油田增产措施油田增产措施酸化酸化 压裂基础知识培训压裂基础知识培训北方技术服务中心北方技术服务中心 程艳程艳2010-72010-7303022油气井产量低的主要原因近井地带受伤害，导致渗透率严重下降近井地带受伤害，导致渗透率严重下降油气层渗透性差油气层渗透性差地层压力低，油气层剩余能量不足地层压力低，油气层剩余能量不足地层原油粘度高地层原油粘度高33油气井增产途径 提高或恢复地层渗透率提高或恢复地层渗透率 保持压力增加地层能量保持压力增加地层能量 降低井底回压降低井底回压 降低原油粘度降低原油粘度4常用增产方法水力压裂水力压裂 Hydraulic FracturingHydraulic Fracturing酸化酸化 AcidizingAcidizing5酸化 Acidizing 常规酸化 Matrix Acidizing （基质酸化 、解堵酸化） 压裂酸化 Acid Fracturing （简称酸压 ） 前置液酸压 普通酸压或一般酸压 酸洗 Acid Wash6水力压裂 Hydraulic Fracturing 常规常规水力压裂水力压裂 Conventional Conventional Hydraulic FracturingHydraulic Fracturing 巨型水力压裂巨型水力压裂 MHF-Massive MHF-Massive Hydraulic FracturingHydraulic Fracturing7各类储层中增产方法的使用 砂岩储层砂岩储层 Sandstone FormationSandstone Formation水力压裂、基质酸化水力压裂、基质酸化 碳酸盐岩储层碳酸盐岩储层 水力压裂、基质酸化、酸压水力压裂、基质酸化、酸压 特低渗储层特低渗储层MHFMHF 特低渗坚硬储层特低渗坚硬储层高能气体压裂高能气体压裂8水力压裂概念水力压裂就是利用地面压裂车组将一定粘度的液体以足水力压裂就是利用地面压裂车组将一定粘度的液体以足 够高的压力和足够大的排量沿井筒注入井中。由于注入速度够高的压力和足够大的排量沿井筒注入井中。由于注入速度 远远大于油气层的吸收速度，所以多余的液体在井底憋起高远远大于油气层的吸收速度，所以多余的液体在井底憋起高 压，当压力超过岩石抗张强度后，油气层就会开始破裂形成压，当压力超过岩石抗张强度后，油气层就会开始破裂形成 裂缝。当裂缝延伸一段时间后，继续注入携带有支撑剂的混裂缝。当裂缝延伸一段时间后，继续注入携带有支撑剂的混 砂液扩展延伸裂缝，并使之充填支撑剂。施工完成后砂液扩展延伸裂缝，并使之充填支撑剂。施工完成后, ,由于支由于支 撑剂的支撑作用，裂缝不致闭合或至少不完全闭合，因此即撑剂的支撑作用，裂缝不致闭合或至少不完全闭合，因此即 可在油气层中形成一条具有足够长度、宽度和高度的填砂裂可在油气层中形成一条具有足够长度、宽度和高度的填砂裂 缝。此裂缝具有很高的渗滤能力，并且扩大了油气水的渗滤缝。此裂缝具有很高的渗滤能力，并且扩大了油气水的渗滤 面积，故油气可畅流入井，注入水可沿裂缝顺利进入地层，面积，故油气可畅流入井，注入水可沿裂缝顺利进入地层， 从而达到增产增注的目的。从而达到增产增注的目的。