
油田开发技术-压裂ppt课件.ppt
76页油田增产技术油田增产技术压裂压裂1油田开油田开发发技技术术-压压裂裂 水力压裂主要涉及的学科水力压裂主要涉及的学科 (Hydraulic Fracturing)Hydraulic Fracturing) 水力压裂力学 水力压裂材料性能与评价 水力压裂裂缝延伸模拟 支撑剂在裂缝中运移分布 水力压裂效果分析 水力压裂工艺技术 水力压裂诊断评估技术一、压裂基本原理一、压裂基本原理压裂地质学(对储层的认识、储层保护、测井、录井、岩心物性分析、岩石力学等.)2油田开油田开发发技技术术-压压裂裂水力压裂概念压裂:若液体被泵入井中的速度快于液体在地层中 的扩散速度,将不可避免地使地层压力升高 并在某些点发生破裂一、压裂基本原理3油田开油田开发发技技术术-压压裂裂 所谓压裂就是利用水力作用,使油层形成裂缝的一种方法,又称油层水力压裂油层压裂工艺过程是用压裂车,把高压大排量具有一定粘度的液体挤入油层,当把油层压出许多裂缝后,加入支撑剂(如石英砂等)充填进裂缝,提高油层的渗透能力,以增加注水量(注水井)或产量(油气井)常用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液多种基本类型一、压裂基本原理4油田开油田开发发技技术术-压压裂裂压裂井场地面布置流程1.作业机; 2.油井;3.排污池4.平衡车5.消防车6.压裂车7.拉砂车8.混砂车9.大罐10.仪表车一、压裂基本原理5油田开油田开发发技技术术-压压裂裂水力压裂作用开发阶段开发阶段开发阶段开发阶段油气井增产水井增注调整层间矛盾 改善吸水剖面提高采收率勘探阶段勘探阶段勘探阶段勘探阶段增加工业可采储量,扩大勘探成果;增加工业可采储量,扩大勘探成果;增加工业可采储量,扩大勘探成果;增加工业可采储量,扩大勘探成果;其它方面:井网结构调整三种原因三种原因:1、穿透近井地带的伤害,使井恢复其自然产能;2、在地层中延伸有高导流的通道,使产量超过自然水平;3、改变在地层中的液体流动。
一、压裂基本原理一、压裂基本原理6油田开油田开发发技技术术-压压裂裂11 开始泵入压裂液,地层破裂开始泵入压裂液,地层破裂开始泵入压裂液,地层破裂开始泵入压裂液,地层破裂22 裂缝延伸裂缝延伸裂缝延伸裂缝延伸33 支撑剂随压裂液开始进入裂缝支撑剂随压裂液开始进入裂缝支撑剂随压裂液开始进入裂缝支撑剂随压裂液开始进入裂缝44随着泵注的继续,支撑剂进入裂缝深处随着泵注的继续,支撑剂进入裂缝深处随着泵注的继续,支撑剂进入裂缝深处随着泵注的继续,支撑剂进入裂缝深处55支撑剂继续进入裂缝到达裂缝端部支撑剂继续进入裂缝到达裂缝端部支撑剂继续进入裂缝到达裂缝端部支撑剂继续进入裂缝到达裂缝端部,压裂液滤失,压裂液滤失,压裂液滤失,压裂液滤失66携砂液泵注完成,压裂液继续滤失携砂液泵注完成,压裂液继续滤失携砂液泵注完成,压裂液继续滤失携砂液泵注完成,压裂液继续滤失77裂缝闭合,形成一定导流能力的支撑裂缝闭合,形成一定导流能力的支撑裂缝闭合,形成一定导流能力的支撑裂缝闭合,形成一定导流能力的支撑裂缝裂缝裂缝裂缝裂缝的形成过程裂缝的形成过程一、压裂基本原理7油田开油田开发发技技术术-压压裂裂压裂液滤失的三个过程滤饼区的流动 滤饼控制过程侵入区的流动 压裂液粘度控制过程地层流体的压缩 地层流体粘度及压缩控制过程一、压裂基本原理8油田开油田开发发技技术术-压压裂裂 压裂施工设计计算步骤(正设计)正设计:根据压裂施工规模预测增产倍数a.确定前置液量、混砂液量以及砂量;b.选择适当的施工排量、计算施工时间;c.计算动态裂缝几何尺寸;d.支撑剂在裂缝中的运移分布,确定支撑裂缝几何尺寸;e.预测增产倍比。
