储层改造技术工人技术问答

储层改造工人技术问答

第一章水力压裂

1-1、什么是储层改造？造其主要途径有哪些？

储层改造：采用一定的工艺措施对储层近井地带的导流能力、油气水的入井流动状态等

进行改造，从而达到提高油气层的开采效率、提高单井产量的目的。

其主要途径有：

在地层中形成具有高导流能力的裂缝；

提高近井地层的渗透率；

解除近井地带的地层堵塞，使油气流入生产井的能力提高等。

目前的工艺措施主要有水力压裂、酸化、高能气体压裂以及多种解堵工艺措施。

1-2,什么是油气层压裂工艺技术？

油气层压裂工艺是指利用地面高压泵组，将压裂液在超过储层吸收能力的排量下泵入井

中，井底附近憋起的高压超过井壁附近的地应力及岩石的抗张强度时，在储层中形成裂缝，

再将带有支撑剂的携砂液挤入裂缝中，支撑剂沿裂缝分布，从而改善目的层的导流能力的技

术。

1-3、简述压裂的基本工艺过程。

(1)形成裂缝：压裂过程中地面高压泵组产生的压力，通过液体传压作用施加于地层。

压裂时所用液体有一定的性能要求，能在高泵压下高速度地向井内注入。当泵组的注入速度

大于地层的吸收速度时，就能在井底逐渐形成很高的压力，井底憋起的压力超过岩石的抗拉

及抗压强度时，地层就发生破裂或使原有微小裂缝张开，形成较大裂缝。

(2)裂缝延伸：裂缝随着高压液体不断注入，不断向地层内部扩展和延伸。一般泵组

的压力越高、排量越大，则形成的裂缝愈长、愈宽，直到高压液体的注入速度与地层滤失速

度相等为止。

(3)裂缝支撑：为使裂缝在停泵后不会重新闭合，在注入的液体中加入一定比例的支

撑剂，充填在压开的裂缝中。

压裂后在储层中形成了一条或数条渗流能力较高、比原始地层的渗透率更高的人造填砂

裂缝，大大改变了流体在井底附近地层的流动状况，使井的产量成倍提高。对于低渗透油气

藏,压裂技术还可明显地提高最终采收率。

1-4、裂缝的方位如何判断？

通过室内试验和现场生产实践的各种检测表明，压裂的裂缝多是垂直的或斜交的，在浅

井中可出现水平裂缝。裂缝往往是在岩石结构最薄弱的地方形成，裂缝面大体上垂直于地层

岩石最小主应力方向。最小的注入压力应近似等于最小主应力。大多数情况下，在以活动的

正断层为标志的地区，多是垂直裂缝；在以活动的逆冲断层为主的地区，多形成水平裂缝。

最小注入压力完全取决于区域最小主应力，而与井的几何条件和流体渗漏情况无关。在

地层松弛区，裂缝是垂直的，其最小注入压力比上覆岩石压力要小。在地层压缩区，裂缝是

水平的，所需要的注入压力等于或大于上覆岩石压力。

1-5、压裂工艺按压裂的目的和作用分为哪几类？

(1)开发压裂：在开发方案的设计及实施中将开发和整体压裂技术相结合的技术称之

为开发压裂。

(2)解堵压裂：主要以解除近井地层堵塞为目的的小型压裂。一般加砂量在1〜7m:

施工排量不大于12001/min的解堵性压裂。

(3)测试压裂：在实际压裂之前进行的不加支撑剂的一种施工。其施工规模一般非常

小，目的是为了获取在实际压裂施工中所需要的数据。

(4)重复压裂：同层的第二次压裂，即第一次对某层(或某层段)进行压裂后，对该

层(或层段)再次进行压裂，甚至更多次压裂。

1-6、目前各油田所采用的压裂方式有哪些？

目前所采用的压裂方法有：合层压裂、单层选压、一次多层分压、暂堵剂选压和双管压

裂等方式。如何选择压裂方式，主要根据地质条件、井身状况、工艺技术水平等因素来确定。

1-7,什么是合层压裂？合层压裂按其压裂液通道可分为哪些类型？

合层压裂：是大井段多层同时压裂，只适用于各储层岩性与特性(特别是渗透率)相近、

差异不大的油气井。如果各层差异大，采用合层压裂，一般只能压开岩性强度低、渗透率好

的层，起不到改造中、低渗透层的目的，甚至扩大层间矛盾，导致某些小层过早见水和水淹。

合层压裂按其压裂液通道可分为油管压裂、套管压裂、油、套管环形空间压裂和油、套

管同时压裂四种类型。

1-8、什么是油、套管环形空间压裂技术？

油、套管环形空间压裂技术是指压裂液从油、套管环形空间，在高压下泵入目的层的一

种压裂方式。与油管压裂相比较，在同样的排量条件下其摩阻损失小，但流速低，携砂能力

相应减弱。这种方法适用于抽油井的压裂。

1-9、采用油、套管环形空间压裂技术施工有哪些技术要求？

采用油、套管环形空间压裂技术施工技术要求有：

(1)压裂前，先将泵的活塞放至下死点，使全部抽油杆

和活塞坐在固定凡尔上。然后把悬绳器、盘根盒、短节卸掉,

用一端有丝扣的高压密封管套在光杆上。管子上端是密封的,

下端与盘根盒的丝扣固定，使井口密封。

(2)先用净油进行反循环，以便将井中气体替出，让液

体充满井筒(特别要充满油管)。然后关闭生产闸门，从套管

闸门挤入压裂液进行压裂。

(3)压裂过程中要注意油管严密程度，不能有微小的刺

漏。否则在压裂加砂时，砂子会通过油管进入泵筒发生卡泵

事故。

1-10,什么是油、套管同时压裂技术？

油、套管同时压裂技术指先在井内下入油管，油管连接一部压裂车，套管连接三至四部

压裂车。然后，从油管和套管同时泵入压裂液。油管中的高压液体从油管鞋出来后改变流向

进入欲压裂层，如图1—2所示。油管内只泵入不含支撑剂的压裂液，而携砂液从套管中加

入。由于油管中改变流向的压裂液从井底上返进入压裂层，有效地防止了从套管内加入的支

撑剂的下沉。如果万一造成砂堵，也可以比较方便地通过反循环而解堵。应用此法压裂成功

率较高，适合于深井压裂。

1-11、什么是单层选压技术？常用的方法有哪

些？

单层选压就是根据需要，采取一定的方法和

措施,对一个油气层组中的某一小层或一层段进

行压裂。

单层选压对于选层的要求是：选层要准，欲

压层与非压裂层的分隔要绝对可靠。否则，就达

不到选压单层的目的。目前常用的单层选压的方

法有：

(1)填砂选压

此法是用填砂方法将井内非选压层封隔开,以免压裂时压开非选压层，如图1—3所示。

此法•般适用于封隔下层、选压上层的压裂井。

（2）单封隔器选压

当选压层段处于油气层组的最上部或最下部位置时,可采用

封隔器将非选压层分隔开，压裂时只压开欲选压层，如图1—4

所示。此种压裂方式操作方便，工艺简单，时效高。

（3）双封隔器选压

使用两级封隔器，分别卡在欲压裂层的上夹层和下夹层。压

裂时.，使压裂液仅进入欲压裂层，避免压开其它非选压层，如图

1-5所示。此种方法施工简便、效率高、适应性强，不管欲选

压层在何种位置都可以选压。此种压裂方式的技术要求是：选压

层上、下必须有足够厚度的良好（压不穿）夹层。夹层厚度至少图1-5双封隔器选压示意图

应能卡住封隔器，要求管柱下入深度准确，封隔器密封可靠等。

1T2、多级滑套喷砂器压裂管柱是如何组成的？

多级滑套喷砂器压裂管柱主要由封隔器、多级喷砂器组

油管堵塞器成；井口应配有活动油管头，其中特殊接箍（下面联接汕管）

封隔器可以在油管头密封段内有一定的活动距离。这样，如果施工

多级喷砂器中发生砂卡，可以上、下活动管柱来解除。油管堵塞器工作

筒的作用是防止喷砂器失灵或封隔器损坏后发生喷油或液

体，保证顺利进行起下作业。底部丝堵的作用是密封油管通

道，以确保封隔器、喷砂器正常工作，及起下管柱时不往外

喷油或液体。

『13、多级滑套喷砂器压裂工艺的工作过程是什么？

工作过程是：按照施工设计要求将封隔器下入欲压层段

线堵

的夹层位置，将喷砂器自下而上依丁、丙、乙、甲的顺序（即

滑套直径由小到大）下入欲压裂层，并且要求除最下一级喷

图1-6分层压裂井卜.工作示意图

砂器之外的各级喷砂器均带有相应的滑套。坐好压裂施工井

口，联接好管线在向井内泵注压裂液时，由于油管底部有丝堵堵塞油管通道，则各级封隔器

均开始工作，将各层分隔开来。又由于其余各级喷砂器均有滑套堵住，迫使压裂液从最下一

级喷砂器进入压裂层，对该层进行压裂（如图1—6所示）。当最下层压裂完毕后，从井口压

裂投球器将相应尺寸的钢球投至上一级喷砂器滑套上，将油管通道堵塞。当压力达到一定程

度后，便将滑套打入最下一级喷砂器内，将此喷

砂器通道打开并堵塞住最下一级喷砂器通道。继

续打入压裂液，便可以对第二层进行压裂。以此

类推，直至压完该井所有压裂层位。多级谕套封隔器

（工作状态）

1-14,多级滑套喷砂器压裂工艺的缺点是什么？

多级滑套喷砂器压裂工艺方法的缺点是，每

多级沿套月隔器

压裂一层所有封隔器均进行工作，这将有损于封（未工作状态）

隔器寿命，容易出现压裂中途封隔器损坏而被迫

起下管柱更换封隔器的故障。同时，压裂卜层时，

效堵

如果发生压串现象，也会因为上部鼓胀的封隔器

图1一7分层沿套封隔器虚裂过程示意图

隔挡而不能从套管（压力）观察到。

1-15、多级滑套封隔器压裂压裂技术的工作过程

是什么？

为了克服多级滑套喷砂器压裂的缺点，采用了多级滑套封隔器压裂法（也叫逐级释放封

隔器压裂法）。其下井工具主要是多级滑套封隔器和喷砂器，下入级数依据所要压裂的层段

数目确定，下入顺序从下至上滑套尺寸逐渐增大，并配备相应尺寸的钢球。每压裂一层后，

投入相应尺寸的钢球将上级滑套打入下级滑套座匕起到相当于底部丝堵的作用。由于

上一层封隔器及喷砂器进入工作状态,便可以对第二层进行压裂了，其它则未进入工作状态。

第二层压裂之后，再投入与第三层封隔器滑套相适应的钢球，对第三层进行压裂。依次类推,