9(一 )压裂液组成 前置液前置液 携砂液携砂液 顶替液顶替液10前置液 作用作用 造缝造缝 降温降温 减少减少 携砂液滤失携砂液滤失 防砂卡防砂卡 要求要求 一定粘度一定粘度 足够用量足够用量11携砂液 作用作用 将支撑剂代入裂缝将支撑剂代入裂缝 继续扩张裂缝继续扩张裂缝 冷却地层冷却地层 要求要求 粘度高粘度高 携砂能力强携砂能力强12顶替液 作用作用 中间顶替液中间顶替液 尾注顶替液尾注顶替液 要求要求 用量适当，避免过量顶替用量适当，避免过量顶替13（二） 压裂液性能要求 滤失低滤失低 携砂能力强携砂能力强 摩阻低、比重大摩阻低、比重大 稳定性好稳定性好 配伍性好配伍性好 残渣少残渣少 易于返排易于返排 货源广、价格便宜、便于配制货源广、价格便宜、便于配制造长、宽缝造长、宽缝用量小、压裂液效率高、成本低用量小、压裂液效率高、成本低防砂卡防砂卡污染小污染小深穿透、饱填砂深穿透、饱填砂防止井筒沉积防止井筒沉积防砂卡防砂卡热稳定性热稳定性 抗抗剪切稳定性剪切稳定性与岩石矿物配伍与岩石矿物配伍 与储层流体配伍与储层流体配伍14(三) 压裂液类型 水基压裂液水基压裂液 油基压裂液油基压裂液 乳化压裂液乳化压裂液 泡沫压裂液泡沫压裂液 液化汽压裂液液化汽压裂液 酸基压裂液酸基压裂液15水基压裂液种类A 田箐胶水基压裂液田箐胶水基压裂液 成胶剂：田箐成胶剂：田箐 交链剂：硼砂、硼酸、重金属盐类交链剂：硼砂、硼酸、重金属盐类 破胶剂：淀粉酶、氧化剂破胶剂：淀粉酶、氧化剂 特点特点A A、丰富、配制方便丰富、配制方便B B、摩阻低摩阻低C C、悬砂性能较好，砂比可达悬砂性能较好，砂比可达20202525D D、滤失低滤失低E E、不溶物较多，水溶液易变质不溶物较多，水溶液易变质16水基压裂液种类B 羧甲基田箐胶水基压裂液羧甲基田箐胶水基压裂液 成胶剂：羧甲基田箐成胶剂：羧甲基田箐 特点特点与前相比，不溶物较少，残渣含量由与前相比，不溶物较少，残渣含量由20203030下降到下降到5 5 1010 羟丙基羧甲基速溶田箐胶水基压裂液羟丙基羧甲基速溶田箐胶水基压裂液 工艺复杂，成本高，货源缺工艺复杂，成本高，货源缺17水基压裂液种类C 羧甲基纤维素（羧甲基纤维素（CMCCMC）水基冻胶压裂液）水基冻胶压裂液 流变性流变性 热稳定性热稳定性 残渣残渣 2.59.7%2.59.7% 滤失量滤失量 6.56.5毫升毫升/30/30分分 破胶破胶 摩阻摩阻18水基压裂液种类D 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺(PAM)(PAM)与甲叉基与甲叉基聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺(PAMM)(PAMM)水基水基 压裂液压裂液 已成系列，已成系列， 适应适应40150C40150C 抗剪切性能强抗剪切性能强 低温时残渣低低温时残渣低 90C90C以上不易破胶以上不易破胶 不易溶解，不易溶解， 配制较难配制较难19水基压裂液种类E 羟丙基胍胶压裂液羟丙基胍胶压裂液 热稳定性好热稳定性好 抗剪切性能强抗剪切性能强 残渣少残渣少20油基压裂液 适应适应: : 水敏性地层水敏性地层 有些气层有些气层 发展发展: : 矿场原油矿场原油 稠化油稠化油 冻胶油冻胶油21油基压裂液之 稠化油 基液基液: : 原油原油 汽油汽油 柴油柴油 煤油煤油 凝析油凝析油稠化剂稠化剂: :脂肪酸皂脂肪酸皂脂肪酸铝皂脂肪酸铝皂磷酸脂铝盐等磷酸脂铝盐等特点特点: :遇地层水后会自动破乳。遇地层水后会自动破乳。