二、压裂设计方法9油田开油田开发发技技术术-压压裂裂压裂施工设计计算步骤(逆设计)a. a. 根据增产要求确定裂缝长度和导流能力;根据增产要求确定裂缝长度和导流能力; b. b. 预选施工排量、前置液量和携砂液量;预选施工排量、前置液量和携砂液量;c. c. 计算动态裂缝几何尺寸;计算动态裂缝几何尺寸;d. d. 支撑剂在裂缝中的运移与分布,确定支撑裂缝几何尺寸;支撑剂在裂缝中的运移与分布,确定支撑裂缝几何尺寸;e. e. 计算支撑裂缝长度和导流能力以及增产倍比;计算支撑裂缝长度和导流能力以及增产倍比;f. f. 如如果果满满足足增增产产要要求求则则结结束束,否否则则重重选选液液量量、砂砂量量,返返回回(c c)重新计算重新计算二、压裂设计方法二、压裂设计方法10油田开油田开发发技技术术-压压裂裂Shell公司的公司的ENERFRAC,Meyer&Assocs公司公司MFRAC,Reservoirengineeringsystem(RES)公公司的司的FRACPRO,Schlumberger公司的公司的FRACHIT等全三维压裂软件有:全三维压裂软件有:TrraTekinc公司的公司的TERRAFRAC,Marathonoil公司的公司的GOHFER,LekigUniversity的的HYFRAC3D等。
等FracproPTFracproPT三维压裂设计软件;三维压裂设计软件;三维压裂设计软件;三维压裂设计软件;FracCADE三维压裂设计软件;三维压裂设计软件;Stimplan(F3D与与P3D裂缝模拟裂缝模拟)西南石油学院压裂设计软件;西南石油学院压裂设计软件;中石油研究院开发的拟三维压裂软件等中石油研究院开发的拟三维压裂软件等常用的压裂设计软件二、压裂设计方法11油田开油田开发发技技术术-压压裂裂压裂施工参数的压裂施工参数的多级优化技术多级优化技术理论基础:理论基础:裂缝扩展的精细模拟和裂缝温度场优化结果;裂缝扩展的精细模拟和裂缝温度场优化结果;优化形式优化形式:每一个优化参数,不应是恒定值,如排量,:每一个优化参数,不应是恒定值,如排量,随裂缝的扩展,滤失越来越大,只有不断地增加排量后随裂缝的扩展,滤失越来越大,只有不断地增加排量后才能保持裂缝的稳定和恒速扩展才能保持裂缝的稳定和恒速扩展换言之,其实质是将换言之,其实质是将整个裂缝扩展过程分段,每一段单独进行优化,由于每整个裂缝扩展过程分段,每一段单独进行优化,由于每一段的温度和裂缝扩展规律不完全一致,因此,每一段一段的温度和裂缝扩展规律不完全一致,因此,每一段都对应一优化的施工参数;都对应一优化的施工参数;十变优化参数十变优化参数:排量、压裂液类型(黏度)、支撑剂类:排量、压裂液类型(黏度)、支撑剂类型、支撑剂粒径、稠化剂浓度、交联比、破胶剂浓度、型、支撑剂粒径、稠化剂浓度、交联比、破胶剂浓度、砂液比、压后放喷油嘴尺寸、抽汲及生产期的井底流压砂液比、压后放喷油嘴尺寸、抽汲及生产期的井底流压(考虑应力敏感后,不同时期要求不同的值)。
考虑应力敏感后,不同时期要求不同的值)二、压裂设计方法12油田开油田开发发技技术术-压压裂裂压裂多级优化技术示意图 “十变”分阶段优化参数二、压裂设计方法13油田开油田开发发技技术术-压压裂裂压裂液体体系压裂液体体系压裂液体系不同地层温度系列压裂液(压裂液体系不同地层温度系列压裂液(压裂液体系不同地层温度系列压裂液(压裂液体系不同地层温度系列压裂液(20202020C150C150C150C150C C C C) 瓜尔胶压裂液系列瓜尔胶压裂液系列瓜尔胶压裂液系列瓜尔胶压裂液系列 香豆胶压裂液系列香豆胶压裂液系列香豆胶压裂液系列香豆胶压裂液系列 泡沫压裂液泡沫压裂液泡沫压裂液泡沫压裂液 次生热及次生泡沫压裂液次生热及次生泡沫压裂液次生热及次生泡沫压裂液次生热及次生泡沫压裂液 清洁压裂液清洁压裂液清洁压裂液清洁压裂液 低分子环保型压裂液低分子环保型压裂液低分子环保型压裂液低分子环保型压裂液 醇基压裂液醇基压裂液醇基压裂液醇基压裂液 延迟胶联压裂液延迟胶联压裂液延迟胶联压裂液延迟胶联压裂液 低浓度瓜胶压裂液低浓度瓜胶压裂液低浓度瓜胶压裂液低浓度瓜胶压裂液 速溶瓜胶压裂液速溶瓜胶压裂液速溶瓜胶压裂液速溶瓜胶压裂液 稠化水压裂液稠化水压裂液稠化水压裂液稠化水压裂液 酸基压裂液酸基压裂液酸基压裂液酸基压裂液.三、压裂体系14油田开油田开发发技技术术-压压裂裂 低温压裂液体系(临界交联)低温压裂液体系(临界交联) 该压裂液体系是以羟丙基瓜胶为稠化剂、以硼酸盐为交联剂,该压裂液体系是以羟丙基瓜胶为稠化剂、以硼酸盐为交联剂,加以低温破胶激活剂等添加剂的压裂液配方体系。
