压裂的基础知识
1、什么叫油层水力压裂？
利用水力传压的作用，使埋藏在地层深部的油层形成裂缝的方法叫油层水力压裂。
2、油层水力压裂的基本原理是什么？
油层水力压裂一般是指利用液体传压的原理，在地面用高压大排量的泵，将具有一定粘度的液体以大于油层所能吸收的能力向油层注入，使井筒压力逐渐增高，当压力增高到大于油层破裂所需要的压力时，油层就会形成一条或几条水平的或是垂直的裂缝。当裂缝形成以后，随着液体的不断注入，裂缝还会不断地延伸和扩展，直到液体注入的速度与油层所能吸收的速度相等时为止，此时若取消外力裂缝还会重新闭合。为了保持裂缝处于张开的状态，随压裂液注入的同时混入一定比例的具有较高强度的固体颗粒做支撑剂来支撑裂缝。由于支撑是经过严格筛选的，它具有良好的粒度和强度，沉淀在裂缝中，使改变了井筒附近地层的导流能力，从而降低了液体由地层流入井筒的阻力。
3、油层水力压裂的目的是什么？
油层水力压裂的目的在于改造油层的物理结构，人为地在油层中形成一条或几条高渗透能力的通道，以降低近井地带的流动阻力，增大渗流能力，使油井获得增产效果。
4、油层水力压裂有哪些作用?
对油层进行水力压裂有以下作用：
①解除钻井或修井过程中由于压井液造成的油层污染和堵塞。
②改善厚油层上下渗透性不均匀的层内矛盾。
③提高低渗透油层的渗透能力，调整油井的层间和平面矛盾，改善开发效果；
④扩展和沟通油层原有的裂缝和通道，提高油井的产油能力和注水井的吸水能力。
5、水力压裂所形成的油层裂缝有哪几种？
油层通过水力压裂后所形成的裂缝，一般可以归纳为两种基本类型，即水平裂缝和垂直裂缝。与油层层面相平行的裂缝叫水平裂缝，与油层层面相垂直的裂缝叫垂直裂缝。
6、压裂液有几种类型？
在压裂过程中向井内挤入的液体总称为压裂液。压裂液有很多种，大致可分为油基压裂液和不基压裂液两大类。油基压裂液通常用原油或成品油为基液；水基压裂液通常采用清水、田菁胶、海藻胶、稠化水和生活水平包油乳化液等。
7、压裂液应具有哪些基本性质?
压裂液要直到传压、劈开裂缝，携带支撑剂进入油层的作用。因此它要具有如下五个方面的基本性质：
①滤失量小，不易漏入油层，有利于造缝；
②摩擦阻力小，以减少设备的动力损失；
③悬浮能力好，能够大比例地携带支撑剂进入油层；
④与油层不发生化学反应，压裂后易于返排，不污染和堵塞油层；
⑤材料来源方便，配制简单，成本低。
8、什么叫支撑剂？有几种类型？
在压裂过程中用于支撑和充填油层裂缝的固体颗粒称为支撑剂。常用的支撑剂有：石英砂、陶粒、玻璃球等多种类型。
9、压裂施工中压裂液分哪几部分使用？各有什么作用？
在压裂过程中压裂液分前置液、携砂液、顶替液三部分：
①前置液一般是在加砂以前使用的液量，包括压裂施工中试挤和压裂这两道工序所用的全部液量。前置液的任务在于建立井底压力，逐渐达到地层的破裂压力，将地层压开裂缝。
②携砂液顾名思义是指输送支撑剂到油层裂缝中所需要的液体总量。
③顶替液是在施工的最后阶段用以顶替携砂液进入油层裂缝所用的液体总量。
10、油水井水力压裂有哪几种常用的基本方法？
油水井水力压裂分普通压裂和选择性压裂两种基本方法。
①普通压裂因注液通道不同又可分为：套管压裂、光油管压裂、环空压裂、环空与油管混合压裂。
②选择性压裂是当油层厚度较大或者层数较多时，将层间渗透性差异较大的油层用封隔器进行分层压裂或者用暂堵剂在一定排量下堵塞高渗透层的炮眼将预压层压开。
11、压裂施工前对油水井要做哪些调查工作？
压裂施工前，要根据地质设计提供的井号和方案，对施工井进行调查，目的是对油水井的现状作全面的了解，为施工提供依据，调查的内容大致包括：
①可供压裂车组通行的道路情况；
②井场是否能摆下所需要的压裂车辆；
③查看采油树型号，是否能承受压裂施工的最高泵压，是否能与不压井作业装置相配套；
④查看井内管柱结构和是否有落物；
⑤查看套管状况是否完好，能否下入分层压裂的井下工具。
12、接到压裂施工井号后作业队要做好哪几项准备工作？
在作业队接到施工设计时，要针对施工要求逐项做好准备，一般情况下有8项准备工作必须做好：
①准备好加深油管，以便加深原井管柱探砂面；
②准备好特殊法兰，以便和各种采油树配套不压井作业；
③准备好冲砂工具和水龙带，在需要冲砂时进行冲砂作业；
④准备好打捞工具，在需要打捞井下落物时进行打捞；
⑤查看原井管柱是否符合压裂要求，必要时更换全井管柱；
⑥准备好井口球阀、投球器和分层压裂所需要的钢球；
⑦准备好数量足够的清水，以便平衡、冲砂和反洗用；
⑧准备好管汇配件，包括各种油壬、弯头和大小头等。
13、哪些油管不能用来做压裂管柱？
凡是弯曲、变形、有裂缝和有砂眼的普通油管不能用于压裂，经过酸化或其它原因腐蚀过的普通油管不能用于压裂；玻璃衬里油管和涂料油管不能用于压裂；丝扣有损伤和使用过久的油管也不能用于压裂。
14、进行油水井压裂为什么要首先验串？
因为压裂过程中井筒内要承受很高的压力，如果固井质量不好一旦发生管外串槽，就会使高压携砂液体在非目的层形成裂缝，容易造成夹层被压开或者水层被压开的不利情况。所以，凡是对有串槽显示的油层都要查清情况，以便采取措施进行封堵。
15、压裂施工的井场布置有什么要求？
压裂施工的井场布置应分为四个区，即高压区、低压区、井口区和辅助区。在井
场布置上应以高压区为中心向外展开，首先应确定高压管汇的位置，尽量离井口区稍远一些。
16、压裂施工时对高压管汇有什么要求？
压裂施工中不论使用哪种管汇都要满足下列要求：
①必须能够承受高于本地区最高破裂压力的1.5—2.0倍的高压；
②管汇与各压裂车的连通部分必须装有闸阀或者单流阀，以便进行单车控制；
③管汇上不允许有直角弯头；
④管汇上应有足够接口以便接满压裂车后，还可以进行高压管线放空等项作业；
⑤管汇上的所有阀门必须灵活好用，易于迅速开关。
17、压裂施工的基本工序有哪些？
压裂施工尽管方法很多，但是基本工序是相同的，大致可以分为7个步骤：循环、试压、试挤、压裂、加砂、替挤、活动管柱或反洗。
18、压裂施工时为什么要有循环工序？
因为压裂施工前首先要检查各台设备的工作性能，看泵的上水情况是否良好，管汇是否畅通，同时还要把贮罐内的压裂液进行搅拌，使其粘度和温度达到均匀。冬季施工还要检查管线或闸阀有无冻结的现象，所以必须要有循环这道工序。19、压裂施工前为什么要对地面管线试压？
因为压裂施工中各道是连续进行的，中间不能停顿。因此，要求管线各个连接部位必须接牢，无刺漏现象，以便保证在破裂压力的条件下管线安全工作，所以要对地面管线进行试压。
20、压裂施工中试挤的目的是什么？
试挤的目的是检查井下管柱的各部分如封隔器、喷砂器、水力锚等工作是否正常。检查管柱下入的位置是否正确。更重要的是，通过对油层的试挤可以掌握地层吸液能力，以便估算最高的破裂压力。
21、压裂施工中怎样判断油层是否形成裂缝？
①根据压力与排量的变化判断油层是否形成裂缝：在压裂时，随着压力的上升，排量也随着上升，两者之间保持着一定的比值关系。但是当裂缝形成时，它们之间原来的比值关系就被打破。这时，可能会出现两种情况：第一，泵压迅速下降排量上升。第二，压力不变，排量上升。这时就可以判断油层已被压开裂缝。②根据机械设备的变化判断油层是否形成裂缝：在油层没有形成裂缝以前，由于压力比较高，压裂车上的柴油机负荷大，发出的声音很沉重，排出浓烟。从混砂车的砂罐里可以观察到液体排量不大，砂罐内的液体翻腾也小。可是一旦裂缝形成，柴油机马上会改变声音，砂罐中的液体排量突然增加，形成很大的翻腾浪花。这时判断油层已被压开裂缝。
