水力壓裂工藝培訓教材-免費閱讀

　　

【正文】 限流法壓裂工藝用于加密井，薄、差油層完井改造。在油層形成了具有一定寬度的高滲透填砂裂縫，達到改造油層目的。對監督合格的項目在監督結果一欄打“√”否則打“”，未發生的打“0”。防砂工藝應用效果采用尾追核桃殼壓裂工藝在我廠聚驅采出井應用3年多，在電泵井、抽油機井共應用51口井，%，防砂效果顯著，從壓裂措施效果對比，與未采用防砂的壓裂井改造效果基本持平。②流體粘度增大，攜砂能力增強導致出砂隨著采出液濃度的增加，混合液的增稠特性越來越顯著，從而使粘度加大，流體對支撐劑的推拽力增加，采出液攜砂性增強，裂縫易出砂；③采用短寬縫壓裂工藝，縫寬大易出砂由于高砂比壓裂形成縫寬大，當縫寬與顆粒直徑比Wf/d，易造成出砂。假設裂縫完全閉合，支撐劑主要受裂縫的壓實作用T、壓實作用產生的靜摩擦力F（阻止支撐劑排出的作用力），同時裂縫中的支撐劑還受到在一定 生產壓差下壓力和井內流體攜帶共同引起的推拽力dPf。由于壓前在需要保護的隔層上下建立起一定的平衡壓力，在壓裂層形成裂縫、加砂過程中，平衡層仍進液不進砂，從而減小了需要保護的隔層上下壓差，使得在壓裂過程中需要保護的隔層得到有效的保護，壓后平衡層裂縫自然閉合。（1）現場施工情況該工藝在每層前置液階段壓開裂縫后，以1 m3/min的排量泵入助排劑1 m3，同時加入25kg過硫酸鉀破膠劑，然后以大排量泵入前置液；在加砂階段，楔形加入35kg過硫酸鉀破膠劑。25mm噴嘴 短接 人工井底 圖7北 1330P43井施工管柱圖2）壓裂多層的55 MPa壓裂管柱該管柱一趟最多可壓裂4層，為確保施工順利進行和施工安全，確定替劑量由常規壓裂的井筒容積+。可以防止裂縫內所有支撐劑在聚合物溶液作用下的運移。當該支撐劑進入裂縫以后，由于溫度的影響，樹脂層首先軟化，然后在固化劑的作用下發生聚合反應而固化。處理方法：發生砂堵后應立即進行放噴、返排，在管柱允許條件下進行反洗。處理方法⑴停泵，套管放空，反復2～3次。⑵深度若有差錯，則調整準確后再壓裂。（7） m3/min；破裂壓力要在同排量下提高2mpa以上，否則再次封堵，追加1/2蠟球量。（5）刮蠟：a、刮蠟用小于套管內徑6mm刮蠟器進行刮蠟，如下不去可根據實際情況縮小刮蠟器外徑。（3）壓裂管柱噴砂器與下封隔器直接連接，最下一級封隔器以下的尾管長度不小于8m，壓裂管柱底端距井內砂面或人工井底的距離不小于10m。加砂：油層裂縫形成后，泵壓和排量穩定后便可加砂。特殊情況可進行酸預處理、小型壓裂測試、壓后壓降監測等工序。適當的加入破乳劑可有效防止乳化帶來的影響。壓裂液進入地層后，由于地層流體溫度下降，由于冷卻效應，使原油中蠟及瀝青析出，造成傷害。該工藝主要應用于油層滲透率較高，油水井井距小，需要形成短寬縫壓裂施工的井層。由于泡沫液具有氣泡稠密的密封結構，氣泡間的相互作用而影響其流動性，從而使泡沫具有“粘度”，因而具有良好的攜砂性能，在壓裂施工中起到與常規水基壓裂液相同的作用。夾層夾層夾層夾層夾層夾層夾層夾層（過程二）（過程一）（過程三）（過程四） 限流法壓裂示意圖 圖4 復合壓裂工藝適用于常規射孔井，復合壓裂這里指在一個作業期內，采用高能氣體燃爆壓裂與普通水力壓裂對油、水井先后進行壓裂改造，其工藝技術特點。