便可以分别压裂完所有层段。图1—7为压裂时逐级释放压裂各层的过程。

由于此种方式在进行某一层压裂时，其它各层的封隔器及喷砂器均未工作，故可以保护

这些工具免遭疲劳或冲击损坏，提高压裂成功率。还可以从套管观察到压串现象，避免事故

的发生。

-16、什么是封隔器桥塞分层压裂技术？

封隔器桥塞分层压裂技术最初是使用可钻式桥塞，自下而上封隔一层压裂一层，全部层

段压完之后钻掉可钻式桥塞。钻桥塞无疑增加了工作量，所以目前均改用活动式桥塞与封隔

器配合。

压裂时，事先将桥塞坐封在射孔井段下部，然后上提把封隔器座封在射孔井段上部进行

压裂。封隔器与桥塞之间联接一个控制阀。

控制阀的作用是：在进行压裂时，使压裂液由控制阀进入压裂层。当压完一层上提压裂

管柱移动桥塞和封隔器时，控制阀关闭，封隔住油管通道。油、套管环形空间由井口防喷器

密封，不必压井即可进行起下压裂管柱作业。

这种方法缩短了作业时间，节省了作业费用。

1-17、什么是堵塞球分层压裂技术？

堵塞球分层压裂技术是对所有压裂层都射开相同数量的孔眼，然后使用堵塞球逐层压

裂，每次只允许压裂液进入一个或两个层位。井内各层的破裂压力不同，而且地层破裂压力

较之已压开裂缝后所需的裂缝延伸压力要大。所以，当主裂缝生成并扩展后就投入封堵球封

堵井壁孔眼，使井底压力增高。当此压力达到或超过另外某一地层的破裂压力时;便对该层

进行压裂。如此重复。便将全井各层压裂完毕。

对堵塞球的技术要求是：堵塞球的材质可以是橡皮包裹的尼龙球或铝球，但要具备合适

的尺寸、密度和一定的强度。同时，要求堵塞球在压裂时能够将射孔炮眼封住，压裂完后又

能从炮眼脱出，以便开启储层至井眼的通道。

这种压裂方式一次可以压开数个油气层，同时可使各个层段都得到比较充分的处理。用

这种方式压裂的平均处理级数为13,最多达52级，而且压裂成功率高，压裂效果好。

1-18、什么是暂堵剂分层压裂技术？

暂堵剂即是一种具有临时性堵塞作用的物质。暂堵剂的种类较多，如果按其溶解特性来

分，有水溶性暂堵剂和油溶性暂堵剂两种。如果按其物态来分，有高粘度液体暂堵剂和固体

球暂堵剂两种。使用较多的是固体球暂堵剂，有塑料球、尼龙球、纤维球、橡胶球等，直径

一般为18〜22毫米。暂堵剂的用量根据暂堵层的炮眼数量来确定，一般每个炮眼用2〜3

个暂堵球。另一种是油溶性暂堵球，例如蜡球等。用量一般为1.5〜2.0kg/m（m为有效厚

度）。

暂堵剂主要有两个方面的作用；一是暂时堵塞已压裂的层段，实现分压多层的目的；二

是保护（或隔离开）非压裂层，实现选择性压裂的目的。

119、暂堵剂分层压裂技术有哪些类型？

暂堵剂分层压裂技术有以下几种类型：

（1）分压多层

施工时，用封隔器卡在欲压裂层顶部，泵入压裂液。当压开第一条裂缝后就往压裂液内

加入暂堵球，暂堵球封堵住压开的裂缝后使泵压升高。当泵压升至高于第一层地层破裂压力

后，便压裂第二层。以此类推，完成分压多层作业。

（2）选择性压裂

对于注水开发非均质多油层油田，随着含水不断上升层间矛盾越来越大。特别是纵向非

均质严重的厚油层，水淹厚度小，未动用厚度大。如果采用一般的压裂方法，往往会使高含

水部位压开裂缝，造成油井大量出水。另外，对于夹层薄、难以用井下工具进行分层作业的

井。一般压裂方法也难以奏效。而应用暂堵剂进行选择性压裂，不仅能满足上述工艺要求，

而且取得较好的压裂效果。

具体办法是：当地面循环、试压两道工序完成后，便在试挤时将暂堵球随同压裂液一起

泵入井内（通过地面暂堵剂加入器加入）。由于高渗透层（非压裂层）吸水能力强，暂堵球

便跟随压裂液进入高渗透部位，将射孔炮眼堵塞，迫使压裂液进入另外油层或部位（即选择

压裂的层位）。

1-20、水力压裂技术所用的主要材料有哪些？

水力压裂技术所用的主要材料有压裂液和支撑剂（压裂砂）。

1-21、什么是压裂液？它有哪些类型？

压裂液：水力压裂工艺中使用的液体，统称压裂液。

按不同施工阶段起着不同的作用，分为前置液、携砂液和顶替液。

按配制材料化学性质和压裂液体最终性质的不同而分类命名，包括：水基压裂液、油基

压裂液、乳化压裂液，泡沫压裂液。醇基压裂液。表面活性剂胶束压裂液和浓缩压裂液等。

1-22、压裂液的作用有哪些？

压裂液的主要作用是将地血设备的能量传递到储层的岩石上，将岩石劈开裂缝，再把支

撑剂带到裂缝中铺设形成砂堤，泄压后经一定时间，压裂液在破胶剂和地温作用下变成低粘

度液体返排出井筒。

由于压裂液在施工的不同阶段担负的任务不同，因而，不同阶段的压裂液具有各自不同

的作用和特点：

（1）前置液的作用是破裂地层，撑开一定儿何尺寸的裂缝，为携砂液的进入创造条件。

为了提高前置液的使用效率，可加入固体微颗粒（如小于100目的石英砂）或液体（如柴油）

作为降滤剂，以堵塞地层中的原生微裂隙，减少液体的滤失。在高温深井，前置液还起一定

的降温作用。

（2）携砂液的作用是将支撑剂带入裂缝，并将支撑剂充填到预定位置。同时，携砂液

也具有扩展、延伸裂缝和冷却地层的作用。

（3）顶替液的作用是将携砂液送到预定位置，而最后顶替液将井筒中携砂液全部替入

裂缝。在一定的地层状况下，压裂的裂缝越宽、越长，填入裂缝的支撑剂的数量越多、直径

越大（有足够强度），压裂液与地层岩性和地层流体配伍性越好，压裂后的增产效果就越显

著。而以上儿个指标的实现，除了与工艺措施、设备条件因素有关外，最重要的是与压裂液

性能紧密相关。

1-23、压裂液的性能有哪些？

压裂液是决定压裂的成败和效果好坏的重要因素，对压裂液的性能，如流变性、滤失性、

稳定性、降阻性、配伍性、残渣量及对地层损害等各方面，有一定的要求。

（1）流变性

目前常用的压裂液基本属于假塑型非牛顿流体，其剪切应力与剪切速率不成线性关系，

压裂液的这一特性，有利于施工时管道中和流经炮眼时有较小的摩擦阻力。

（2）滤失性

低的滤失量是造长缝、宽缝的重要条件。一般来说，液体的滤失性取决于它的粘度和造

壁性，粘度高则滤失少，添加降滤剂能大大改善液体造壁性能，从而降低滤失量。

（3）稳定性

压裂液的稳定性包括以下三个方面：热稳定性，压裂液在挤入裂缝的过程中不能因温度

的升高而使粘度有较大的降低；剪切稳定性，压裂液应具有抗机械剪切的稳定性，不能因为

剪切速率的增加而发生大幅度的降解；放置稳定性，这是衡量分批配制压裂液的一个重要指

标，如果放置时间很短就发生降解变质，这样的压裂液将很难适应现场施工。

（4）降阻性

它指压裂液在管道流动时的水力摩擦阻力要小,如摩阻愈小,在设备马力一定的条件下,