③利用地层吸水指数的变化判断油层是否被压开裂缝：在地层未形成裂缝的时候，由于地层本身的渗滤面和渗透率是固定的，则吸水指数也是一个固定值。当油层被压开裂缝后，由于有了新的裂缝面，从而使地层吸液能力增加，此时吸水指数明显增加，判断油层已经被压开了裂缝。
22、加砂过程中要注意哪些问题？
加砂是压裂成败的关键工序。加砂前应迅速检查一下各台车的工作情况是否正常，管线和井口设备是否有问题，如果发现问题，必须在加砂前停车处理。
加砂时应先小后大，开始时混砂比可控制在5－7%左右，此时可以进一步验证油层是否真的形成了裂缝。如果油层没有形成裂缝，砂子就会在井筒内沉积而引起压力升高。发生这种情况要立即停止加砂，进行放空和反洗。
加砂过程中要使含砂比逐渐加大，保持均匀加砂。此时不许减档，严禁停泵。23、压裂施工后为什么要替挤？
为了把携砂液全部挤入油层裂缝，所以要进行替挤。顶替液的用量十分关键，替挤多了会把支撑剂推向地层深部而使井筒附近的地层裂缝闭合，从而影响了压裂效果。替挤少了又会使支撑剂残留在井筒里易造成砂堵事故。所以压裂施工加砂完了以后，必须要适量进行替挤。
24、压裂施工后为什么要马上反洗井或活动管柱？
目前的压裂工艺绝大多数采用的是以封隔器为主的分层选压管柱。在施工完成后，必然有一部分支撑剂残存在井筒里，往往会造成两级封隔器卡距之间的沉积，若不及时消除，很容易造成卡管柱事故。所以替挤以后要迅速活动管柱，使封隔器收缩解除砂堵或反洗井将沉砂冲上来，以防砂卡住管柱。
25、为什么有时会出现压不开的现象？
产生压不开的现象，有如下几种原因：
①管柱下入位置有错误，封隔器卡在未射孔井段上；
②射孔质量差，油井不完善，地层吸液阻力大；
③油管或是地面管线有堵塞物，造成卡阻；
④地层渗透性差，吸液能力太低；
⑤钻井过程中造成泥浆污染油层，泥饼堵死了地层孔道；
⑥井下工具失效。
26、压裂中途为什么有时压力会突然上升？遇到这种情况如何处理？
压裂开始时压力正常，但是加砂后出现了压力猛升的现象，其主要原因是加砂不均匀，在管柱中造成了砂堵。或因混砂比过高形成的堵塞所致。也有因杂质堆积在炮眼附近或压裂液中的纤维质物品堵塞了油层孔隙而造成的。发生这种情况后应立即停止加砂，降低排量，使泵压先降到安全负荷以内，但不要全部停车，以免造成更严重的砂堵事故。这时还要进一步观察泵压与排量的变化，如果砂堵有所解除还可考虑继续加砂。
27、压裂施工中为什么有时套压会突然上升？
压裂施工中产生套压突然上升的现象有如下原因：
①喷砂器与封隔器启开压力配合不好；
②套管外有串槽；
③油管刺漏；
④上封隔器损坏。
28、压裂中为什么有时压力会突然下降？
在压裂过程中，当井口压力升到一定高度时，突然出现压力大幅度下降的现象。其原因可能是由于套管损坏、封隔器失效或是串槽所致。此时应立即停车进行现场分析，则同时应有套压上升的现象；如果是封隔器损坏或是下部油管断脱，同时应有管柱上顶现象。
29、压裂中途排量突然下降是什么原因？
在压裂施工中产生排量突然下降的原因是：
①压裂泵上水凡尔盘根损坏；
②上水管线堵塞；
③压裂液储罐面过低；
④压裂泵抽空。
30、压裂过程中管线发生刺漏如何处理?
遇到压裂管线发生刺漏的时候，一定要酌情慎重处理。如果在某一台压裂车与高压管汇之间的连接管线发生刺漏，可将此车停下来，在降低砂比的情况下，将高压管汇上的闸门关闭后再进行处理。如果在井口等处有严重刺漏时，就应该停止加砂进行反洗，在清除井内沉砂后再进行处理。总之，处理管线刺漏必须在保证井内不被砂堵的情况下进行。
31、分层压裂管柱对封隔器有什么要求？
对压裂封隔器的结构要求是：耐高压、防砂卡、密封性能好，并能反洗，对套管的适应性强，容易操作。
32、压裂封隔器下井之前怎样进行检查？
压裂封隔器在下井前主要检查两端的丝扣是否完好，胶筒表面有无破损，封隔器编号与合格证是否相符。若发现问题，封隔器不能下井使用。
33、弹簧式滑套喷砂器的结构及工作原理是什么？
在喷砂器的上下接头之间装有一个弹簧，使之对凡尔产生一个预压力，预压力的大小可以通过调节环来控制。当油管内充满高压液体时，压裂液通过中心管上的孔眼进入凡尔座的内腔，随着压力的升高可推动凡尔向上移动，使凡尔与凡尔座脱离。此时，压裂液可以从凡尔四周喷出并注入油层。由于定压弹簧的作用，凡尔只有在压力达到一定值时才会打开，当压裂液的压力降低到一定值时，凡尔还会在定压弹簧的作用下自行关闭。
在多级分层压裂时，在喷砂器上还需用固定销钉装有直径不同的滑套（最下一级喷砂器不装滑套）。当第一层压裂结束时，用一个直径与滑套相配合的钢球投入井中，在压裂液的作用下，钢球便会坐在滑套上憋起高压，剪断固定销钉，使上一级喷砂器的滑套落入下一级喷砂器内，使之封闭了出液通道。这样第二级喷砂器便会象第一级喷砂器那样开始工作。如此重复便可实现多层连续压裂。图（6-6-1）
34、处理压裂砂堵事故有哪几种常用的方法？
处理压裂砂堵事故有四种常用的方法：
①平稳挤压裂液解堵：当出现泵压猛增，排量下降，确认为砂堵时，应立即停止加砂，用大排量平稳挤压裂液的方法进行解堵，待正常后再继续加砂；
②反洗解堵：出现砂堵后，立即停止加砂进行反洗，将管柱内的全部沉砂冲出后，再试加砂，继续压裂；
③水击解堵：水击解堵是用少部分压裂车，在安全压力范围内，从油管正憋压，然后猛放压，形成一个水击现象，产生冲击和振动。经正冲击与反振动的往复作用，冲击或振活沉砂段解除砂堵。
④活动管柱反洗解堵：这种方法是活动管柱与反洗井相结合来解除砂堵。在砂堵比较严重的情况下，迅速活动压裂管柱，将油套环形空间的沉砂解除。然后，再用反洗或水击法解油管沉砂。
35、怎样预防压裂砂堵事故？
预防压裂砂堵事故最主要的是在地面上做好如下几项工作：
①下井工具从加工组装、试压直至发送现场，都要进行严格的质量把关；
②下井管柱要做到“三丈量”、“三对口”。尤其是下封隔器的分层压裂管柱一定要做到卡点准确；
③地面高压管汇和井口控制器、投球器、球型闸门、管线上的高压油壬要做到定期检修，及时保养，保证做到安全可靠，操作灵活；
④储存压裂液的各种容器要定期清洗；
⑤支撑剂要做到清洁无杂质，防止泥砂等脏物混入；
⑥压裂设备要定期保养，及时检修，带病的设备不能上井编入车组进行冒险施工；
⑦压裂指挥人员，要严格按施工设计要求合理使用设备，判断要准确，指挥要得当。特殊井要提前做好预防砂堵事故准备工作。
36、什么情况下可采用下击解卡处理砂堵？
出现砂卡以后，如果活动管柱无效时，可用下击法处理。处理时要注意，如果管柱没有动，下击时最好使用24米高的井架，用较大直径的钻杆做重物，用滑杆扶正器把重物和被卡管柱连接起来，然后提钻下砸，摧毁砂桥，解除砂卡。虽然用这种方法解卡效果比较好，但要注意当井口有油气渗漏现象时，不能用此方法解卡，以防造成火灾。
37、压裂造成砂堵、砂卡的原因有哪些？
压裂造成砂堵、砂卡的原因主要有：
①压裂液悬砂性能差使砂子沉淀；
②压裂液的含砂比过高；
③压裂中途停泵时间过长；
④管柱卡距太大或发生故障而大量沉砂；
⑤替挤液不足。
38、砂卡时应怎样活动管柱？
压裂砂卡后，应及时活动管柱，使井内封隔器收拢，造成卡点附近的砂桥松散。在活动管柱时不能猛提，应慢提快放，以免将管柱卡死或将油管拔断。
39、压裂施工中出现断管柱时有哪些特征？
压裂施工中出现断管柱时一般有三种特征：
①管柱在井口附近断脱：表现为泵压突然下降，套压猛升，井口有较大振动和响声，同时油管上顶；
②在封隔器以上距井口较深的部位油管断脱：表现为泵压突降，套压迅速上升，井口有振动，管柱稍有上顶；