22油基压裂液之冻胶油 特点特点: : 粘度高粘度高 摩阻低摩阻低 滤失性类似于冻胶水滤失性类似于冻胶水 耐温性好耐温性好 抗剪切能力强，抗剪切能力强， 破胶水化彻底破胶水化彻底 施工简单施工简单23乳化压裂液两份油两份油 + + 一份稠化水一份稠化水( (聚合物聚合物) )油相油相80%80%， 不稳定或不稳定或粘度粘度太高太高外相为水冻胶外相为水冻胶摩阻低摩阻低粘度高粘度高热稳定性好热稳定性好悬砂能力特别强悬砂能力特别强滤失低，压裂液效率高滤失低，压裂液效率高伤害小伤害小在某些地返排困难在某些地返排困难在大多数情况下，易返排在大多数情况下，易返排24泡沫压裂液 适用适用: : K0 S0 污染污染 S1.5:Hh1.5 1010-4-4 mm2 2.m.m126水力压裂选井选层五 如果怀疑有水层，完井时应当在水层上方至少米处射孔，特如果怀疑有水层，完井时应当在水层上方至少米处射孔，特 别是产层与水层间不存在坚密的页岩遮挡层时更应如此别是产层与水层间不存在坚密的页岩遮挡层时更应如此 经验表明，对于规模较大的压裂来说，如果页岩遮挡层的厚度不经验表明，对于规模较大的压裂来说，如果页岩遮挡层的厚度不 超过米，无论其坚密程度如何，它还是常常不能起到控制裂超过米，无论其坚密程度如何，它还是常常不能起到控制裂 缝窜层的作用缝窜层的作用127不宜压裂的井一 油层压力衰竭不宜压裂油层压力衰竭不宜压裂 在压裂层与水层或气层间的夹层很薄时在压裂层与水层或气层间的夹层很薄时 附近有与水或气的接触面（如底水驱油藏或存在底水的油藏），附近有与水或气的接触面（如底水驱油藏或存在底水的油藏）， 而且位于裂缝可能通过的方向时而且位于裂缝可能通过的方向时 高含水井或高油气比井，除非出水或出气层可以堵住时高含水井或高油气比井，除非出水或出气层可以堵住时128不宜压裂的井二 井下技术状况差，例如固井质量不好、或可能窜槽、套管变形或井下技术状况差，例如固井质量不好、或可能窜槽、套管变形或 有严重损伤、井下有落物经过复杂措施处理过、或经过大修中的有严重损伤、井下有落物经过复杂措施处理过、或经过大修中的 磨铣的井层均不宜压裂。磨铣的井层均不宜压裂。 注水效果明显，裂缝比较发育的井层，为了避免油井水淹，是否注水效果明显，裂缝比较发育的井层，为了避免油井水淹，是否 压裂需慎重。压裂需慎重。 高渗透地下亏空的井不宜压裂。稠油井不宜压裂，井底附近严重高渗透地下亏空的井不宜压裂。稠油井不宜压裂，井底附近严重 堵塞的除外堵塞的除外129施工参数的确定 施工排量施工排量 施工泵压及水功率施工泵压及水功率 压裂车台数的确定压裂车台数的确定 压裂液和支撑剂用量压裂液和支撑剂用量130施工排量的确定 为了在井底有足够的流体憋起高压，选择施工排量要考虑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：的因素是： 地层的吸液速度。地层的吸液速度。 施工排量必须大于地层吸液速度施工排量必须大于地层吸液速度 ，即最小极限排量。，即最小极限排量。131施工排量的确定 不同排量下所需的压裂液用量。不同排量下所需的压裂液用量。 实践表明，当滤失系数一定时欲压开一定大小的裂缝，采用较高的实践表明，当滤失系数一定时欲压开一定大小的裂缝，采用较高的 施工排量可减少所需的压裂液用量；并且施工排量大时，可提高压施工排量可减少所需的压裂液用量；并且施工排量大时，可提高压 裂液效率，亦有助于减少压裂液用量。裂液效率，亦有助于减少压裂液用量。 摩阻压力。摩阻压力。 排量越大，产生的射孔孔眼摩阻和井筒摩阻越高，因此所需的井底排量越大，产生的射孔孔眼摩阻和井筒摩阻越高，因此所需的井底 施工压力愈大，对设备的要求就越高。施工压力愈大，对设备的要求就越高。132施工排量的确定 裂缝高度。裂缝高度。 施工排量太大，极有可能导致裂缝窜层。特别是对于产层与水层施工排量太大，极有可能导致裂缝窜层。特别是对于产层与水层 之间的遮挡层不足够坚密，其厚度不是足够大时，窜层是很危险之间的遮挡层不足够坚密，其厚度不是足够大时，窜层是很危险 的。施工排量太小时，又不能充分压开产层的