FiberWay压裂技术-纤维压裂、控砂、增产一体化技术

FiberWay压裂技术（纤维压裂、控砂、增产一体化技术）

进入裂缝

形成复合型支撑剂

混砂车搅拌池纤维与支撑剂、压裂液均匀混合

纤

维

携砂液阶段加入

纤维搅拌机将纤维分散处理

FiberWay压裂技术

FiberWay(纤维加砂压裂技术)，是指在压裂过程中，在压裂液中添加一定量的经过特别处理的纤维或可降解纤维，依靠纤维材料形成的类似网状的互绕结构来固定支撑剂，提高压裂液的携砂能力，使支撑剂在裂缝内均匀铺置来减少地层吐砂，防止支撑剂回流，从而提高改造效果。

纤维支撑剂压裂工艺流程FiberWay压裂技术FiberWay压裂技术的优势：（1）防砂、稳砂、控砂；（2）提压裂液高携砂能力，降低支撑剂沉降速度，增加支撑剂运移距离。（3）优化支撑剂在裂缝中的铺置，得到跟多有效支撑面积；（4）防止支撑剂回流；（5）优化出合理的返排制度，提高返排效率；（6）生产时，能阻止细粉砂进入井筒中。

国内最近几年开始推广应用。

国外已经很成熟，广泛应用于低渗透压裂、页岩气、煤层气压裂。11、纤维物理化学性质BW系列纤维的宏观照片（左）与微观照片（右）分类：（1）常规纤维；（2）可降解纤维项目指标分散性水中搅拌15s后，均匀分散压裂液中与水的配伍性在水中浸泡24h，水不变色、不发浑，纤维不变色与压裂液的配伍性不影响压裂液的交联、破胶等性能对支撑剂导流能力的影响率（%）≤10纤维使用性能指标11、纤维物理化学性质纤维介质BW1溶蚀率/%BW2溶蚀率/%BW3溶蚀率/%酸液12.83.41.91.77.06.922.81.56.634.61.77.1碱液41.25.55.24.95.95.757.64.76.067.84.85.2高矿化度水72.11.42.72.42.01.981.32.41.990.72.11.7

纤维的耐介质性能评价抗酸、碱、盐腐蚀能力强，能够满足压裂的要求11、纤维物理化学性质

纤维的耐温性能评价所研制的纤维的断裂强力随温度升高而增大，但影响不大，说明该具有良好的耐热性。11、纤维物理化学性质纤维在不同介质中的分散状态纤维+支撑剂+冻胶在破胶液的分散状态纤维在基液和冻胶中分散性能都较好，具备了进行压裂施工的前提。11、纤维物理化学性质

纤维的分散性现场悬砂混合情况现场取样，纤维与压裂液、支撑剂混合均匀，纤维在施工中表现出良好的分散性能。11、纤维物理化学性质22、纤维挡砂、稳砂性能纤维挡砂、挡砂原理示意图挡砂稳砂原理：利用纤维的弯曲、卷曲和螺旋交叉，相互勾结形成稳定的三维网状结构，可将支撑剂或砂粒束缚于其中，形成较为稳定的过滤体，同时具有相当的渗透率，从而达到压裂防砂、防止支撑剂回流的目的。33、纤维对导流能力影响

纤维对支撑剂导流能力评价FCS-100型导流仪实物图最高实验温度150°C最高闭合压力200MPa导流能力(µm·cm)导流能力(µm

2·cm)250

60闭合压力(MPa)20/40目陶粒150100

50

04003503002502002030407080900%纤维0.5%纤维0.7%纤维1%纤维30/60目陶粒150100

50

0200300250203040708090

50

60闭合压力(MPa)0%纤维0.5%纤维0.7%纤维1%纤维纤维对导流能力的影响不是很大，加入纤维后的导流能力依然能够满足现场应用的要求。3

3、纤维对导流能力影响纤维对导流能力的影响纤维对储层渗透率的影响

70MPa时，不加纤维时的导流能力为85µm2·

cm；纤维浓度为1%时，导流能力为77.4µm2·

cm，下降幅度为8.9%，小于10%。由此可知，纤维对储层渗透率的影响不是很大，加入纤维后依然能够满足现场应用的要求。33、纤维对导流能力影响4

4、纤维悬砂能力评价

静态试验

在6个100ml量筒中分别加入100ml胍胶压裂液，其中一组不加纤维设为对照组，其余5个量筒分别加入浓度为0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的8mm纤维。之后向6个量筒中同时加入43g支撑剂（砂浓度为430kg/m3）。观察沉降速度。0%