③在两封隔器卡点间管柱断脱：表现为泵压稍有波动，井口突然上顶，套压可能上升。如果停泵再缓慢起动，油、套必须连通。
⑤一般来讲，封隔器以上管柱断脱时悬重减少，凡是上部管柱断脱，反洗周期短。
40、怎样处理压裂断脱管柱事故？
如果管柱是在封隔器以上断脱，特别是在井口附近断脱时，一般处理方法如下：加深管柱进行对扣，若能对扣成功，立即进行反洗井，将井内沉砂冲出。假如反洗不通，要试提管柱进行活动解卡。如油管断时，应该用母锥倒出所断油管，然后再进行对扣反洗和活动管柱。
如果管柱在封隔器卡距间断脱时可采取如下措施处理：
①立即开泵反洗，冲出沉砂后试活动管柱；
②压井起出上部管柱；
③打捞落井管柱。
41、压裂施工中为什么要安装特殊的井口球阀？
压裂施工后，要求尽快活动管柱，促使封隔器胶筒尽快收拢。万一发生砂卡，最有利的解卡方式就是下放管柱解卡，因此要在井口安装外径114mm的特殊球阀。这种球阀与井下封隔器的外径相同，在必要时不但可以迅速开关，而且还可以通过井口控制器下放管柱活动解卡。
压裂技术现状及发展趋势 (长城钻探工程技术公司) 在近年油气探明储量中，低渗透储量所占比例上升速度在逐年加大。低渗透油气藏渗透率、孔隙度低，非均质性强，绝大多数油气井必须实施压裂增产措施后方见产能，压裂增产技术在低渗透油气藏开发中的作用日益明显。 1、压裂技术发展历程 自1947年美国Kansas的Houghton油田成功进行世界第一口井压裂试验以来，经过60多年的发展，压裂技术从工艺、压裂材料到压裂设备都得到快速的发展，已成为提高单井产量及改善油气田开发效果的重要手段。压裂从开始的单井小型压裂发展到目前的区块体积压裂，其发展经历了以下五个阶段[1]：（1）1947年-1970年：单井小型压裂。压裂设备大多为水泥车，压裂施工规模比较小，压裂以解除近井周围污染为主，在玉门等油田取得了较好的效果。 （2）1970年-1990年：中型压裂。通过引进千型压裂车组，压裂施工规模得到提高，形成长缝增大了储层改造体积，提高了低渗透油层的导流能力，这期间压裂技术推动了大港等油田的开发。 （3）1990年-1999年：整体压裂。压裂技术开始以油藏整体为单元，在低渗透油气藏形成了整体压裂技术，支撑剂和压裂液得到规模化应用，大幅度提高储层的导流能力，整体压裂技术在长庆等油田开发中发挥了巨大作用。 （4）1999年-2005年：开发压裂。考虑井距、井排与裂缝长度的关系，形成最优开发井网，从油藏系统出发，应用开发压裂技术进一步提高区块整体改造体积，在大庆、长庆等油田开始推广应用。 （5）2005年-今：广义的体积压裂。从过去的限流法压裂到现在的直井细分层压裂、水平井分段压裂，增大储层改造体积，提高了低渗透油气藏的开发效果。 2、压裂技术发展现状 经过五个阶段的发展，压裂技术日趋完善，形成了三维压裂设计软件和压裂井动态预测模型，研制出环保的清洁压裂液体系和低密度支撑剂体系，配备高性能、大功率的压裂车组，使压裂技术成为低渗透油气藏开发的重要手段之一。 2.1 压裂工艺和技术
第一章概述 (2) 第二章技术原理 (4) 一、暂堵转向重复压裂技术原理： (4) 二、破裂机理研究 (5) 三、重复压裂裂缝延伸方式 (8) 第三章重复转向压裂时机研究 (11) 1、影响重复压裂效果因素 (11) 2、选井选层原则 (11) 3、压裂时机确定 (12) 第四章暂堵剂（转向剂） (12) 1、堵剂性能要求： (12) 2、堵剂体系 (12) 3、水溶性高分子材料堵剂 (13) 4、配套的压裂液 (15) 第五章转向压裂配套工艺技术 (16) 1、缝内转向压裂工艺技术 (16) 2. 缝口转向压裂工艺技术 (18) 3、控制缝高压裂技术 (19) 4、端部脱砂压裂技术 (20) 第六章工艺评价 (21) 1.裂缝监测 (21) 2.施工压力 (21) 3.产能变化 (21)
第一章概述 我国发现的油气藏中60%以上为低渗透油气藏，往往具有非连续、非均质、各向异性的特点。 低渗油藏必须进行压裂改造，才能获得较好的效果。随着开采程度的深入，老裂缝控制的原油已近全部采出，传统的平面水力裂缝设计方法和压裂技术已不能满足这类油藏开采的需求。可以实施暂堵转向重复压裂，在纵向和平面上开启新层，开采出老裂缝控制区以外的原油,有效的稳油控水、提高原油产量和油田采收率，实现油田的可持续发展。 目前,国内外的重复压裂实践主要有以下三种方式:①层内压
出新裂缝;②继续延伸原有裂缝;③转向重复压裂。 对于重复压裂中出现的裂缝转向,目前认为主要有三种不同方式:①地应力反转;②定向射孔诱导;③桥堵转向压裂工艺。 对于低渗储层,由于出现地应力场反转的难度较大,而采用定向射孔压裂造成裂缝转向,对储层伤害较大。近些年,利用桥堵作用堵塞裂缝,形成转向的新裂缝的压裂工艺(缝内转向与缝口转向),经过现场实践,增产显著,逐步成为低渗储层重复改造的首选工艺。 在大规模试验研究的基础上，经过工艺优化配套，建立了以缝内转向压裂工艺为主导的低渗透重复压裂新模式。它有效地在疏通原有人工主裂缝基础上形成了新的支裂缝，沟通了“死油区”，扩大油井泄油面积。 低渗透油田缝内转向压裂工艺的关键技术是缝内转向剂技术。依靠该技术产品，实现了裂缝延伸的暂时停止，达到了在缝内某一位置实现裂缝转向的目标。为证实缝内转向压裂沟通微裂缝和形成新裂缝，利用微地震法在施工时裂缝延伸进行动态监测。综合分析水力压裂裂缝延伸监测结果、重复压裂效果、施工压力特征，能证明缝内转向重复压裂在疏通原有裂缝的基础上，是否产生了沟通微裂缝或者形成新裂缝。 缝内转向压裂工艺在低渗透油田应用概况： 在老井上的应用概况： 2002-2007年，缝内转向压裂工艺在老井上推广应用487口井，增产效果明显。安塞油田应用332口井，日增油1.40t，陇东油田
2012年4月8日星期日 1、黑油模型：指油质较重性质的油藏类型。黑油模型是最完善、最成熟，也是应用最为广 泛的模型。是油藏数值模拟的基础，其它模型大都是黑油模型的扩展。 （1） 黑油模型的基本假设：（1）油藏中的渗流是等温渗流。 （2）油藏中最多只有油、 气、水三相，每一相均遵守达西定律。 （3）油藏烃类只含有油、气两个组分。在油 藏状态下，油气两组分可能形成油气两相，油组分完全存在于油相内，气组分则可 以以自由气的方式存在于气相中，也可以以溶解气的方式存在于油相中，所以地层 内油相为油组分和气组分的某种组合。在常规油田中，一般不考虑油组分向气组分 挥发的现象。（4）油藏中气体的溶解和逸出是瞬间完成的，即认为油藏中油气两相 瞬时达到相平衡状态。（5）油水之间不互溶；天然气也假定不溶于水。 煤层气：赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主并部分游离于 煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。 全国煤层气试验区分布图 J3-K1 哈尔滨 28 3、页岩气 页岩气形成的条件 （1） 岩性：形成页岩气的岩石除页岩外，还包括泥岩、粉砂岩、甚至很细的砂岩 （2） 物性：页岩最突出的特点是孔隙度和渗透率极低，典型的气页岩的基质渗透率处于微 达西~纳达西范围，因此气体在储层中的流动主要取决于页岩中天然裂缝的发育情况 （3 ）矿物组成：粘土矿物和碳酸盐含量低、粉砂质或硅质（石英）含量较高比较有利。 （4）裂缝： 裂缝发育适中。 2012-4-9 4、压裂工艺成果 压裂工艺推陈出新，分段压裂、裂缝性气藏压裂、火山岩压裂、降滤压裂、重复压裂、转向 压裂、控缝高压裂等压裂技术得到了成功应用， 特别是水平井分段压裂技术的推广应用, 保障油气田增储上产方面发挥了巨大作用。 较好指标： 2、 乌鲁木齐 J1-2 J3-K1 J3-K1 J3-K1 J3-K1 J2 J1-2 J1-P2 J1-2 J1-2 西宁 兰州 J1-2 1-2 西安 P2 成都 2"| C-P 北京1 ? 济南3 9 C-P 长春 E J3-K1 1开滦 15 韩城 2大城 16 蒲县 3济南 17 柳林 4淮北 18 吴堡 5淮南 19 三交 6平顶山 20 临县 7荥巩 21 兴县 8焦作 22 丰城 9安阳 23 冷水江 10晋城 24 涟邵 11屯留 25 沈北 12阳泉 26 红阳 29 阜新 13澄合 27 铁法 30 辽河 14彬长 28 鹤岗 T3 武汉二 长沙 2 ： P2 上海 P2 P2 福州 卢台北
