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1、水力壓裂HydraulicFractureStimulation“水力壓裂”是什么?液體連續(xù)注入使得人工裂縫變得更大。液體將高強(qiáng)度的固體顆粒（支撐劑）帶入并充填裂縫。施工結(jié)束，液體返排，支撐劑留在裂縫中，形成高流通能力的油氣通道，并擴(kuò)大油氣的滲流面積。利用液體傳遞壓力在地層巖石中形成人工裂縫。基本概念?利用地面高壓泵組，以超過地層吸收能力的排量將高粘液體（壓裂液）泵入井內(nèi)，而在井底憋起高壓，當(dāng)該壓力克服井壁附近地應(yīng)力達(dá)到巖石抗張強(qiáng)度后，就在井底產(chǎn)生裂縫。繼續(xù)將帶有支撐劑的攜砂液注入壓裂液，裂縫繼續(xù)延伸并在裂縫中充填支撐劑。停泵后，由于支撐劑對裂縫的支撐作用，可在地層中形成足夠
2、長、有一定導(dǎo)流能力的填砂裂縫。壓裂作用及增產(chǎn)機(jī)理?溝通油氣儲集區(qū)，擴(kuò)大供油面積。砂巖儲層中的透鏡體、裂縫性油藏的裂縫和溶洞?改變井筒周圍滲流特征，降低滲流阻力，節(jié)約地層能量。?克服井底附近污染在油氣勘探開發(fā)中的作用(1)勘探階段增加可采儲量；美國可采儲量的20~30%通過壓裂獲得。(2)開發(fā)階段增加油氣井產(chǎn)量和注水井的注水量;調(diào)整油田開發(fā)矛盾，改善吸水、出油剖面;提高采油速度，提高油田采收率;(3)其它方面控制井噴;煤礦開采，工業(yè)排污，廢核處理等。為什么要壓裂…增加油氣井的生產(chǎn)能力油氣井水力壓裂低滲透儲層通過壓裂達(dá)到經(jīng)濟(jì)開采產(chǎn)量中等滲透儲層的傷害要消除或需要更優(yōu)的回報(bào)高滲透儲
3、層的傷害要消除或防砂1947-1948:水力壓裂的發(fā)展1947.7–美國開始第一口井的壓裂施工，用交聯(lián)的煤油/汽油混合油。1948-獲得專利，在商業(yè)應(yīng)用前壓裂了23口井水力壓裂的歷史水力壓裂商業(yè)性應(yīng)用開始于1949年1949早期,哈里伯頓油井固井公司獲得唯一的“水力壓裂”許可證當(dāng)年進(jìn)行了332口井的壓裂75%成功1949.3在美國俄克拉荷馬州的維爾瑪進(jìn)行了第一次商業(yè)性的壓裂施工早期施工使用幾百磅的手篩河砂和凝膠油現(xiàn)在使用成百上千噸的砂或人造支撐劑和凍膠或泡沫壓裂液注入排量為第一次壓裂施工排量的5到50倍從第一次壓裂到現(xiàn)在...第一次百萬磅（454噸）支撐劑的壓裂1974年5月
4、1988年大型壓裂，91MPa下加入817噸20/40陶粒在90年代......1997:一口井7層壓裂施工加入支撐劑>14,000,000磅（6356噸）.(~2,000m水平井,北海)1995-98:平均每月壓裂2000口井進(jìn)入2000年……?理解/控制多裂縫新方法新技術(shù)用在大斜度井或水平井的裸眼段壓裂中3-D實(shí)時(shí)裂縫幾何尺寸測繪(微地震波監(jiān)測,井下測斜)水力裂縫生長過程12345671234567第一節(jié)壓裂機(jī)理時(shí)間壓裂泵注的階段小型壓裂降排量試驗(yàn)前置液ISIP閉合&濾失排量實(shí)際井底壓力支撐劑濃度最終ISIP裂縫凈壓力增加裂縫方向總是垂直于最小主應(yīng)力一.地應(yīng)力及巖石力學(xué)參
5、數(shù)?x?z?y當(dāng)?z最小時(shí)，形成水平裂縫。裂縫形態(tài)及方位?x?z?y?y?x?z當(dāng)?z>?x>?y，形成垂直裂縫，裂縫面垂直于?y方向；當(dāng)?z>?y>?x，形成垂直裂縫，裂縫面垂直于?x方向；理想裂縫實(shí)際可能出現(xiàn)下列情況的裂縫裂縫上下竄彎曲裂縫液體分流T型裂縫水平裂縫傾斜多裂縫上竄裂縫射孔方位1.射孔方位與最大水平主應(yīng)力方位平行，最有利；2.射孔方位與最小水平主應(yīng)力方位平行，最不利；3.射孔方位與最大水平主應(yīng)力方位成一定角度平行，有一定影響。二、地應(yīng)力測量、解釋方法1.地應(yīng)力方位測量；2.地應(yīng)力大小測量。三、地層巖石破裂機(jī)理和破裂壓力地層巖石破裂，井底壓力大于地層有效應(yīng)力及巖
6、石的抗張強(qiáng)度。1.定義破裂壓力梯度2.理論計(jì)算3.統(tǒng)計(jì)值油田使用的破裂壓力梯度通常是根據(jù)大量的壓裂實(shí)踐統(tǒng)計(jì)出來的。一般范圍在0.015~0.025MPa/m之間.根據(jù)破裂壓力梯度可以大致估算壓裂裂縫形態(tài):當(dāng)α<0.015～0.018MPa/m,形成垂直裂縫;當(dāng)α>0.022～0.025MPa/m,形成水平裂縫.降低破裂壓力措施酸化預(yù)處理高效射孔密集射孔四、裂縫設(shè)計(jì)模型2-D模型簡化3-D模型有限元3-D模型裂縫模型2D模型PKNCGD（KGD)徑向3D模型擬三維集成三維全三維非平面三維商業(yè)化壓裂軟件2-D模型(PKN,KGD,Daneshy,Radial)眾多簡化3-DFra
7、cproorFracproPTM-FracStimPlanorE-StimPlan有限元3-DTerraFracGOHFER黑箭頭表示油氣流動路徑無裂縫的油氣徑向流動井筒含油氣的多孔儲層巖石五、水力壓裂增產(chǎn)機(jī)理降低滲流阻力，增大滲流面積。有裂縫后油氣流動變成“線性”流動含油氣的多孔儲層巖石水力裂縫流動變化后期，擬徑向流初期，地層線性流早期，雙線性流第二節(jié)壓裂設(shè)計(jì)一、選井選層基本原則：1.油氣井必須有足夠的剩余儲量以及地層能量。2.前次壓裂由于施工原因造成施工失敗，在對失敗原因進(jìn)一步分析的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，