0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%

原始状态0%

0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%

4小时后0%

0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%

9小时后支撑剂在胍胶中的沉降速度随着纤维浓度的增加，支撑剂的沉降速度明显降低。可见纤维的加入能够明显提高压裂液的携砂能力。44、纤维悬砂能力评价5

5、纤维携砂能力评价

动态试验

“大型平板可视裂缝模型系统”，自主研发，国内首套模拟支撑剂在裂缝中运移及铺置的设备。【获得国家发明专利】可视平板：长4000mm高600mm不加纤维纤维浓度0.5%纤维浓度1.0%

在压裂液中加入纤维后，压裂液的携砂性能得到了较大的改善，1.0%浓度方案的铺砂长度的到了提高，表明有较多的支撑剂不是在缝口附近沉降而是被携带得更远，进入更深的地层。55、纤维携砂能力评价纤维浓度对水平运移速度的影响纤维浓度对沉降速度的影响

通过动态实验可以看出，在同等泵注排量与砂浓度条件下，加入纤维后滑溜水携砂能力提高，支撑剂分布改善明显，可以形成更长的裂缝，提高裂缝的导流能力，提高施工成功率，降低施工成本。55、纤维携砂能力评价55、纤维携砂能力评价支撑剂团SuperWay

通

道

Super-Way实验（通道压裂）自然闭合模式强制闭合模式定向定井向井得到曲线

时

间

相

关※

井口压力※

井底压力※

压裂液返排量

井口压

力相关※

导流能力※

压裂液返排量※

支撑剂回流量※

支撑剂回流量

※

支撑剂沉降距离※

支撑剂沉降距离

※

沉砂深度/长度

※

支撑剂沉降距离－回流量直直井井水平井66、返排工艺优化设计

压裂液返排优化设计

通过模拟裂缝自然闭合和裂缝强制闭合两种裂缝闭合模

式，以提高压裂效果为目标，来优选最佳的返排模式。从

而提高裂缝导流能力，达到增产的目的。66、返排工艺优化设计7、FiberWay

压裂设计软件输入参数输入加砂程序设计结果88、施工设备分散纤维均匀加入速度可调控制加入量施工阶段液体类型排量m³/min液量m³支撑剂支撑剂浓度kg/m³纤维kg砂比%阶段时间Min:Secm³t低替座封胍胶基液0.4-1.67.0前置液交联胍胶1.615.59.69携砂液交联胍胶1.67.51.52.43324.00.5205.26交联胍胶1.87.42.03.24437.40.8274.79交联胍胶1.815.65.08.1518.42.33210.38交联胍胶2.032.512.019.44599.46.23719.88交联胍胶2.022.59.515.39683.85.24214.15顶替液基液＋活性水2.05.42.70加砂结束前15min按0.01%-0.03％-0.05％浓度在混砂车上人工楔形加入APS9kg99、现场应用

XX井现场施工泵注程序设计井口压力（Mpa大于66～33～0油嘴直径（mm）346

返排设计（一）返排模式优选(1)根据裂缝闭合时间得到的最佳返排模式为:强制闭合模式(2)根据压裂液滤失速度得到的最佳返排模式为:

自然闭合模式(3)根据支撑剂沉降距离得到的最佳返排模式为:

自然闭合模式结论：综合考虑，建议返排模式为强制闭合模式。（二）返排程序（三）临界返排速度：8.

8m3/h99、现场应用

返排效果预测99、现场应用

施工曲线图

返排情况压后16h之内，液体返排94.5m3，返排率高达83%。99、现场应用压后放喷情况出砂情况（冲砂作业后得到0.2