《压裂酸化技术手册》 前言 近几年来，随着新压裂设备机组、连续油管设备和液氮泵车设备的引进以及对外合作的加强，施工工艺技术呈现出多样化，施工作业难度加大，施工技术要求较高，为了满足工程技术人员对装备的深入了解，提高施工技术、保证施工质量，组织技术人员历经两年时间编写了这本《压裂酸化技术手册》。该手册收集了井下作业处压裂酸化主要设备、液氮设备、连续油管设备等的性能规范和作业技术要求，井下工具、油套管、添加剂、支撑剂等的常用数据，以及单位换算、常用计算公式、摩阻曲线，地面工艺流程等内容。该手册目前仅在处内发行，请大家在使用中多提精品文档，知识共享，下载可修改编辑！
宝贵意见，以便今后修订。谢谢！精品文档，知识共享，下载可修改编辑！
目录 第一章压裂酸化设备 (1) 一、车载式设备 (1) (一) HQ2000型压裂车 (1) (二) BL1600型压裂车（1650型） (3) (三) SMT型管汇车 (7) (四) FBRC100ARC型混砂车 (9) (五) CHBFT 100ARC型混砂车 (14) (六) FARCVAN-Ⅱ型仪表车 (19) (七) GZC700/8型供液车 (22) (八) NC5200TYL70型压裂车 (23) (九) HR10M型连续油管作业机组 (24) (十) TR6000DF15型液氮泵车 (42) (十一) NTP400F15型液氮泵车 (44) (十二) NC-251-F型液氮泵车 (46) (十三) 赫洛ZM443液氮槽车 (48) (十四) 东风日产液氮槽车 (48) (十五) 赫洛ZM403运砂车 (49) (十六) YY10型运液车 (50) (十七) CTA12型运酸车 (50) (十八) NC5151ZBG/2500Y型背罐车 (51) (十九) CYPS-Ⅱ型配酸车 (51) 精品文档，知识共享，下载可修改编辑！
压裂基础知识
压裂基础知识 一、水力压裂原理 （一）基本原理 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，便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高导流能力的填砂裂缝，使井达到增产增注的目的。 （二）增产原理 1、形成的填砂裂缝的导流能力比原地层系数大得多，可大几倍到几十倍，大大增加了地层到井筒的连通能力; 2、由原来渗流阻力大的径向流渗流方式转变为单向流渗流方式，增大了渗流截面，减小了渗流阻力;
3、可能沟通独立的透镜体或天然裂缝系统，增加新的油源; 4、裂缝穿透井底附近地层的污染堵塞带，解除堵塞，因而可以显著增加产量。 二、压裂材料 （一）压裂液 在压裂过程中注入的液体统称为压裂液，根据压裂过程中注入井内的压裂液在不同施工阶段所起的作用不同，可把压裂液分为前置液、携砂液、顶替液三种。 1、根据作用不同分类 前置液：它的作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的裂缝，以便后面的携砂液进人在温度较高的地层里，它还可起一定的降温作用。有时为了提高前置液的工作效率，在前置液中还加入一定量的细砂(粒径100-140目，砂比10%左右)以堵塞地层中的 微隙，减少液体的滤失。
携砂液：它起到将支撑剂带入裂缝中并将支撑剂填在裂缝内预定位置上的作用。在压裂液的总量中，这部分比例很大。携砂液和其他压裂液一样，有造缝及冷却地层的作用。携砂液由于需要携带密度很高的支撑剂，必须使用交联的压裂液(如冻胶等)。 顶替液：顶替液是在加砂程序结束后，用来将携砂液全部替人裂缝中，以提高携砂液的效率和防止井筒沉砂。 2、根据类型不同分类 根据压裂液类型不同，可以将压裂液分为水基压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液等。 （1）水基压裂液：水基压裂液是用水溶胀性聚合物(称为成胶剂)经交链剂(又叫交联剂)交链后形成的冻胶。常用的成胶剂有植物胶(瓜尔胶、田菁、皂仁等)、纤维素衍生物(羟乙基纤维素、羧甲基轻乙基纤维素等)以及合成聚合物(聚丙烯酞胺、聚乙烯醇);交链剂有硼酸盐和钛、锆等有机金属盐等。在施工结束后，为了使冻胶破胶还需要加入破胶剂。常用破胶剂
酸性交联压裂液伤害性评价实验报告 1 压裂液基础知识 水力压裂是油气层改造与油井增产的重要方法，得到广泛的应用，对于油气的生产起着不可代替的作用。几十年来,国内外油田对压裂液技术方面进行了广泛的研究。该技术发展是越来越成熟，目前压裂液体系的发展更是日新月异，国内外均出现了天然植物胶冻胶压裂液、泡沫压裂液、酸基压裂液、乳化压裂液、油基压裂液、清洁压裂液等先进的压裂液进一步为油气的勘探开发和增储上做出了重大贡献。我们对一些国内外先进的压裂液体系做了一些介绍，并了解了国内外压裂液的发展方向和概况。同时为了更清楚地认识压裂液中各种化学添加剂性能优劣对地层伤的害性，对其伤害性的评价就显得十分重要和必要了。 1.1 压裂液在压裂施工中基本的作用： （1）使用水力劈尖作用形成裂缝并使之延伸； （2）沿裂缝输送并辅置压裂支撑剂； （3）压裂后液体能最大限度地破胶与反排，减少裂缝与地层的伤害，并使储集层中存在一定长度的高导流的支撑带。 1.2 理想压裂液应满足的性能要求： （1）良好的耐温耐剪切性能。在不同的储层温度、剪切速率与剪切时间下，压裂液保持有较高的黏度，以满足造缝与携砂性能的需要。 （2）滤失少。压裂液的滤失性能主要取决于压裂液的造壁滤失特性、黏度特性和压缩特性。在其中加入降滤失水剂将大大减少压裂液的滤失量。 （3）携砂能力强。压裂液的携砂能力主要取决于压裂液的黏度与弹性。压裂液只要有较高的黏度与弹性就可以悬浮与携带支撑剂进入裂缝前沿。并形成合理的砂体分布。 一般裂缝内压裂液的黏度保持在50~100mpa*s。