用来造缝的有效马力就愈大；降阻性差的压裂液，施工时将导致井口压力升高，排量降低甚

至限制施工。

（5）携砂性能

它指压裂液携带支撑剂的能力。主要取决于液体的粘度、密度及其在管道中及裂缝中的

流速。流速是影响液体携带支撑剂能力高低的重要因素。清水粘度虽低，但如果高速泵送仍

能很好携带支撑剂。对于高砂比及大砂径施工，液体的粘度就是非常关键的因素，不仅可以

保证不产生砂堵、砂卡，还能将支撑剂输送到裂缝中预定的位置，获得更好的效果。

（6）配伍性

它指液体与地层矿物及液体相接触，不产生影响油气层岩石渗透率的各种物质，如不产

生粘土膨胀，不产生沉淀。

（7）残渣

压裂液在地层中破胶后，残渣量愈少愈好，以免降低填砂裂缝的渗透率。

（8）对地层的损害

它指压裂液对地层渗透率的影响，压裂液中含有的机械杂质及残渣可以降低地层渗透

率，乳化及粘土膨胀亦能造成地层损害。因此要求压裂液在施工完后，应当易于从地层中返

排出来，尽量减少压裂液对地层的损害

由上述可知，一种理想的压裂液应具备流变性好、滤失少、稳定性好、摩阻损失小、携

砂能力强、配伍性好、残渣低和对地层损害小等特点。同忖压裂液应具备货源广、成本低、

配制简便等特点，以利于大型压裂和深井压裂施工。

1-24、什么是水基压裂液？

水基压裂液是以水为分散介质，添加各种处理剂，特别是水溶性聚合物，形成具有压裂

工艺所需的较强综合性能的工作液。一般水溶性聚合物与添加剂的水溶液被称为线性胶或稠

化水压裂液。而线性胶一旦加入交联剂，则会形成具有粘弹性的交联冻胶，交联冻胶具有部

分固体性质，但在一定排量和压力下又能流动。水基压裂液以其安全、清洁和容易以添加剂

控制其性质而得到广泛的应用。除了极少数特别对水敏感性地层，水基压裂液几乎可以应用

到所有的油气储集层，是压裂液技术发展最快也最全面的体系。

1-25、线性胶压裂液是如何组成的？

线性胶压裂液（稠化水压裂液）由水溶性聚合物稠化剂和其他添加剂（如粘土稳定剂、

破胶剂、降滤失剂、助排剂、破乳剂和杀菌剂等）组成，具有流动性，一般属于非牛顿液体。

1-26、举例说明线性胶压裂液典型配方。

典型压裂液配方为：

稠化剂：（香豆胶0.4%〜0.6%,服胶0.3%〜0.5%,羟丙基胭胶0.3%〜0.6%）+杀

菌剂（甲醛0.2%〜0.5%）+粘土稳定剂（氯化钾2%）+破乳剂（SP169约0.1%〜0.2%）

+破胶剂（过硫酸核20〜100mg/L）。

1-27、线性胶压裂液有什么特点？

线性胶压裂液具有定的表观粘度与低滤失特性，减阻性能好，有利于输送支撑剂、增

大裂缝宽度，易破胶与低伤害；但对温度、剪切速率较为敏感。其表观粘度具有剪切变稀、

流动无滑移、测粘重复性较好等流变特性。•般仅用于注水井、浅层油气藏和煤层气压裂使

用。

线性胶压裂液的摩阻一般较低，在不同的注入管径和排量下，可以达到清水摩阻的

23%〜30%左右。

1-28,交联冻胶压裂液有什么特点？其典型配方是什么？

交联冻胶压裂液同线性胶压裂液比较，它表现出更强的粘弹性与塑性，所以在水力造缝

与携砂能力等压裂液综合性能方面优于线性胶压裂液，但由于破胶降粘相对困难，造成的伤

害将比线性胶严重。

交联冻胶压裂液的流变特性受交联程度、温度、剪切速率和流体配方等多因素的影响。

典型的交联冻胶压裂液配方如下：

基液：稠化剂（0.3%〜0.7%香豆胶、胭胶、羟丙基服胶）+杀菌剂（0.2%〜0.5%甲

馨）+粘土稳定剂（2%氯化钾）+破乳剂助排剂（0.2%DL—6）+降滤失剂+pH调节剂+温度稳

定剂。

交联液：交联剂（硼砂溶液、有机硼、有机倍、有机钛）+破胶剂（少量过硫酸铉）。视

交联比和交联剂性能配制交联液浓度。

破胶剂：追加的过硫酸镀（酶、还原剂）+胶囊破胶剂+滤饼溶解剂。

1-29、压裂液按照适应不同地层的情况和主要添加剂是如何分类的？

按照压裂液将适应不同地层的情况，调整各添加剂用量，上述压裂液分类可形成低温

（20〜60℃）。中温（60〜120℃）和高温（120℃以上）体系。也有根据压裂液的主要添加

剂稠化剂和交联剂，将其分类和命名的习惯做法，如称之为胭胶或香豆胶压裂液、羟丙基胭

胶压裂液、硼交联压裂液、有机钛错交联压裂液等。还可以根据交联剂量的不同，将压裂液

命名为弱交联和强交联压裂液。不同的分类命名各有优缺点，还不能得到统一。目前，出于

对油藏保护角度的考虑，大多压裂液尽可能使用硼（硼砂、有机硼）交联压裂液。

1-30、什么是泡沫压裂液？它有什么特点？

泡沫压裂液实际上就是种液包气乳化液，或者说泡沫是气体分散于液体中的分散体

系。泡沫提供了高粘度和优良的支撑剂携带能力。在施工过程中，保持稳定的泡沫，干度范

围极为重要。干度低于52%的体系仅能称为增能体系，典型的压裂施工设计达到70%、75%、

80%泡沫干度，这意味着压裂液的70%,75%或80%是气。一般，随着泡沫干度从60%增

到90%,泡沫的稳定性和粘度也增大。超过90%,泡沫恢复成雾状。

泡沫压裂液适用于低压低渗和水敏性储集层。泡沫压裂液具有易返排、低滤失、粘度高、

携砂能力强。对储集层伤害小等优点。其不足之处在于压裂施工中需要较高的注入压力，特

殊的设备装置、施工难度大。

1-31、泡沫压裂液有哪些类型？

配制泡沫压裂液的液体可以是含表面活性剂的水、稠化水、交联冻胶等。气相为N?或

CO2。于是形成了许多类型的泡沫压裂液。

1-32、泡沫压裂液对起泡剂的要求是什么？

泡沫压裂液的主要添加剂之一是起泡剂，对起泡剂的要求是：

（1）起泡性能好。一旦与气体接触立即产生大量的泡沫，即泡沫膨胀倍数高。

（2）稳泡能力强，所产生的泡沫性能稳定，寿命长，即使在较长时间泵送的剪切条件

也可保持性能稳定。

（3）与地层岩石、流体及压裂液的配伍性好，即使与原油、盐水、碳酸盐及各种化学

添加剂接触时，也能保持其稳定性，并且不伤害油层的导流能力。

（4）凝点低，具有生物降解能力，毒性小。

（5）压力释放时，气泡膨胀，泡沫易于破裂。

(6)用量小，成本低。

1-33、泡沫压裂液常用的起泡剂有哪些？

泡沫压裂液常用起泡剂有：阴离子表面活性剂如烷基磺酸钠、烷基磺酸钱、烷基苯磺酸

铁、丁基苯磺酸钠、烷基硫酸钠、松香酸钠、月桂醇酸硫酸酯钠盐、硬脂酸醇酸硫酸酯钠盐、

脂肪醉酸硫酸酯钠盐、脂肪醉醛硫酸酯镂盐、月桂醉硫酸酯三乙醇胺盐等；非离子型表面活

性剂如聚氧乙烯月桂醇、聚氧乙烯棕槽醇酸、聚氧乙烯硬脂醇酸、聚氧乙烯月桂酸酯等。大

多数特别是二氧化碳泡沫的起泡剂是多种表面活性剂的复配品。

1-34、什么是油基压裂液?

