表 车
一是控制泵车和混砂车的运行参数
的 作
二是适时记录及监测分析施工参数
用
201队在用压裂设备综合性能参数表
（一）压裂施工过程
⑵ 试压
缓慢平稳启动压裂车高压泵，对井口阀 门以上的设备和地面压裂流程管线进行承受 高压性能试验，试验压力为预测泵压的1.2－ 1.5倍，稳压5min，不刺不漏，压力不降为合 格。
（一）压裂施工过程
（3） 试挤
打开井口阀门，关闭循环放空阀门，逐台 启动压裂车，按压裂施工设计规定的试挤排量 将压裂液试挤入油层，压力由低到高至稳定为 止。目的是检查井下管柱及井下工具情况，检 查压裂层位的吸水能力。
77.5 107.9 130.2 150.1 181.3 221.5 283.3
（一）压裂施工过程
1、压裂准备 (4) 连接地面压裂流程 地面管线要使用N80以上钢级的油管和短节，
禁止使用软管线，并要求保证不刺不漏。 （5） 准备好压裂材料 主要是指压裂液和支撑剂。
（一）压裂施工过程
2、压裂施工工序

有待进一步实践 ，且在页岩气开发初期尤其是在勘探阶段井眼稀疏 ，并不适用
汇报提纲
概述
页岩气井水力压裂技术 水力压裂技术应用分析
结论
水力压裂储层因素
页岩储层水力压裂影响因素
1、地质条件 2、天然裂缝系统
地质因素
3、矿物成分及含量
4、岩石力学性质 5、地应力情况 6、压裂液配制
储层因素
工程因素
美国页岩气压裂增产措施的发展历程
20世纪70年代，美国的经营者对东部泥盆纪页岩气ห้องสมุดไป่ตู้发中曾采 用裸眼完
井、硝化甘油爆炸增产技术来提高天然气的采收率;
20世纪80年代使用高能气体压裂以及氮气泡沫压裂，使得页岩气产量提 高了3~4倍； 进入21世纪后，随着水力压裂、水平井分段压裂、重复压裂及平行压裂 等新技术的运用和推广，极大地改善了页岩气井的生产动态与增产作业 效果，页岩气单井产量增长显著，极大地促进了页岩气的快速发展。
概述
直井 + 泡沫压裂
1981~1985
直井 + 交联冻胶压裂
1985~1997
直井 + 清水压裂
1997~现今
清水压裂 + 重复压裂
Barnett页岩 开发基本方式
1999~现今
水平井+清水压裂+同步压裂
2006~现今
汇报提纲
概述
页岩气井水力压裂技术 水力压裂技术应用分析
结论
概述
页岩气（Shale gas）是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附或游离
水力压裂储层因素
1、天然裂缝系统
对页岩储层来说，裂缝系统既是气体的主要储存空间，也是渗流的主
要通道，对页岩气开发来说，裂缝系统是压裂液进入储层的主要通道。天 然裂缝的发育程度是影响页岩气开采效益的直接因素，因此页岩气水力压

理想的压裂储层特性
• 10 > k > 0.001 md (Gas) • 100 > k > 0.1 md (Oil) • 储层厚，含油性好 • 隔层遮挡性好 • 泄油面积大
复杂的压裂储层特性
• k ≥ 100mD或 k ≤ 0.1 mD (Oil) • k ≤0.001 mD (Gas) • 储层薄，含油性差 • 隔层遮挡性差 • 透镜体油气藏 • 敏感性储层
Frac width
1 2
4 - Proppant advances further into the fracture as pumping continues
5 – Proppant advances further in the fracture and may reach the tip of the hydraulic fracture as fluid continues to leak into the permeable formation
45商548井最小水平主应力剖面图3245032500325503260032650327003275032800328503290032950330003305033100331503320033250333003335033400334503350033550336003365033700400045005000550060006500700075008000最小水平主应力mpa深度msinopecslof525450分层压裂改造工艺是指分层压裂改造工艺是指针对层间跨度较大的储针对层间跨度较大的储层在不动管柱的情况层在不动管柱的情况下利用井下工具机械下利用井下工具机械分层的方式分别实施针分层的方式分别实施针措施层措施层措施层措施层措施层措施层措施层措施层分层压裂技术分层压裂技术该技术是近年来发展最为迅速取得成效最大应该技术是近年来发展最为迅速取得成效最大应用范围最广的一项压裂改造技术在基山砂岩体用范围最广的一项压裂改造技术在基山砂岩体正理庄高正理庄高8989区块纯梁梁区块纯梁梁112112等区块均取得了显著等区块均取得了显著的增产效果有效地攻克了以往针对大井段薄互的增产效果有效地攻克了以往针对大井段薄互层的压裂改造难题单井最大加砂量达到层的压裂改造难题单井最大加砂量达到70m70m33高砂比8080加砂强度达到加砂强度达到4m4m33该技术需要包括综合降滤降摩阻高砂比强制该技术需要包括综合降滤降摩阻高砂比强制闭合等多种压裂工艺技术的综合运用设计难度大闭合等多种压裂工艺技术的综合运用设计难度大施工复杂程度高是体现压裂设计和施工水平的重施工复杂程度高是体现压裂设计和施工水平的重要标志

效果分析
对选择的压裂液进行效果分析，包括性能评估、增产效果等 方面的评估。
油田开发方案中压裂液的配制及应用效果
配制方法
详细介绍所选择的压裂液的配制方法，包括配方、配比等方面的信息。
应用效果
介绍该压裂液在油田现场应用的效果，包括提高产量、降低伤害等方面的效 果。
05
压裂工艺的优势与不足
压裂工艺的优势
2
压裂工艺也可用于改造老油田或气田，提高采 收率。
3
压裂工艺还可应用于开发非常规能源，如煤层 气、天然气水合物等。
02
压裂工艺基本原理
压裂液的组成及作用
总结词
由多种化学剂复配而成，主要 作用为支撑裂缝、清洁裂缝以
及传递压力。
组成
由稠用
压裂液在地层中产生支撑裂缝 ，增大储层渗透率；同时清洁 裂缝，使地层中的流体流动更 加顺畅；并通过传递压力，形
压裂工艺发展历程
压裂工艺起源于20世纪40年代，经历了传统压裂、水力喷 射压裂、多段压裂、水平井压裂等多个阶段，目前正在向 无砂支撑剂和重复压裂方向发展。
中国自20世纪50年代开始应用压裂工艺，目前在该领域的 技术水平已经达到国际先进水平。
压裂工艺应用场景
1
压裂工艺广泛应用于低渗透油田或气田开发中 ，如页岩气、致密气等。
压裂液的配制及使用
总结词
根据实际需求进行配制，使用过程中需严格控制质量。
配制
根据不同的配方和比例，将化学剂和水混合搅拌均匀，制成压裂液。
使用
将配制好的压裂液通过泵送系统注入地层，在高压作用下压开地层并形成裂缝，同时通过清洁和支撑作用提高地层渗透率 。使用过程中需严格控制压裂液的质量和注入速度，以保证压裂效果和安全性。