（4）低摩阻。压裂液在管道中的摩阻愈小在外泵压力一定的条件下用于造缝的有效马力就愈大。一般要求压裂液的降阻率在50%以上。 （5）配伍性。压裂液进入地层后与各种岩石矿物及流体接触，不应该发生不利于油气渗率的物理或化学反应。 （6）易破胶、低残渣。压裂液快速彻底破胶是加快压裂液反排，减少压裂液在地层中的滞留时间的必然要求。降低压裂液残渣是保持支撑裂缝高导流能力，降低支撑裂缝伤害的关键因素。 （7）易反排。影响压裂液反排的因素有：压裂液的密度、压裂液的表面、界面张力和压裂液破胶液黏度。 （8）货源广、便于配制与价格便宜。随着大型压裂的发展，压裂液的需求量很大，其是压裂成本构成的主要部分，所以压裂液的可操作性和经济可行性是影响压裂液选择和压裂施工的重要因素。 2国内外先进压裂液的发展趋势与研究概况： 目前国内外压裂液的研究趋势是开展具有低残渣或无残渣、易破胶、配伍性好、低成本、低伤害等特点压裂液配方体系的研究，减小压裂液对储层的伤害成为压裂液研究的热点。 2.1清洁压裂液 粘弹性表面活性剂压裂液（VES）是在盐水中添加表面活性剂形成的一种低粘阳离子胶凝液，又被称为清洁压裂液（clear FRAC）。它由长链脂肪酸衍生的季胺盐组成，在盐水中季胺盐分子形成蚯蚓状或杆状胶束，这些胶束类似于聚合物链，能够卷曲，形成一种粘弹性的流体，其粘度是通过表面活性剂杆状胶束的相互缠绕而形成的，这与瓜胶等植物胶压裂液的粘度形成机理不一样。植物胶压裂液不耐剪切，由于分子链的断开，剪切过程中植物胶的粘度会永久的丧失。而清洁压裂液胶束的形成和相互缠绕是表面活性剂分子之间和表面活性剂聚集体之间的行为，其变化的速率远远的大于流体的流动速率，表现为清洁压裂液的表观粘度不随时间而变化以及通过高剪切后体系的粘度又能够得到恢复。当压裂液暴露到烃液中或被地层水稀释时发生破胶，无需另外添加破胶剂。清洁压裂液中不含任何高聚物，它主要
目录 一、概述 (1) 二、运载汽车 (1) 三、台上发动机 (2) 四、变速箱 (4) 五、万向轴 (9) 六、泵内减速器 (9) 七、卧式三缸泵 (9) 八、润滑系统 (16) 九、控制系统 (17) 十、操作与注意事项 (18) 十一、备件明细表 (22) 十二、专用工装明细表 (24) 十三、附图 (25)
一、概述： LTJ 5310T YL250型压裂车是移运式设备，能胜任各种工况下的高压液体施工为油田压裂，水力喷砂等作业，煤矿高压、水力采煤、船舶高压水力除锈等。 采用北方奔驰汽车底盘带有轮间和轴间闭锁机构越野性好，性能可靠，适合油田路况工作要求，装载重量只有汽车能力的64％～86％载重余量大，并能跨越一米多宽深沟，适合草原无正式公路的油田使用。 台上设备包括具有2250HP的MTU/DDC12V-4000型柴油机，原装艾里逊S9810M型液力变矩器、5ZB105/1630卧式三缸柱塞泵、高低压管线和活动弯头等其他附属设备，能进行单机或联合施工作业。台上柴油机的起动、加速、减速、正常停车和紧急停车、变速箱的换挡、压裂施工参数的检测等均能在远离压裂车30米外的地面操作，操作安全可靠。 本设备装有自动超压保护装置，当压裂泵工作压力超过设定压力时，超压保护系统自动断开动力，但柴油机并不熄火，而在低怠速下运转。因此在超压排除后，可以很快重新启动泵工作。 LTJ5310TYL250型压裂车选用北方奔驰ND13101D47J/8×4汽车底盘。 本设备外形尺寸：（L×H×B）11130×2500×3800 mm 总质量：30980 kg 整备质量：30850kg 二、运载汽车 型号：北方奔驰ND13101D47J /8×4 额定功率：276 kw（2200 r/min）
2012年4月8日星期日 1、黑油模型：指油质较重性质的油藏类型。黑油模型是最完善、最成熟，也是应用最为广 泛的模型。是油藏数值模拟的基础，其它模型大都是黑油模型的扩展。 （1）黑油模型的基本假设：（1）油藏中的渗流是等温渗流。（2）油藏中最多只有油、气、水三相，每一相均遵守达西定律。（3）油藏烃类只含有油、气两个组分。在油藏状态下，油气两组分可能形成油气两相，油组分完全存在于油相内，气组分则可以以自由气的方式存在于气相中，也可以以溶解气的方式存在于油相中，所以地层内油相为油组分和气组分的某种组合。在常规油田中，一般不考虑油组分向气组分挥发的现象。（4）油藏中气体的溶解和逸出是瞬间完成的，即认为油藏中油气两相瞬时达到相平衡状态。（5）油水之间不互溶；天然气也假定不溶于水。 （2）物性：页岩最突出的特点是孔隙度和渗透率极低，典型的气页岩的基质渗透率处于微达西~纳达西范围，因此气体在储层中的流动主要取决于页岩中天然裂缝的发育情况 （3）矿物组成：粘土矿物和碳酸盐含量低、粉砂质或硅质（石英）含量较高比较有利。（4）裂缝：裂缝发育适中。 2012-4-9 4、压裂工艺成果 压裂工艺推陈出新，分段压裂、裂缝性气藏压裂、火山岩压裂、降滤压裂、重复压裂、转向压裂、控缝高压裂等压裂技术得到了成功应用，特别是水平井分段压裂技术的推广应用，在保障油气田增储上产方面发挥了巨大作用。 较好指标：
水平井压裂分段数：9段 深层气压裂最大支撑剂量： 908.5t （角64－2H井） 最大注入井筒液量： 4261.1m3 最大酸压规模：1603 m3 ?水力喷射分层加砂压裂在四川、长庆地区施工20余井次，平均单井次缩短施工周期20天以上；气井应用不动管柱分层压裂技术307井次，施工成功率99%；平均单井缩短试气周期20天以上；连续混配压裂施工405井次，累计配液88898 m3，累计缩短施工周期425天。 ?裸眼封隔器分段压裂取得突破性进展。全年在苏里格等地区现场应用22井次，并取得良好效果。长城钻探在苏里格气田采用裸眼封隔器进行压裂投产后产量是临近直井的5倍以上。 ?川庆钻探与美国EOG公司合作，在角64－2H井应用水平井泵送电缆桥塞压裂技术，成功完成水平井9段分层加砂压裂施工，注入液体4261.1m3，支撑剂908.5t，刷新此项工艺技术作业时间最短、段数最多（9段）、注入砂量最大、注入液量最多、累计作业时间最长等5项亚洲记录， ?2010年，国产水平井裸眼封隔器及配套工具的成功研发和推广应用，打破了外国公司的垄断，取得了很好的增产效果，产量是临近直井的3倍以上。 ?2010年，川庆钻探在合川 2口井成功进行了连续油管喷砂射孔环空6－7级分段压裂现场施工；西南油气田的威201页岩气井也已进行了2次的页岩气压裂改造施工，为非常规气藏有效开发探索出了新的途径。 5、机械分段压裂技术 机械分段压裂技术包括裸眼封隔器分段压裂技术、动管柱套管内多封隔器卡封分段压裂技术、不动管柱套管内多封隔器卡封分段压裂技术、封隔器＋桥塞分段压裂技术等。 1、裸眼封隔器分段压裂 ◆裸眼封隔器分段压裂是苏里格水平井储层改造的主要方式：到目前苏里格共完成裸眼分段压裂36井（167段），占整个水平井改造总井数的81.8%。 ◆应用规模逐年扩大： 09年8井次、10年1~7月28井次。 ◆技术水平逐步提高：分段数从3段到10段（工具已下井，近期压裂施工），最长水平段1512m，最大下入深度5235m。 套管鞋：3698.81
水力压裂 水力压裂水力压裂水力压裂在油田开发中，人们发现，在对油层进行高压注水时，油层的吸水量开始随注水压力的上升而按一定比例增加。开始当压力值突破某一限度时，就会出现吸水量成几倍或几十倍的增加，远远超出了原来的比例，而且当突破某一限度后即使压力降低一些，其吸水量仍然很大。实践中的这一偶然发现，给人们以认识油的新启示：既然油层通过高压作用能提高注入量，那么通过高压作用能否提高油层的产量呢？经过多次证明：油层通过高压作用后，不但可以提高产量，而且能较大幅度的提高产量。最早进行压裂工作的是1947年在美国的湖果顿气田克列帕1号井进行的，苏联是1954年开始的，而我国是1952年在延长油矿开始的。40年代末水力压裂常作为一口井的增产措施来对待，但发展至今在油气田开发中的意义，已远远超过了一口井的增产增注作用。在一定条件下能起到改善采油或注水剖面，提高注水效果，加快油田开发速度和经济效果的作用。近些年来，国外在开发极低渗透率（以微达西计）的气田中，水力压裂起到了关键性的作用。本来没有开采价值的气田，经大型压裂后成为有相当储量及开发规模很大的气田。从这个意义上讲，水力压裂在油气资源的勘探上起者巨大的作用。