油基压裂液是以油为溶剂或分散介质，加入各种添加剂形成的压裂液。当前较通用的是

铝磷酸酯与碱的反应产物,将有机脂肪醇与无机非金属氧化物五氧化二磷生成的磷酸酯均匀

混入基油中，用铝酸钠进行交联，可形成磷酸酯铝盐的网状结构，使油成为油冻胶。铝磷酸

酯盐冻胶改善了原油的稠化，并提高了温度稳定性。90年代初，进一步完善了的油基压裂

液体系，以原油为介质，磷酸酯为稠化剂，铝酸盐为交联剂，醋酸盐为破胶剂，并通过两次

交联过程，实现了现场施工的连续混配，缩短了交联时间，优化用量，改进流变性能，耐温

能力达120〜130℃,实现了高砂比施工。

1-35、油基压裂液有什么特点？

使用油基压裂液有利于避免对水敏性油气层使用水基液而引起的地层伤害。适用于低

压、偏油润湿、强水敏性储集层。使用油基压裂液的缺点是易燃性。并且大多数情况下，油

基压裂液的泵送摩阻明显高于水基压裂液体系。与水相比，使用油品时静水压头较小，所以

要求泵送压力也较高。由于以油为介质，添加剂用量大、成本高、施工安全性差，现场配制

及质量控制较难。

1-36、什么是乳化压裂液？有哪些类型？

油水两相的两种基本类型是油外相和水外相。油外相乳化液产生与油的高粘度相联系的

高摩擦阻力。水外相乳化液具有较低的摩擦阻力。乳化压裂液水相山植物胶稠化剂和含有表

面活性剂的淡水或盐水配制而成，油相可以是原油或柴油。根据表面活性剂即乳化剂性质不

同，可以形成水包油(0/W)或油包水(W/0)两种类型的压裂液。

1-37、乳化压裂液有什么特点？

乳化压裂液粘度随着水相中聚合物浓度及油相体积比例增加而增大。稠化水，特别是交

联型聚合物可以改善乳化压裂液的稳定性，而且由于聚合物的减阻作用，使得乳化液泵送时

的摩阻大大降低。水外相乳化压裂液的泵送压力一般高于一般常用的交联压裂液而大大低于

油外相乳化液。由于乳化压裂液含水量少。稠化剂用量低，同时在地层中乳化剂被地层吸附

而自动破乳，具有低伤害、易返排的特点。在不追求交联压裂液的那种超高粘度和温度稳定

性而仅需要良好的粘度时，使用水外相乳化压裂液具有较好的经济效益。乳化压裂液不足之

处在于较高摩阻、高成本(除非原油能回收)，同时热稳定性较差，上限温度120C。

1-38、什么是醇基压裂液？它有什么特点？

醇基压裂液是以醇作溶剂或分散介质配制的压裂液。一般醇仅是作为水基压裂液的添加

剂出现的，以其低表面张力消除水锁或起到除氧作用而用作稳定剂。如果将其作为压裂液的

主要成分来应用，则具有：成本高；低级醇极易燃；醇难以稠化；粘度低；醇基液表面张力

低等问题。虽然它具有消除水锁的功能，但配制的醇泡沫不稳定。

醇基压裂液适用于水敏、低压和低渗透油层的压裂。可以配成稠化醇、醇冻胶或醇泡沫

压裂液，但其易燃，对人体有伤害性。

醇冻胶压裂液往往是聚丙烯酚胺的衍生物，如二甲胺基甲基聚丙烯酚胺一甲醛醇基冻胶

压裂液，是用甲醛来交联的。

1-39、什么是胶束压裂液？它有什么特点？

胶束压裂液是近年开发的新型压裂液，其主要组分是衣面活性剂。同以往压裂液的最大

区别是它不会形成固相残渣，因此又称之为清洁压裂液。相对常规交联聚合物压裂液，胶束

压裂液具有无固相、无残渣、低伤害、添加剂种类少、减少施工前期配液工序和混合时间、

施工摩阻低、携砂能力强等特点。同时也存在两方面缺点，一是耐温能力较低，适用温度

24〜79C；二是成本较高。

1-40,什么是支撑剂？

支撑剂指用来支撑已压开的裂缝，使裂缝不再重新闭合，并使裂缝具有较高导流能力的

固体颗粒。

为了适应各种不同地层以及不同井深压裂的需要，人们开发了许多种类的支撑剂，大致

可分为天然和人造两大类。天然支撑剂是以石英砂为代表，人造支撑剂是以陶粒为代表。支

撑剂性能主要是物理性能和导流能力。

1-41,支撑剂的作用是什么？

在裂缝中沉积排列后支撑裂缝；增大孔隙度，提高渗透率，使裂缝具有较高的导流能力；

扩大油流通道，减少流体的流动阻力，达到增产目的。压裂效果好坏，施工的成败与选择支

撑剂有关。因此，掌握支撑剂性能，并能合理选用是一项重要工作。

「42、支撑剂分哪些类型？

(1)石英砂

石英砂多产于沙漠、河滩或沿海地带。国内有兰州砂、福建平潭砂、承德砂等。

天然石英砂的主要化学成分是氧化硅(SiO?),同时伴有少量的氧化铝(A1。)、氧化铁

(Fe。)、氧化钾(KQ)、氧化钠(Na20)及氧化钙与氧化镁(CaO+MgO),

一般石英砂的体积密度约为L70g/cn?左右，视密度约为2.65g/cm)

(2)陶粒

人造陶粒是一种主要由铝研土(氧化铝)烧结或喷吹而成的，它具有较高的抗压强度，

一般划分中等强度和高强度两种陶粒支撑剂。

(3)树脂砂

树脂砂是将改性酚醛树脂包裹到石英砂的表面上，经热固处理制成。它的视密度为2.55

g/cm，左右，略低于石英砂。

目前普遍使用的支撑剂是石英砂。

1-43、支撑剂的质量标准是什么？

我国常用的天然砂有兰州和福建平潭砂；常用的人工支撑剂有宜兴陶粒、成都陶粒和少

量玻璃微珠。依据(SY/T5108-1997)支撑剂质量标准，对支撑剂质量提出以下要求。

(1)支撑剂颗粒尺寸要适度。试验表明，颗粒尺寸小时，单颗粒强度高、破碎率低；

颗粒尺寸大时，单颗粒强度低，在一定闭合应力下的破碎率高。但是，另一方面，在保证颗

粒破碎率不太高的前提下，较大颗粒的支撑剂支撑的裂缝的导流能力总是高于小颗粒支撑

剂。从工艺上说，颗粒尺寸小易被携带，颗粒尺寸大不容易携带、易脱砂并卡堵裂缝。显然

颗粒太大太小都不好。对颗尺寸间隔也有要求，为了保证不发生小颗粒堵塞孔隙，要求颗粒

的上限、下限尺寸应满足下式

外=041孙

(2)支撑剂强度是指群体强度，山颗粒强度和闭合应力下破碎率两指标度量。颗粒强度,

由颗粒强度仪测量，按下式计算平均颗粒强度

P=F1d2

式中F颗粒被压破时的平均力;

d——颗粒的平均直径。

「44、支撑剂物理性能有哪些？

支撑剂物理性能包括粒度组成、球度和圆度、密度、酸溶解度、浊度和抗破碎能力。物

理性能的评价依据是中华人民共和国石油天然气行业标准（压裂支撑剂性能测试推荐方法）

（SY/T5108—1997）o

厂45、支撑剂性能指标是什么？

（1）支撑剂的粒径范围

支撑剂的粒径范围可分为0.45-0.224mm,0.9~0.45mm和1.25-0.9mm三种不同的规

格。

（2）支撑剂的球度与圆度

天然石英砂的球度、圆度应大于0.6。

人造陶粒的球度、圆度应大于0.8。

（3）支撑剂的酸溶解度

天然石英砂和人造支撑剂的酸溶解度值采用同一规定。见表1—L

表1-1支撑剂酸溶解度

粒径范围（mm）酸溶解度的最大允许值（％）

1.25-0.9,0.9〜0.45W5

0.45-0.224W7

（4）支撑剂的浊度

支撑剂浊度值不应高于100NTU或100度。

（5）支撑剂抗破碎能力

石英砂支撑剂抗破碎能力相应的粒径范围，规定闭合压力与破碎率指标见表1—2。

表1—2石英砂支撑剂抗破碎测试压力及指标

粒径范围（mm）闭合压力（MPa）破碎时受力（kN）破碎率（%）

1.25~0.9（16目/20目）2142.56W14

0.9〜0.45（20目/40目）2856.75〈14

0.45-0.224（40目/70

357.094<8

目）

陶粒支撑剂的抗破碎能力

陶粒支撑剂的抗破碎能力要经过52MPa,69MPa两个模拟闭合压力的测试。因支撑剂性

能比较的需要，闭合压力可增至86MPa,lOOMPa,相应的粒径范围的破碎率指标见表1—3。

表1—3陶粒支撑剂粒径范围与的破碎率指标

粒径范围（mm）破碎率（%）

1.25〜0.9（16目/20目）W25

0.9〜0.45（20目/40目）W10

0.45〜0.224（40目/70目）W8

1-46、压裂设备井场布置有哪些要求？

图1-8表明了在井场使用的常规压裂设备。

在水力压裂施工前，聚合物基胶和盐水可能相混

合，并储存在压裂液罐内。清水储存在水罐中，以便

胶液太浓时使用。在泵入期间，压裂液从储液罐流向

一个公共的集管，然后由安装在混砂车上的离心泵供

给混砂车上的搅拌器。液体滤失添加剂可能加入到搅

拌器内，或者是在前一天原液制备时，在压裂液储液

罐内预先进行混合。支撑剂按预先设计的程序加入搅

拌器，交联的前置液与液体和支撑剂相混合的含砂液

从搅拌器泵送到高压泵或增压器的入口管汇。交联剂

可在搅拌器内加入或在搅拌器下游的高压泵入口管汇

中加入。如果以柴油作为液体防滤失添加剂，那么，二旌:;二上「喷驱蓝酒溜

在搅拌器中混合会使柴油液滴在粘性胶液中混合得更图「8压裂井场布置示意图

好。所有的泵，包括防止停泵的备用泵都与入口管汇相’