具有流变性能加以低温破胶激活剂等添加剂的压裂液配方体系具有流变性能好、低温快速彻底破胶、残渣少、伤害小等特点好、低温快速彻底破胶、残渣少、伤害小等特点主要技术性能指标:主要技术性能指标: 延迟交联时间:延迟交联时间:3030 60s60s 稳定性:稳定性: 170S170S-1-1连续剪切连续剪切1h1h,粘度,粘度7070 100mPa.s100mPa.s 低摩阻:小于清水的低摩阻:小于清水的50%50% 破胶性能:破胶时间破胶性能:破胶时间24h24h,水化液粘度,水化液粘度5.0mPa.s5.0mPa.s 低伤害率:岩芯伤害率小于低伤害率:岩芯伤害率小于25%25%应用范围:适应于应用范围:适应于25255050的储层 中国中国 . . 西安西安 常规压裂液体系常规压裂液体系三、压裂体系15油田开油田开发发技技术术-压压裂裂 中温压裂液体系中温压裂液体系 该压裂液体系是以低浓度的羟丙基瓜胶为稠化剂、具有该压裂液体系是以低浓度的羟丙基瓜胶为稠化剂、具有一定延迟交联有机硼为交联剂,加其它添加剂组成的压裂液一定延迟交联有机硼为交联剂,加其它添加剂组成的压裂液配方体系具有交联时间可调、流变性能好、彻底破胶、残配方体系。
具有交联时间可调、流变性能好、彻底破胶、残渣少、伤害小等特点渣少、伤害小等特点主要技术性能指标:主要技术性能指标: 延迟交联时间:延迟交联时间:3030 90s90s可调可调 稳定性:稳定性: 170S170S-1-1连续剪切连续剪切1.5h1.5h,粘度,粘度100mPa.s100mPa.s 低摩阻:小于清水的低摩阻:小于清水的50%50% 破胶性能:破胶时间破胶性能:破胶时间2 2 3h3h,水化液粘度,水化液粘度5.0mPa.s5.0mPa.s 低伤害率:岩芯伤害率小于低伤害率:岩芯伤害率小于20%20%应用范围:适应于应用范围:适应于50508080的储层中国中国 . . 西安西安三、压裂体系16油田开油田开发发技技术术-压压裂裂 高温压裂液体系高温压裂液体系 该压裂液体系是以羟丙基瓜胶为稠化剂、耐高温的有机该压裂液体系是以羟丙基瓜胶为稠化剂、耐高温的有机硼或有机锆为交联剂,加其它添加剂组成的压裂液配方体系硼或有机锆为交联剂,加其它添加剂组成的压裂液配方体系具有延迟交联性能良好、抗剪切性能好、彻底破胶、伤害小具有延迟交联性能良好、抗剪切性能好、彻底破胶、伤害小等特点主要技术性能指标:主要技术性能指标: 延迟交联时间:延迟交联时间:1 1 4min4min可控可控 稳定性:稳定性: 170S170S-1-1连续剪切连续剪切2h2h,粘度,粘度50mPa.s50mPa.s 低摩阻:小于清水的低摩阻:小于清水的50%50% 破胶性能:破胶时间破胶性能:破胶时间2 2 3h3h,水化液粘度,水化液粘度10.0mPa.s10.0mPa.s 伤害率:岩芯伤害率小于伤害率:岩芯伤害率小于20%20%应用范围:适应于应用范围:适应于8080130130的储层。
的储层中国中国 . . 西安西安三、压裂体系17油田开油田开发发技技术术-压压裂裂改善型压裂液体系改善型压裂液体系 在地层敏感性研究的基础上,针对储层特点,开发研究的无在地层敏感性研究的基础上,针对储层特点,开发研究的无残渣酸性压裂液体系,能降低压裂液对地层的伤害,解除或部分残渣酸性压裂液体系,能降低压裂液对地层的伤害,解除或部分解除老裂缝中的无机垢,改善地层渗透率,在达到水力压裂携砂解除老裂缝中的无机垢,改善地层渗透率,在达到水力压裂携砂要求的前提下,起到对地层酸。