由于上述原因，水力压裂无论在理论上、设备上、工艺上，在短短的几十年来发展的很快。现今的压裂设备能力，一次施工可用液量3000~4000米3，加砂300米3，可压开6000米的井深，裂缝长达1000米。从实践中，我们认识到压裂是油气井增产、注水井增注的一项重要措施。其优点是：施工简单、成本较低、增产（注）显著。适用于岩性微密、低渗透地层。§§§§4.1 压裂的增产原理压裂的增产原理压裂的增产原理压裂的增产原理一一一一. 压裂的过程压裂的过程压裂的过程压裂的过程压裂是靠水（液体）传导压力的，故也叫水力压裂。其过程是：在地面采用高压大排量的泵，利用液体传压的原理，将具有一定粘度的液体以大于油层吸收能力的排量向井内注入，使井筒内的压力逐渐提高。当压力增高到大于油层破裂所需要的压力时，油层就会形成一条或几条水平或垂直裂缝。当继续注入液体时，裂缝也会向油层深处延伸与扩展，直到液体注入速度等于油层渗透速度时，裂缝才会停止延伸与扩展。如果地面停止注入夜体，油层由于外来压力消失，又会使裂缝闭合，为了防止停泵后裂缝闭合，在挤入的液体中加入支撑剂（如石英砂、核桃壳等），使油层中形成导流能力很强的添砂裂缝。 导流能力导流能力导流能力导流能力=添砂裂缝渗透率添砂裂缝渗透率添砂裂缝渗透率添砂裂缝渗透率Kf××××裂缝宽度裂缝宽度裂缝宽度裂缝宽度W 二二二二. 增产
酸化压裂 是强化采油（EOR）的一种措施，是油气井增产、注入井增注的一项有效的技术措施。其原理是通过酸液对岩石胶结物或地层孔隙、裂缝内堵塞物等的溶解和溶蚀作用，恢复或提高地层孔隙和裂缝的渗透性。酸化按照工艺不同可分为酸洗、基质酸化和压裂酸化（也称酸压）。酸洗是将少量酸液注入井筒内，清除井筒孔眼中酸溶性颗粒和钻屑及垢等，并疏通射孔孔眼。基质酸化是在低于岩石破裂压力下将酸注入地层，依靠酸液的溶蚀作用恢复或提高井筒附近较大范围内油层的渗透性。酸压（酸化压裂）是在高于岩石破裂压力下将酸注入地层，在地层内形成裂缝，通过酸液对裂缝壁面物质的不均匀溶蚀形成高导流能力的裂缝。酸化施工使用诸如水泥车、泵车一类的施工车辆，将酸性水溶液（如，盐酸、氢氟酸、有机酸）注入地层。注入的酸液会溶解地层岩石或胶结物，从而增加地层渗透率，使油气的产出、驱替水注入更加方便。在酸化施工中，为了提高酸化效果，可以采用聚合物稠化酸注入、有机缓速酸注入、变粘酸酸化、粘弹性表面活性剂酸化等新工艺。 石油压裂支撑陶粒原理 石油天然气深井开采时，高闭合压力低渗透性矿床经压裂处理后，使含油气岩层裂开，油气从裂缝形成的通道中汇集而出。用高铝支撑材料随同高压溶液进入地层充填在岩层裂隙中，起到支撑裂隙不因应力释放而闭合的作用，从而保持高导流能力，使油气畅通，增加产量。实践证明，使用高铝支撑剂压裂的油井可提高产量30－50%，还能延长油气井服务年限，是石油、天然气低渗透油气井开采、施工的关键材料。产品应用于深井压裂施工时，将其填充到低渗透矿床的岩层裂隙中，进行高闭合压裂处理，使含油气岩层裂开，起到支撑裂隙不因应力释放而闭合，从而保持油气的高导流能力，不但能增加油气产量，而且更能延长油气井服务年限。
第二节酸化压裂技术 一、教学目的 了解酸化压裂的原理，掌握酸液的滤失，酸液的损耗，能够计算酸岩复相反应有效作用距离，了解前置液酸压设计方法。 二、教学重点、难点 教学重点 1、酸化压裂原理 2、酸液的损耗 3、前置液酸压设计方法 教学难点 1、酸液的滤失 2、酸岩复相反应有效作用距离 三、教法说明 课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表 四、教学内容 本节主要介绍四个方面的问题： 一、酸液的滤失 二、酸液的损耗 三、酸岩复相反应有效作用距离 四、前置液酸压设计方法 酸化压裂：用酸液作为压裂液，不加支撑剂的压裂。 作用原理：(1) 靠水力作用形成裂缝；
(2) 靠酸液的溶蚀作用把裂缝的壁面溶蚀成凹凸不平的 表面，停泵卸压后，裂缝壁面不能完全闭合，具有较 高的导流能力，可达到提高地层渗透性的目的。 酸压与水力压裂相比：相同点：基本原理和目的相同。 不同点：实现其导流性的方式不同。 酸压效果： ??? ?????????以及不均匀刻蚀程度量对底层岩石矿物的溶解导流能力：取决于酸液裂缝内的流速控制酸盐反应速度酸液的滤失特性裂缝有效长度 (一)酸液的滤失 滤失主要受酸液的粘度控制 控制酸液的滤失常用的方法和措施： (1)固相防滤失剂 刺梧桐胶质：在酸中膨胀并形成鼓起的小颗粒，在裂缝壁面形成 桥塞，阻止酸蚀孔道的发展，降低滤失面积。 硅粉：添满或桥塞酸蚀孔道和天然裂缝。 粒径大小不等的油溶树脂：大颗粒桥塞大的孔隙；亲油的树脂形 成更小的颗粒，变形后堵塞大颗粒的 孔隙，从而有效地降低酸液的滤失。 (2)前置液酸压 优点：①采用前置液破裂地层形成裂缝，并在裂缝壁面形成滤饼， 可以降低活性酸的滤失；
压裂讲座 第一节压裂设备 1．压裂车： 压裂车是压裂的主要设备，它的作用是向井内注入高压、大排量的压裂液，将地层压开，把支撑剂挤入裂缝。压裂车主要由运载、动力、传动、泵体等四大件组成。压裂泵是压裂车的工作主机。现场施工对压裂车的技术性能要求很高，压裂车必须具有压力高、排量大、耐腐蚀、抗磨损性强等特点。 2．混砂车： 混砂车的作用是按一定的比例和程序混砂，并把混砂液供给压裂车。它的结构主要由传动、供液和输砂系统三部分组成。 3．平衡车： 平衡车的作用是保持封隔器上下的压差在一定的范围内，保护封隔器和套管。另外，当施工中出现砂堵、砂卡等事故时，平衡车还可以立即进行反洗或反压井，排除故障。 4．仪表车： 仪表车的作用是在压裂施工远距离遥控压裂车和混砂车，采集和显示施工参数，进行实时数据采集、施工监测及裂缝模拟并对施工的全过程进行分析。 5．管汇车： 管汇车的作用是运输管汇，如；高压三通、四通、单流阀、控制阀等。 第二节压裂施工基本程序 1．循环： 将压裂液由液罐车打到压裂车再返回液罐车。循环路线是液罐车-混砂车-压裂泵-高压管汇-液罐车，旨在检查压裂泵上水情况以及管线连接情况。循环时要逐车逐档进行，以出口排液正常为合格。 2．试压： 关死井口总闸，对地面高压管线、井口、连接丝扣、油壬等憋压30-40Mpa，保持2-3min不刺不漏为合格。 3．试挤： 试压合格后，打开总闸门，用1-2台压裂车将试剂液挤入油层，直到压力稳定为止。目的是检查井下管柱及井下工具是否正常，掌握油水的吸水能力。
4．压裂： 在试挤压力和排量稳定后，同时启动全部车辆向井内注入压裂液，使井底压力迅速升高，当井底压力超过地层破裂压力时，地层就会形成裂缝。 5．支撑剂： 开始混砂比要小，当判断砂子已进入裂缝，相应提高混砂比。 6．替挤： 预计加砂量完全加完后，就立即泵入顶替液，把地面管线及井筒中的携砂液全部顶替到裂缝中去，防止余砂乘积井底形成砂卡。 7．反洗或活动管柱 顶替后立即反洗井或活动管柱防止余砂残存在井筒封隔器卡距之内，造成砂卡。 第三节压裂液原理 压裂的实质是利用高压泵组，将具有一定粘度的液体高速注入地层。当泵的注入速度大于地层的吸收速度时，地层就会产生破裂或使原来的微小缝隙张开，形成较大的裂缝。随着液体的不断注入，已形成的裂缝向内延伸。为了防止停泵以后，裂缝在上部岩层的饿重力下重新闭和，要在注入的液体中加入支撑剂，使支撑剂充填在压开的饿裂缝中，以支撑缝面。 根据压裂液在压裂过程中不同阶段的作用，可分为前置液，携砂液和顶替液。 1. 前置液： 前置液的作用是破裂地层，造成一定几何尺寸的裂缝，以备后面的携砂液进入。在温度较高的地层里，还可以起到一定的降温作用。 2. 携砂液： 携砂液的作用是用来将地面的支撑剂带入裂缝，并携至裂缝中的预定位置，同时还有延伸裂缝、冷却地层的作用。 3. 顶替液： 顶替液的作用是将携砂液送到预定位置，将井筒中的全部携砂液替入裂缝中。4．支撑剂： 支撑剂是指用压裂液带入裂缝，在压力释放后用以支撑裂缝的物质。 5．破坏剂： 破坏剂包括破胶剂、破乳剂、降粘剂等。破胶剂是用来破坏冻胶交联结构的。破乳剂用于破坏乳状液的稳定性，降粘剂用于减少稠化液的粘度。 6．减阻剂： 减阻剂是通过减少紊流，减少流动时的能量损失来减少压裂液的流动摩阻。