连接。在入口管汇离心泵为高压泵提供充足的供液，高压泵与高压管汇相连接，高压管汇与

通向井口的高压管线相连。经常使用的井口隔离工具将井口和压裂施工的高压隔离开来，以

便保护井口。

搅拌器上还需要有密度计，以使搅拌器的操作人员能控制支撑剂浓度。井口附近还需要

有一个密度汁，用来监测注入井内的最终的含砂液浓度，而且可用来确定最后冲洗或返排的

时间，以防裂缝中的支撑剂反吐出来，确保井筒附近的裂缝中达到最后设计的泵入浓度。

对于关键性的压裂施工，特别是对于勘探井，将有一个施工指挥中心或压裂指挥车，如

一台监测车或现场计算机、监测设备和监测车，便于人们观察的大量压裂数据的图形显示将

由现场计算机就地绘出。

1-47、压裂液储罐的作用是什么？有哪些类型？

压裂液储罐储存施工液体，并将使用的各种类型的液体分离开来。压裂液储罐有矩形、

垂直安装或水平安装的圆柱形储罐(卧式罐)。理想的储罐应加涂层衬里，以防止铁生锈。

这些储罐通过。101.6mni直径的软管与搅拌器相连接。连到储罐上的软管可直接联接

到储罐的正面，通常是联接到从储罐上伸出的(0203.2〜254.0mm)的管汇上。伸出的管

汇可使几个储罐一起接到管汇的每个接头。一条循环管线接到储罐，用来混合液体和添加剂。

储罐也可能有倾斜的，具有U型的底面，以便利用尽可能多的压裂液。

1-48、什么是压裂输砂设备？它的作用是什么？

输砂设备以最简单的方式将支撑剂输送到搅拌器。小型压裂施工可能只需要一台或几台

运砂车，将其停放在搅拌器的漏斗上方，以手工控制一个滑门开关的大小来改变其输送速率,

靠重力将支撑剂供给搅拌器。通常每台运砂车能容纳10nr的支撑剂。

大型压裂施工则需要以高速率输送大量的支撑剂，为满足这种高要求，现场使用储存仓,

它们的容量为55〜115nl3。这些储仓分成几个不同大小的仓室，每个仓室都有一个或多个用

液压控制的调节阀门，以便调整支撑剂的输送速率。支撑剂落到储仓下部的传送带上，然后

由传送带将支撑剂输送到搅拌器，每一支撑剂储仓的输送能力取决于液压系统的额定功率，

通常为4535〜9070kg/min,,每个储仓都有自己的动力设备。

如果需要多个支撑剂储仓，或输送速率超过单个储仓的能力，那么，可沿着输送支撑剂

的传送带安置这些储仓。

1-49、压裂液与支撑剂配比混合器一混砂车的功用是什么？

混砂车的主要设备是搅拌器，是压裂液和支撑剂配比混合器。其主要的功能是将所有预

先混合好的压裂液、各种液体和干的添加剂，以预期的比例和速率与支撑剂均匀混合，搅拌

器同时向所有的高压泵供给含砂液进行增压，并注入到井筒。

来自压裂液储罐的压裂液、支撑剂和其它液体或干的添加剂，都在混合罐内进行充分的

混合，由一个或一组浆叶、螺旋推运器及液体喷嘴产生的搅拌，使压裂液和其中的各种成分

得到均匀混合。搅拌器的容量为0.96〜3.2m）抽吸泵将压裂液从储罐抽到混合罐内，该装

置有一到二台离心泵（泵的数量取决于液体的注入排量），多数情况下只需一台泵。离心泵

的大小和动力设备决定了搅拌器的搅拌速率。

干的添加剂，如交联剂或防滤失添加剂，用漏斗或喷嘴式的混合器将其加入压裂液中，

可在压裂施工前将干的添加剂预先与压裂液相混合，或者在压裂施工期间，将其加入压裂液

中、用一可调节的叶片输送器控制添加剂的加入速率，液体直接流进混合罐内。

许多搅拌器都装有几台泵，在混合及压裂施工期间，在适当的时候起动这些泵来加入不

同的液体，如加入表面活性剂、液体聚合物、交联剂和控制液体滤失的碳氢化合物。

当压裂液、支撑剂和其它添加剂在混合罐内相互混合后，罐出口的离心泵将液体从罐内

抽出，并通过装在一个特制管汇上的（101.6mm）的软管为高压泵组加压。

1-50、压裂设备中的泵送装置一压裂车的结构如何？功用是什么？

压裂车的工作设备是压力泵，多为柱塞泵。泵提供必要的动力，以达到设计的压裂液泵

入速率和注入压力来产生和扩展裂缝。这些泵送装置被分成两大类：常规泵和增压泵或多级

压力泵。一个重要的额定指标是其水马力数，它表明泵的输送能力。

压裂车常规泵送装置中泵的工作压力范围为0〜69MPa,在特定情况下，也可在高压情

况下使用，但其可靠性大为降低。装置有三个主要组成部分：动力机组、动力端和液体端。

泵送装置一般安装在车上，每台泵送装置的额定水马力数取决于所使用的动力机组的大

小，柱塞直径控制泵入速率。额定水马力范围为520〜1195KW。

增压泵或多级压力泵可长时间工作在69~138Mpa（或更高）的施工压力范围，对于长

时间运转（2h以上），增压泵比常规泵更可靠。

『51、什么是压裂井口接头？有什么作用？

井口接头是在一口有油管的

井上适当的位置安装的井口设备。

由于压力极高和支撑剂的磨损作

用，压裂施工可能会损坏井口设

备。安装井口接头可避免这些潜在

的损坏因素、这种工具用高强度管

钢制作的管芯同油管密封。这种工

具可在不损坏井的高压下安装，它

可用高压橡胶密封,并适用于大多

数管子尺寸和井口设备，井口隔离

工具适用的施工压力范围可达

138Mpao

1-52,AC100型井口保护器的结构图1-9井口保护器安装图图

特点有哪些？

（1）高压作业时井口保护器安装在采油树上，以保护采油树免受工作液的高压和腐蚀

作用。该井口保护器安装位置参见图1—9。

（2）该井口保护器密封件不外露，无论井内有无压力均可插入与取出。

(3)该井口保护器底部用法兰与采油树连接，顶部用油壬与压裂车高压排出管汇连接,

油壬与法兰都必须配套。

(4)该井口保护器外部无活动件，结构紧凑，可靠性较好，可以有不同的行程。

(5)必须按照井U油管实际尺寸选择合适的芯轴及盘根帽尺寸，尺寸不合适，不能起

保护作用。

作业时，插入芯轴前应从B阀注入液压油、使液压腔充满液压油，插入芯轴的速度要慢，

通过从C阀排放液压油来控制。该井口保护器的安装位置和工作位置参见图1—10。

1-53、压裂施工设计的基本步骤有哪些？

压裂施工设计的基本步骤有：

(1)收集将要进行压裂井所有需要的数据，包括储层、完井和估算的施工参数。

(2)选定一些适当的液体，或者指定认为在特定作业中需要的粘度值。

(3)对使用石英砂和高强度支撑剂的小型和大型施工做出压后生产情况的预测。

(4)详尽地模拟计算石英砂和高强度支撑剂的施工，以便确定作业规模对总的施工效

