压裂工艺原理介绍)

1、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。

2、 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30004000米3，加砂300米3，可压开6000米的井深，裂缝长

3、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

4、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. 增产原理增产原理增产原理增产原理 一般来讲，油层经过压裂后，增产的主要原理有： （1）改变了渗滤条件，显著降低了流动阻力。 压裂前，油从地层流向井底是遵循平面径向流规律的，流动面积越来越小，流动阻力越来越大，压力主要消耗在克服井底附近的阻力上。

5、 压裂后形成了填砂裂缝，导流能力高，流动面积增大，流动阻力大大下降，使产量大大提高。 （2）裂缝突破了近井堵塞带 油井在生产过程中，随着时间的延长，地层中各种杂质等渡塞物随油流带到井底附近，形成堵塞带，油流动困难。当裂缝穿过了堵塞带后，油就通过裂缝流向井底，阻力减小，产量就提高了。 （3）扩大、沟通了地层中原有的微裂缝 因此，使油井增产几倍甚至几十倍。造缝机理造缝机理造缝机理造缝机理 在水力压裂中，了解造缝的形成条件、裂缝的形态(垂直或水平 、裂缝的方位等，对有效地发挥压裂在增产、增注中的作用是很重要的。在区块整体压裂改造和单井压裂设计中，了解裂缝的方位对确定合理的井网方向和裂缝几何参数尤为重要，这是因为有利的裂缝方位和几何参数不仅可以提高开采速度，而且可以提高最终采收率，相反，则可能会出现生产井过早水窜，降低最终采收率。 造缝条件及裂缝的形态、方位等与井底附近地层的地应力及其分布、岩石的力学性质、压裂液的渗滤性质及注入方式有密切关系。图41是压裂施工过程中井底压力随时间的变化曲线。图中pF 是地层破裂压力，pE 是裂缝延伸压力，ps 是油藏压力。 在致密地层内，当井底压力达到