工程技术质量应知应会压裂大队技术办
标准、质量方针 分公司质量方针：追求卓越质量，满足用户期望。 分公司质量承诺：公司通过制度化、规范化科学管理，始终坚持以客户为关注焦点，基于风险的思维，完善并有效实施质量管理体系，保持持续改进。公司承诺：在一切生产经营活动中，全面落实质量管理体系各项规定及其有关法律、法规要求，为广大客户提供满意的产品和服务。 分公司压裂施工和服务的质量目标为：作业施工一次成功率98%以上。 1、循环车组时，单车循环排量不应低于1m3/min，时间不少于30s。 2、投暂堵剂时，液体投送排量控制为0.4m3/min~0.6m3/min，暂堵剂封堵欲封堵层位后，工作压力应该高于挤入压力2MPa以上方可施工。 3、由K344-113封隔器组成的长垣内部压裂管柱最多允许使用4级封隔器，允许上提1次；由Y344-114封隔器组成的长垣内部压裂管柱最多允许使用2级封隔器，允许上提2次。 4、由K344-113封隔器组成的长垣内部压裂管柱要承压40MPa；由Y344-114封隔器组成的长垣内部压裂管柱要承压55MPa。 5、检查地面流程要做到： 1）密封性良好，不刺不漏，符合压裂施工设计的要求； 2）开关和活动部分灵活好用，符合工具设施的技术要求；
3）高压管汇初端到井口的距离大于40m，小于200m（常规压裂）；4）高压管汇的连接方向为管汇进液管指向井口的方向； 5）井口套管安装量程为25MPa的压力表。 6、套压表上升超过8MPa时要停止加砂，打开套管放空阀门进行套管放空，在关闭套管放空阀门观察套压变化，如在6MPa以下套压能够稳住不再继续升高，则可继续加砂。 7、支撑缝宽 裂缝闭合在支撑机上的宽度，单位为毫米。 8、支撑缝长 裂缝闭合在支撑剂上的长度，单位为米。 9、裂缝导流能力 支撑剂在储层有效闭合压力作用下通过或输送储层流体的能力，以支撑裂缝渗透率与裂缝闭合宽度的乘积表示，单位为达西厘米。 10、支撑剂浓度 支撑剂质量与纯携砂液体积之比，单位为千克每立方米。 11、滑溜水 以水作溶剂，添加有降阻剂及其他添加剂的低粘度、低摩阻压裂液。 12、压力传感器应安装在高压管线或井口上，不应安装在高压管汇和压裂泵之间。 13、水平井穿层压裂 压裂裂缝纵向穿透储层中的一个或多个隔层（夹层），有效沟通未钻遇的一个或多个砂岩层（油层）。
酸化、压裂作业课件 作业二大队作业八队 伍轲
酸化 一、概念：酸化是通过井眼向地层注入一种或几种酸液（或酸性混和液），利 用酸与地层可反应矿物的化学反应，溶蚀储层中的连通孔隙或天然（水力）裂缝壁面岩石，增加孔隙、裂缝的流动能力，从事使油气井增产（或注水井增注）的一种工艺措施。它是指一切以酸作工作液对油气（水）层进行的增产（注）措施的统称。 二、分类：如图1 图1 解堵酸化：靠酸液的溶解作用解除井筒附近地层内在钻井和完井过程中造成的损害，提高油气井的完善程度。 深穿透酸化：应用物理或（和）化学方法提高酸液在地层中的有效穿透距离，在较大范围内改善地层渗透性能。 基质酸化: 也称常规酸化，在低于储集层岩石破裂压力下将酸液挤入储集层孔隙间，使酸液沿径向渗入地层而溶解低层孔隙空间内的颗粒以及其他堵塞物，扩大孔隙空间而恢复或提高地层渗透率。 压裂酸化：其增产原理与水力压裂基本相同，即沟通井筒附近高渗带或其它裂缝系统、清除井壁附近污染、增大有其向井流通面积、改善油气向井流动方式和增大井附近渗流能力。 按酸液不同分：常规酸解堵酸化、泡沫酸酸化、乳化酸酸化、前置液与酸液多级交替注入、变粘度酸酸化等。 三、酸化机理： 1、碳酸盐岩酸化机理 碳酸盐岩经过成岩作用和次生作用，其岩石主要矿物成分是方解石[CaCO3]、白云石[CaMg(CO3)2]，其储集空间可以分为孔隙型、裂缝型以及溶蚀孔洞型。按照施工压力，在碳酸盐岩中的酸化也分为基质酸化和酸压。
基质酸化是在小于地层破裂压力条件下泵酸，溶解基质、孔隙间的颗粒及堵塞物，溶蚀并扩大孔隙，解除近井地带的储层污染，从而达到增产增注的目的。 酸液与碳酸盐岩的化学反应 酸液与方解石、白云石反应式可以写为： ↑→++2223CO O H Ca CaCO 2H ＋＋＋ ↑+→++22222 3CO 2O H 2Ca Mg CO MgCa 4H ＋＋）（＋＋ 2、碎屑岩酸化机理 碎屑岩矿物的化学成分非常复杂，常见的有二氧化硅（石英）、硅酸盐（长石和粘土等）及其它（如生物化石）碎屑。除石英外，其它矿物的化学分子式都十分复杂。 碎屑岩中所含矿物的化学成分都比较复杂。然而更复杂的是，在碎屑岩中一般都含有多种矿物，如典型的长石石英砂岩，组分分析后发现，除含主体成分石英和长石（一般为正长石和斜长石共存）外，胶结物通常为粘土类（或碳酸盐岩类），成分多达4-5种以上，所以很难用单一的化学分子式来描述。 碎屑岩储层空间和渗流通道就是砂粒与砂粒之间未被胶结物完全充填的孔隙，碎屑岩酸化施工通常使用由盐酸和氢氟酸组成的混和酸（如土酸，3%HF+12%HCl 等）。使用盐酸的目的主要有①用来首先溶解可与氢氟酸反应生产沉淀的钙质、铁质等堵塞；②保持较低的pH 值，防止产生氟化钙等沉淀。使用氢氟酸主要是解除储层空间的硅质矿物堵塞。主要化学反应方程式如下： ● 氢氟酸与碳酸盐矿物的化学反应 ↑++↓→+2223CO O H CaF HF 2CaCO ↑++↓+↓→+222223CO 2O H 2F M CaF HF 4)CaMg(CO g 可见氢氟酸会与地层中的Ca 2+、Mg 2+等矿物成分生成沉淀，所以在碎屑岩酸化时，在泵注土酸之前，首先泵注一定量的盐酸作为预处理（或称前置酸）液。 ● 氢氟酸与石英的化学反应 O H 2SiF HF 4SiO 242+?+ 624SiF H HF 2SiF ?+ 或 O H 2SiF H HF 6SiO 2622+?+ ● 氢氟酸与硅酸盐矿物的化学反应 O H 4NaF 4S iF HF 8S iO Na 2444++?+ 624SiF Na SiF 2NaF ?+ 624SiF H HF 2SiF ?+ 可见通过上述化学反应，从而解除地层中石英、粘土矿物等的堵塞，疏通地层中油流通道，提高地层渗透率，达到增产增注的目的。 四、酸液及添加剂的种类 其中酸液及添加剂选择是酸化技术关键，合理酸液及添加剂使用，对酸处理效果起着重要作用。随着酸化工艺及化学工业的发展，国内现场使用的酸液种类和添