果，主要是对产能的影响。

(5)选定能得到最大投资回收的规模和类型，论证设计计算结果，以达到最佳经济效

乙

jiio

(6)改进最后的施工设计，使得在最小的风险和费用下获得所希望的裂缝。

(7)选定压裂液粘度值后，要确定符合该粘度值的压裂液。

这里不需要强调第五个步骤。为简便起见只需把费用收回时间作为考虑施工设计时的经

济极限条件。

1-54、压裂施工设计所需资料有哪些？

压裂资料可以分为不可控制参数和可控制参数。

不可控制参数即那些无法进行调整的储层特征参数，包括以下几项：

(1)储层渗透率和孔隙度。

(2)储层净厚度及其横向延伸。

(3)储层应力状态。

(4)储层的温度和压力。

(5)储层流体特性及其饱和度。

(6)邻近遮挡层的厚度及其延伸范围。

(7)邻近遮挡层的应力状态。

可控制参数指那些可加以调整，来进行优化施工的完井特征参数。以下是典型的可控制

参数：

(1)井筒套管、油管及井口状况。

(2)井下设备。

(3)射孔位置和射孔数。

(4)压裂液和支撑剂。

(5)压裂施工排量和用料计划。

由不可控制参数，如储层数据，可以估算压裂前后井的产量。

由可控制参数，如完井数据，可以提出压裂施工设计机械方面的要求。

1-55、压裂施工设计时如何选择压裂液？

选择压裂液应考虑五个技术因素：粘度、液体摩阻损失、滤失、返排、及储层岩石的配

伍性。

当某种液体满足以上五个技术条件，就需考虑另外两方面的因素：费用和来源。

1、粘度

压裂液粘度将影响缝宽和缝长的分布，以及支撑剂的最终分布。目前大部分施工设计都

采用中等粘度到高粘度的液体，这些液体在施工期间，能把近于全悬浮的高浓度支撑剂轻易

地泵入，并产生足够的缝宽。选择高粘液体是希望获得较宽的支撑缝，以避免支撑剂沉降在

井筒或缝内而发生砂堵。

从粘度出发选择液体的步骤如下：

(1)选择一种有足够粘度的液体，对初始范围计算和总的施工规模设计，要能给出使

支撑剂近乎全悬浮的条件。

(2)通过减少胶液浓度，使该液体粘度降低，从而得到非全悬浮状态，但要保证施工

成功。

(3)如需要更宽的支撑缝时;使用极低粘度的液体以形成短宽支撑缝。

2、压裂液摩阻损失

由于过高的管线摩阻会造成一些液体的低注入速率和高施工压力。所以应根据一定地面

施工压力下，能达到的各种排量，或者一定排量下的各种施工压力，对可选用的液体加以比

较。

3、返排

返排主要就是排出施工所用压裂液，所以要求压裂液具备三个最重要条件：

(1)施工结束后，压裂液迅速破胶后成为极低粘度液体，易于返排。

(2)破胶液体的低残渣，使得支撑带地层不受污染。

(3)液体密度极低，使静态油层压力足以驱动压裂液返排到地面。

在进行设计时，需估算静态储层压力，这样在预测该压力是否足以允许压裂液自然排出

时就很简单了。如果储层压力低不太正常，此时就要考虑用胶状油和泡沫。如果储层压力稍

低，则使用胶状油即可流回地面。如果压力很低，就要选择泡沫，这样，不需长时间抽吸，

即可迅速返排回地面。

4、与储层流体的配伍性

储层岩石的岩相学特征及其孔隙中所含流体，往往对压裂液很敏感，预测可能产生问题

的最好方法是：在实验室对岩芯流动进行研究。

设计应当重视对压裂层段进行地质或化学分析中所获得的任何资料。如粘土分析中发现

储层岩石含有大量可膨胀粘土、如蒙脱石。利用这种资料•，在选取压裂液时;应使粘土膨胀

降至最低。

另一应考虑的因素是：各种主要含铁离子化合物的沉淀问题。现有化学添加剂可以防止

出现此问题。由于各种可能的原因，某些储层对任何水组分都具敏感性，一旦怀疑有这种可

能，就需考虑用油基压裂液。

1-56、压裂施工设计时如何选择支撑剂？

支撑剂选取的要点是：一定应力下支撑剂渗透率与储层渗透率的比较，以及通过孔眼和

裂缝时支撑剂的可输送性。

1.支撑剂渗透率

支撑剂可供选择的数目要远少于压裂液的。目前所用支撑剂数目不过五、六种，它们

之间的基本差别就是高应力下支撑带的渗透率。石英砂、中密度和高强度支撑剂是三种主要

的类型。

2.支撑剂的可输送性

只要压裂液有适当的粘度和施工排量，一般施工将支撑剂从混砂罐中输送到射孔孔眼入

口处是没有什么困难的。在泵入支撑剂阶段，井筒中可能出现的问题是支撑剂沉降。除井筒

之外，第一个最可能出现砂堵的位置就是孔眼通道，这一通道必须有确保支撑剂通过而不发

生桥堵的横截面。支撑剂选取的一个准则是，其颗粒小到足以通过孔眼而不发生砂堵。

井筒附近的裂缝宽度必须足够大，使初始阶段的支撑剂能畅通进入。一般情况下，缝宽

与最大支撑剂颗粒直径之比至少为2.5〜3倍。

然而加砂浓度太大时，由于支撑剂在裂缝壁面间引起桥堵。从而也可能沿缝长发生砂堵

现象。砂堵现象的发生，取决于选择的具体液体——支撑剂的组合，高滤失或低粘度液体不

足以产生足够的宽度来防止砂堵的发生。颗粒太大的支撑剂即使在高粘,低滤失的压裂液中，

也同样会出现桥塞。

1-57、压裂施工设计时如何选择压裂施工参数？

压裂施工参数系统的选择基于地层的特征、井口耐压、井下管柱、套管、施工设备性能

及压裂材料的性能等。在充分考虑各种影响因素和限制条件的情况下，选择套能达到优化

设计的缝长和与油藏匹配的导流能力的施工参数系统。

注入方式的选择：注入方式的选择原则是在满足泵注参数的前提下，在限压以下尽可能

选择最简单的注入方式，同时使压裂液在井筒中的流动摩阻最低。通常注入方式有油管注入、

环空注入、油套混注和套管注入等。•般情况下，油管注入易形成较高摩阻，这时可换大直

径油管或使用其他注入方式以减小摩阻。

施工排量的选择：一般在井口限压允许的条件下，应尽可能提高施工排量，但由于增加

排量裂缝垂向延伸也将增加，故此施工排量的选择应适当，确保提高排量时裂缝垂向延伸是

有限的。

砂液比的选择：为获得优化的设计，使井的改造增产效果最佳，应根据油藏的特性及产

出能力，取得优化的裂缝长度和导流能力。一般情况卜，对低渗油气藏需造长缝，但不需太

高导流能力，因此平均砂液比在30%〜50%即可。对中、高渗油、气藏则需短、宽高导流

裂缝，因此平均砂液比要达到50%以上。

加砂程序的确定：以往加砂程序均为阶梯式，很难实现十分理想的“楔形”支撑剖面，

采用线性加砂程序即砂液比是以一条直线式增加，可实现较理想的支撑剖面。但实施中很难