用于常規射孔井，分層壓裂管柱卡不開的多個性質相近的差油層壓裂改造。由于具有反洗井功能，可滿足施工中控制替擠量和高砂比的要求。見圖1。其他設備包括儀表車、液罐、砂罐。高壓管匯外徑ф76mm，內徑ф60mm最高壓力100 Mpa。支撐劑在裂縫中多層排列有利于減緩嵌入的影響，鋪置濃度越大，嵌入影響就越小。①粒徑大小及其均勻程度影響著支撐裂縫的孔隙度和滲透率。（6）抗破碎能力對一定體積的支撐劑，在額定壓力下進行承壓測試，確定的破碎率表征了支撐劑抗破碎能力，破碎率高，抗破碎能力低。樹脂砂分為兩種，固化砂和固化砂。承壓5580Mpa。天然石英砂礦物組分以石英為主。常用的PH值調節劑為碳酸氫鈉、碳酸鈉、檸檬酸、福馬酸和氫氧化鈉。（6）抗高溫穩定劑：高溫下壓裂液的粘度下降主，要由于氧的存在加劇了壓裂液降解的速度，因此常用甲醇、硫代硫酸鈉、三乙醇胺等作為穩定劑。（3）粘土穩定劑：使用水基壓裂液，將引起粘土沉積、顆粒膨脹或運移。交聯凍膠壓裂液同線形膠壓裂液對比，聯凍膠壓裂液具有更強的粘彈性和塑性，在造縫和攜砂能力等綜合性能方面優于線形膠壓裂液，但由于破膠降粘相對困難，因而破膠劑的使用由為重要 。（四）水基壓裂液是以水作為分散介質，添加各種處理劑，特別是水溶性聚合物，形成具有壓裂工藝要求的較強綜合性能的工作液。低殘渣：要盡量降低壓裂液中水不溶物的數量，以免降低油氣層和填砂裂縫的滲透率。（二）壓裂液的性能為確保壓裂施工順利實施，要求壓裂液具有以下性能特點濾失性：主要取決于壓裂液自身的粘度和造壁性，粘度高則濾失少。按照在壓裂施工中不同階段的作用可以分為前置液、攜砂液、替擠液三種。水 力 壓 裂 工 藝 培 訓 講 義第一采油一廠工程技術大隊2004年6月前言：水力壓裂是油田增產、增注，保持油田穩產的一項重要工藝技術。前置液；用來在地層造成裂縫，并形成一定幾何形態裂縫的液體。添加防濾失劑能改善壓裂液的造壁性，大大減少濾失量。易返排：施工結束后大部分注入液體應能返排出井筒，減少壓裂液對地層的傷害。一般水溶性聚合物和添加劑的水溶液稱為線形膠或稠化水壓裂液。典型壓裂液配方：基液：稠化劑（%香豆膠、胍膠、羥丙基胍膠）+殺菌劑（%）+粘土穩定劑（KCL2%）+破乳劑+助排劑（%DL）+降濾失劑+PH值調節劑+溫度穩定劑。在施工中壓裂液對儲集層粘土礦物的傷害通常是水敏性和堿敏性疊加作用的結果。（7）降濾失劑：水基線形膠與凍膠壓裂液由于具有較高的表觀粘度和能形成濾餅的特性，可控制壓裂液降解的速度，但一般天然裂縫發育的儲集層應加入降濾失劑。常用水基壓裂液及性能指標目前廣泛應用的壓裂液有田箐膠、香豆粉和胍爾膠壓裂液，通過對三種壓裂液的性能指標進行對比，可以看出田箐膠水不溶物高，壓裂液殘渣含量為1200mg/L，對地層和裂縫導流能力傷害較大，而且其流變性和攜砂能力較差，因此，我們首選香豆粉、其次為胍膠壓裂液。其含量是衡量石英砂質量的重要指標。高強度陶粒是由鋁礬土或氧化鎬制成。固化砂是在地層溫度下固結，這對防止壓后出砂及防止地層吐砂有一定的效果。 支撐劑性能指標（1）粒徑分布標準篩檢測組合表 表3粒徑范圍，mm目 數16/2020/4040/70標準篩組合mm底盤底盤底盤。