压裂的基础知识 1、什么叫油层水力压裂？ 利用水力传压的作用，使埋藏在地层深部的油层形成裂缝的方法叫油层水力压裂。 2、油层水力压裂的基本原理是什么？ 油层水力压裂一般是指利用液体传压的原理，在地面用高压大排量的泵，将具有一定粘度的液体以大于油层所能吸收的能力向油层注入，使井筒压力逐渐增高，当压力增高到大于油层破裂所需要的压力时，油层就会形成一条或几条水平的或是垂直的裂缝。当裂缝形成以后，随着液体的不断注入，裂缝还会不断地延伸和扩展，直到液体注入的速度与油层所能吸收的速度相等时为止，此时若取消外力裂缝还会重新闭合。为了保持裂缝处于张开的状态，随压裂液注入的同时混入一定比例的具有较高强度的固体颗粒做支撑剂来支撑裂缝。由于支撑是经过严格筛选的，它具有良好的粒度和强度，沉淀在裂缝中，使改变了井筒附近地层的导流能力，从而降低了液体由地层流入井筒的阻力。 3、油层水力压裂的目的是什么？ 油层水力压裂的目的在于改造油层的物理结构，人为地在油层中形成一条或几条高渗透能力的通道，以降低近井地带的流动阻力，增大渗流能力，使油井获得增产效果。 4、油层水力压裂有哪些作用? 对油层进行水力压裂有以下作用： ①解除钻井或修井过程中由于压井液造成的油层污染和堵塞。 ②改善厚油层上下渗透性不均匀的层内矛盾。 ③提高低渗透油层的渗透能力，调整油井的层间和平面矛盾，改善开发效果； ④扩展和沟通油层原有的裂缝和通道，提高油井的产油能力和注水井的吸水能力。 5、水力压裂所形成的油层裂缝有哪几种？ 油层通过水力压裂后所形成的裂缝，一般可以归纳为两种基本类型，即水平裂缝和垂直裂缝。与油层层面相平行的裂缝叫水平裂缝，与油层层面相垂直的裂缝叫垂直裂缝。 6、压裂液有几种类型？ 在压裂过程中向井内挤入的液体总称为压裂液。压裂液有很多种，大致可分为油基压裂液和不基压裂液两大类。油基压裂液通常用原油或成品油为基液；水基压裂液通常采用清水、田菁胶、海藻胶、稠化水和生活水平包油乳化液等。 7、压裂液应具有哪些基本性质? 压裂液要直到传压、劈开裂缝，携带支撑剂进入油层的作用。因此它要具有如下五个方面的基本性质： ①滤失量小，不易漏入油层，有利于造缝； ②摩擦阻力小，以减少设备的动力损失； ③悬浮能力好，能够大比例地携带支撑剂进入油层； ④与油层不发生化学反应，压裂后易于返排，不污染和堵塞油层； ⑤材料来源方便，配制简单，成本低。 8、什么叫支撑剂？有几种类型？ 在压裂过程中用于支撑和充填油层裂缝的固体颗粒称为支撑剂。常用的支撑剂有：石英砂、陶粒、玻璃球等多种类型。 9、压裂施工中压裂液分哪几部分使用？各有什么作用？
常规压裂酸化类操作规程
常规压裂酸化类操作规程 1 目的和范围 为加强常规压裂酸化施工安全，规范员工各项操作行为，提高员工安全操作技能，预防各类事故的发生，特制定本规程。本规程适用于常规油、气、水井的压裂（酸化）施工。 2 井场勘查 2.1 道路勘察 2.1.1压裂设备入场前应提前规划并确定上井行驶路线。 2.1.2对压裂设备行驶路线上沟渠、桥梁、短半径弯道(急弯)、涵洞、管线及电线等特殊路段进行安全确认，并对限高架、高压线等危险路段进行安全标注。 2.1.3在特殊路段进行勘察、测量时，应安排专人进行安全监护。 2.2 现场勘查 2.2.1应对施工井场内的坑(包括复耕或硬化过的井场的隐性泥浆坑)、洞位置进行安全标注，若周边草木较深，在勘察时应谨慎慢行，注意脚下，以防摔倒。 2.2.2高压管线位置，应确定无刺漏后方可靠近查看。 2.2.3不得进入抽油机隔离区等危险区域内，不得触摸电缆等带电设施。 2.2.4施工区域内埋设管线及电缆处应进行安全确认并进行安全标注。 3 设备转运、吊装与安装 3.1 设备转运 3.1.1压裂车、超限运输车辆行驶前必须按照交通运输规定设置超限标志。 3.1.2严格遵守交通安全法规，并按规定路线行驶。行驶到安全标注的特殊路段时，应安排专人进行安全监护；遇有路障应及时清除，特殊情况及路段应进行临时交通管制。 3.1.3转运参与人员应做好交通警示设置措施，注意非正常行驶车辆，避免交通伤害。
3.1.4随行人员不应乘坐在车辆驾驶室之外，头和手不得伸出窗外。 3.1.5在转运道路上负责挑电线的人员要带绝缘手套，用绝缘挑线杆，在挑线时应安排专人进行安全监护。 3.1.6压裂车在路上临时停靠或出现故障时应停靠在最右侧车道，城市环路上应在车辆后方50m设警示牌，在高速路上则在车辆后方150m设警示牌，同时开启危险信号报警灯。在坡道上停靠，警示牌应设置在车辆后方的坡顶或坡底，同时打上千斤和掩木。 3.1.7压裂车在特殊情况下需要长期停靠时，应确保刹车可靠，并使用不少于4块掩木掩在轮胎前后防止意外滑行。 3.1.8长途转运必须召开现场协调会，明确行驶安全负责人，编写应急预案并审批，严格按照预案要求路线行驶。 3.2 设备就位 3.2.1设备按井场布置图所规划的位置或区域进行安装和摆放，做到整齐稳固合理，现场做好防渗保护措施。相互之间应保持合理间距，确保通道畅通，便于车辆、人员的正常进出或应急情况下的紧急撤离。 3.2.2设备就位时，前后应有专人指挥。无关人员应远离压裂设备，不允许在设备行驶轨迹上逗留。 3.2.3压裂施工设备、辅助设备或其他进入施工现场车辆按要求有序停放到指定位置内，且处于上风或侧风方向。气井或有特殊要求的油井施工，设备车辆的排气管应安装阻火器。所有施工设备、压裂管汇组距井口的距离应不小于20m。 3.2.4仪表车应布置在压裂车区域之外，远离高压区，且能完成对所有压裂设备进行远程控制。混砂车停放位置应避免正对高压管汇。 3.2.5每台压裂设备配备8Kg干粉灭火器2台，其中1台整齐摆放在车头正前方1米位置。 3.2.6高压管汇基础坚固，摆放平整，不悬空。压裂泵车高压管线连接完毕，使用不少于4块掩木掩在轮胎前后。
压裂基础知识 一、水力压裂原理 （一）基本原理 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，便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高导流能力的填砂裂缝，使井达到增产增注的目的。 （二）增产原理 1、形成的填砂裂缝的导流能力比原地层系数大得多，可大几倍到几十倍，大大增加了地层到井筒的连通能力; 2、由原来渗流阻力大的径向流渗流方式转变为单向流渗流方式，增大了渗流截面，减小了渗流阻力;
3、可能沟通独立的透镜体或天然裂缝系统，增加新的油源; 4、裂缝穿透井底附近地层的污染堵塞带，解除堵塞，因而可以显著增加产量。 二、压裂材料 （一）压裂液 在压裂过程中注入的液体统称为压裂液，根据压裂过程中注入井内的压裂液在不同施工阶段所起的作用不同，可把压裂液分为前置液、携砂液、顶替液三种。 1、根据作用不同分类 前置液：它的作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的裂缝，以便后面的携砂液进人在温度较高的地层里，它还可起一定的降温作用。有时为了提高前置液的工作效率，在前置液中还加入一定量的细砂(粒径100-140目，砂比10%左右)以堵塞地层中的 微隙，减少液体的滤失。
携砂液：它起到将支撑剂带入裂缝中并将支撑剂填在裂缝内预定位置上的作用。在压裂液的总量中，这部分比例很大。携砂液和其他压裂液一样，有造缝及冷却地层的作用。携砂液由于需要携带密度很高的支撑剂，必须使用交联的压裂液(如冻胶等)。 顶替液：顶替液是在加砂程序结束后，用来将携砂液全部替人裂缝中，以提高携砂液的效率和防止井筒沉砂。 2、根据类型不同分类 根据压裂液类型不同，可以将压裂液分为水基压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液等。 （1）水基压裂液：水基压裂液是用水溶胀性聚合物(称为成胶剂)经交链剂(又叫交联剂)交链后形成的冻胶。常用的成胶剂有植物胶(瓜尔胶、田菁、皂仁等)、纤维素衍生物(羟乙基纤维素、羧甲基轻乙基纤维素等)以及合成聚合物(聚丙烯酞胺、聚乙烯醇);交链剂有硼酸盐和钛、锆等有机金属盐等。在施工结束后，为了使冻胶破胶还需要加入破胶剂。常用破胶剂有过