操作，故尽可能使砂液比增加幅度减少。一般采用线性加砂程序裂缝导流能力沿缝长分布更

加合理。

压裂施工水马力的确定：压裂施工水马力的确定，主要取决于施工排量和井口压力。其

水马力为：

W=2.23pQ

式中W——水马力，hp；

p----井口压力，MPa；

Q----施工排量，m'1/min。

1.井口压力的确定

压裂时地面井口压力的大小主要受裂缝延伸压力、压裂液流动摩阻、液柱压力及其他摩

阻影响，即：

P井口=P延一P静+Pm+P其他

式中P井口——地面井口压力，MPa；

p延——裂缝延伸压力，MPa；

p静——静水柱压力，MPa；

Pm压裂液在管路中的流动摩阻，MPa；

P其他一压裂液通过喷砂器、射孔孔眼等摩阻，MPa。

2.压裂车数量的确定.

计算出所需水马力后，再根据每台泵车可使用的水马力即可得到压裂车数量:

N=卬/吗

式中N——压裂车数量；

叱——每台泵车可使用水马力，hPo

1-58、压裂作业施工的原则是什么？

(1)施工必须达到设计要求，资料齐全、准确。

(2)施工过程不能损害油气层，有利于油气田稳产高产。

(3)施工后井下情况清楚，管柱清洁，深度规范符合要求。

(4)完井后井口井场设备齐全、完好、规格，符合按时投产要求。

1-59、压裂施工质量标准有哪些？

(1)油、气、水井压裂层位必须按地质方案进行，压裂管柱下入深度必须准确，一律

使用普通油管，严禁使用涂料玻璃油管，做到按设计施工不压错层位。

(2)压裂砂应经过清洗、分选，同级压裂砂粒径差不许大于0.5mm,石英含量在95%

以上，分级使用。水井压裂砂直径规定为0.4〜0.8mm或0.8〜1.2mm,但不可混用。油井压

裂砂直径规定为0.8~1.2mm»

(3)油、水井压裂要保持清洁，不许污染、堵塞压裂层。油井使用原油作压裂液时，

含水量不能超过10%，使用水基压裂液杂质不大于25%。水井应用清水作压裂液时水质必

须合格(机械杂质不超过2mg/L),含铁小于0.5mg/L。配制成压裂液要经过技术检验合

格，填写出厂合格证，方可出厂使用。

(4)不同油田，不同区块(带)油、气、水井，加砂量不一样。

(5)油、气、水井压裂加砂后替挤量要严格执行设计要求。

(6)油、气、水井压裂前后一律要探砂面，若砂面在射孔底界以下10m不冲砂，10m

以上冲砂至人工井底。

(7)水井压裂前必须洗井合格，压裂后用施工管柱立即转注3〜5d,然后再起出压裂

管柱，下入配注管柱。

(8)汕、水井压裂后要注意扩散压力，在活动管柱和起下作业中，不许放喷，以防吐

砂。

(9)压裂之后，按施工设计要求下入完井管柱。具体要求是：

①油井下测试管柱，喇叭口深度下至射孔顶界以上5〜10m。

②油井下配产管柱，按配产设计要求下入管柱，封隔器要全部密封方可交井。

③水井完井管柱按配注要求下入。

(10)施工完井，井口设备完好，不刺不漏，井场清洁，具备投产条件，文明施工，方

可交井。

1-60,压裂施工程序是什么？

一个完整的压裂工作程序如下：

准备f接井f井控f动井口f安装井口防喷器f下压裂管柱f措施f下完井管柱f替

喷一试生产一验收一交井

而其中所谓“措施”一般分为七个步骤：

摆车——循环——试压——试挤——压裂(预压)——加砂——替挤(顶替)。

1-61、压裂施工操作规程是什么？

1.探清井底，目的层无砂堵，沉砂口袋内无泥浆。

2.井口闸门、法兰、卡箍螺丝应齐全上紧，各部件严密封，采油树过高或预计井口压

力在30MPa以上者应采取加固措施。

3.不进行其它作业的生产井在压裂前一天关井。井深、气量大的井应用2.5mm以上油

嘴放气，用防膨液循环压井，油套管须通畅、清洁。

4.压裂井场布置应紧凑，高压管线尽量短，联接管线不交叉，不重叠，不悬空。

5.任务明确，各负其责，统一指挥，协调一致。

6.各压裂车循环排气，压裂车处于正常状态后，按设计要求逐一试压。

7.接好压裂车与井口闸门。

8.初次压裂井与新区，用1〜2部压裂车试挤2〜3个注入点，求得目的层吸水指数。

9.正常压裂，经判断确定已形成裂缝，开始慢慢均匀加砂，逐渐加大到设计要求的砂

液比，加完设计的总加砂量。

10.凡分层压裂需对封隔器平衡压力时，平衡压力应在预定限度内，压力上下波动不超

过50%。

11.用高粘水基压裂液时要严格控制配液粘度及交联比例及时间。

12.注顶替液排量不能低于注携砂液时的排量，顶替液量应严格执行设计要求。

13.加砂过程若由于设备，井口或管线发生故障被迫停泵时间较长时，应抓紧时间进行

洗井。

14.压裂完应关严井口后，才能放压卸管线。

15.应及时计量与录取资料。

16.每压一层，应以各罐总输出量为准核对总注入量。

17.参与正常压裂施工人员必须坚守岗位，尽职责，其它人员不得进入高压区，离开高

压区20nl以外，在此范围内不能吸烟，有明火等。

18.大型压裂时需有消防车，保健医生在井场。

19.压裂过程若发生意外须听从统一指挥，如地面管线脱扣飞出，必须停泵关井口闸门

再行处理。若发生套管脱扣或井口破坏，先控制井喷、压裂车应熄火，打开由壬，拖出危险

区，切断电源，严禁明火。

20.压裂或顶替过程若发生泵压急剧升高，应停泵，分析原因，采取指施。

1-62、压裂施工前井场(包括进井场道路)的准备工作有哪些？

井场准备，主要考虑要有足够的场地并容易进入。

有时，由于钻井施工而留在现场的东西，或早先安排在现场的生产设备，如罐槽、分离

器和防火坑等，使得设备的放置和物品处理很困难甚至不实际，由于这些障碍，经常会导致

设备和物品的安置不妥，并限制了施工规模。为了避免不适当拖延时间、不安全因素和其它

限制，要按比例准备一份现场草图，包括泥坑、道路、管线等，还要制作按比例缩小的模型

以表示现场的设备、砂罐和压裂液罐的放置。下面为考虑要点：

(1)为安全起见，设备的人工操作部件距离井口至少15m,最好30m,如果发生问题，

需要特殊设备进行控制和检查时:人们易于接近。

(2)在压裂液罐后部要有足够的空间，使得在不需移动已放设备的情况下，就能在各

施工阶段之间向罐内重新充液或排出污染的罐内液体。要确认地面能足以承受运水设备的重

量。

(3)如果可能，要使施工场地大得足以摆放全部压裂液罐，而不需将其中的一些罐放

在远处。

(4)从