在低閉合壓力，大粒徑支撐劑可提供高導流能力，但輸送比較困難，要求裂縫有足夠的動態寬度。（5）壓裂液對導流能力的影響壓裂后，壓裂液破膠返排，但仍有部分破膠較差的壓裂液及殘渣滯留在支撐帶孔隙中，以及壓裂液在縫壁形成的濾餅，都會導致導流能力下降。（二）壓裂車組壓裂車組主要包括壓裂車、混砂車、儀表車和管匯車。儀表車是用于施工中記錄各種參數，控制其他壓裂設備的中樞系統，又稱壓裂指揮車。按照管柱承壓可分為40Mpa、55 Mpa管柱。 四、壓裂工藝 普通壓裂工藝利用不壓井、不放噴井口裝置，將壓裂管柱及其配套工具下入井內預定位置，實現不壓井、不放噴作業。 選擇性壓裂工藝 利用油層內不同部位或各油層間吸液能力不同的特點，通過投入暫堵劑將滲透率高、吸液能力強、啟動壓力低的高含水部位、層或人工裂縫暫時封堵，迫便壓裂液分流，從而在其它部位或層內壓開新裂縫，達到選擇性壓裂的目的，暫堵劑是油溶性的，在一定溫度條件下，可變軟溶于原油中，開井即可解堵。利用這兩種壓裂工藝造縫機理不同，兩者相互補充，高能氣體壓裂先在井筒近井地帶一次燃爆形成立體網狀裂縫體系，隨后進行普通水力壓裂，在高能氣體燃爆形成的裂縫的引導下，使這些裂縫得到延伸、支撐。 由于液態CO2在地層中既能溶于油，也能溶于水，所以可改善原油物性，降低油水界面張力。選用壓裂液粘度相對較低，以保證一定的濾失量；同時要用反洗井管柱，避免砂堵事故。壓裂液與地層流體的配伍性不好，產生化學反應生成沉淀，以及添加劑使用不當造成巖石潤濕性改變等傷害。降低水敏影響。循環：目的是檢查壓裂車組設備性能，保證地面流程管線暢通。要分段控制好混砂比，要逐漸提高且均勻加砂，保證壓力、排量平穩，嚴禁中途停泵。（4）K344113壓裂管柱最多允許使用4級封隔器，上提一次；Y344114壓裂管柱最多允許使用2級封隔器，上提2次。b、泵掛深度小于800m，則刮蠟深度至800m，泵掛深度大于800m，則刮蠟至設計泵掛深度。在限壓40mpa時，如第一條縫超過35mpa以上，可終止多裂縫施工。⑶磁性定位測井時，根據下井儀器的遇阻深度判斷管柱是否堵塞。⑵仍有竄槽顯示則磁性定位校驗卡點深度。七、壓裂新工藝（一）注入井樹脂砂壓裂技術注入井壓裂失效原因分析分析注入井壓裂措施效果差、有效期短的原因主要是由于注聚井的注入壓力較高，接近破裂壓力。從而使顆粒之間由于樹脂的聚合而固結在一起，將原來顆粒之間的點與點接觸變成小面積接觸，降低了作用在砂礫上的負荷，增加了砂粒的抗破碎能力。樹脂砂固化時間的確定樹脂砂固化時間測試表明，在 40 ℃環境溫度下，樹脂砂初始固化時間為 30min，最終固化時間為96hr。3）橋塞式壓裂管柱該管柱由可取式橋塞、打撈頭、和封隔器組成，可實現耐壓55 Mpa，耐溫90。在施工中，我們重點把住追加破膠劑和壓后返排兩道工序，確保壓裂液的及時破膠和返派，壓后擴散40min打開套管。應用情況及效果為滿足地質細分改造的要求，進一步發揮壓裂工藝的潛力，應用保護隔層壓裂工藝5口井。（各個支撐劑相互間的作用力可忽略不計）因此，當井內流體向井筒流動時，對支撐劑的推拉力可描述為： T1 dPf=dPA+181。防砂工藝原理（1）尾追核桃殼防砂原理該方法是在尾追砂中加入大粒徑核桃殼防砂，一方面利