《水力壓裂技術(shù)》ppt課件-文庫(kù)吧
2025-04-16 04:15 本頁(yè)面
【正文】 應(yīng)力一同代入（ 5— 8）式，則： sp??????( 3 )F s y x thPP ? ? ?? ? ? ?由于最小總周向應(yīng)力發(fā)生在 θ=0186。， 180186。的對(duì)稱點(diǎn)上，垂直裂縫也產(chǎn)生在與井筒相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)點(diǎn)上。這就是為什么假定垂直裂縫以井軸為對(duì)稱的兩條縫的原因。實(shí)際上由于地層的非均質(zhì)性和局部應(yīng)力場(chǎng)的影響，產(chǎn)生的裂縫往往是不對(duì)稱的。 （二）形成水平裂縫的條件 當(dāng)產(chǎn)生水平裂縫時(shí)，井筒內(nèi)注人流體的壓力等于地層的破裂壓力，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)修正后得到形成水平裂縫的條件： 121. 941z thFspp???????????即：破裂壓力梯度 β是指地層破裂壓力與地層深度的比值。 （三）破裂壓力梯度 為了便于比較與預(yù)測(cè)各油田（油井）的破裂壓力，常使用破裂梯度，用 β表示，其物理意義： FPH? ?地 層 破 裂 壓 力地 層 深 度（ MPa/m） 三．地面泵壓的確定 (1) 地 層產(chǎn)生垂直裂縫時(shí)地面泵壓的確定： （產(chǎn)生垂直裂縫的油藏） B F m fp p p p? ? ?式中： PB— 井口施工泵壓， MPa； PF— 地層破裂壓力， MPa； Pm— 井筒液柱壓力， MPa； Pf — 管線及管柱產(chǎn)生的壓力損失， MPa。 （ 2）地層產(chǎn)生水平裂縫時(shí)地面泵壓的確定： （產(chǎn)生水平裂縫的油藏） B F m fp p p p? ? ?四．裂縫幾何模型 1．卡特模型 （一維模型） 2． PKN 模型 （二維設(shè)計(jì)模型） 特點(diǎn)：（ 1）裂縫高度一定（油層厚度） （ 2）長(zhǎng)和寬是變化的 （ 3）縫的幾何形狀：長(zhǎng)而窄的縫。 3． KGD 模型 （二維設(shè)計(jì)模型） 結(jié)論 ： 對(duì)于低滲油藏，需要壓成長(zhǎng)而窄的裂縫，對(duì)于高滲油藏，則壓成一個(gè)短而寬的裂縫。 PKN 模型 KGD模型 從無(wú)因次裂縫導(dǎo)流能力來(lái)分析： WK f ?裂縫的導(dǎo)流能力： 裂縫寬度與填砂裂縫滲透率的乘積 。 無(wú)因次裂縫導(dǎo)流能力表達(dá)式： fffD XKWKC???要想使低滲層和高滲層有同樣的高導(dǎo)流能力，從公式中變換兩個(gè)參數(shù) W 和 Xf。 特點(diǎn)：（ 1）裂縫高度一定（油層厚度 ) （ 2）長(zhǎng)和寬是變化的 （ 3）縫的幾何形狀：短而寬的縫。 PKN模型 KGD二維裂縫延伸模型 KGD模型 圖 4— 7壓裂前地層滲流示意圖 1— 地層， 2— 井眼， 3— 污染帶 五．水力壓裂增產(chǎn)增注原理 1．壓裂前流體從底層流向井底的流動(dòng)形態(tài) （ 1）流體流動(dòng)過(guò)程復(fù)雜 （ 2）污染帶和井底周圍應(yīng)力集中，近井地帶滲透率低，井筒附近滲流阻力大 結(jié)論： 水力壓裂前，由于各種阻力的影響，近井地帶的滲透能力較差。 3．水力壓裂增產(chǎn)、增注的基本原理 利用地面高壓泵注設(shè)備將高粘度的流體以大大超過(guò)地層吸收能力的量注入井筒，憋起高壓，在地層中形成裂縫并向前延伸。利用攜砂液將支撐劑帶入裂縫中，形成高導(dǎo)流能力的支撐裂縫 ；由于改變了井底附近流體的滲流狀態(tài)，提高了油層的滲流能力，從而達(dá)到增產(chǎn)、增注的目的。 2．壓裂后流體從地層流向井底的流動(dòng)形態(tài) 1）擬徑向流動(dòng)階段 2）地層線性流動(dòng)階段 3）雙線性流動(dòng)階段 4）裂縫線性流動(dòng)階段 結(jié)論： 水力壓裂結(jié)果，改變了滲流區(qū)的滲流方式，獲得了雙線性流動(dòng)模式，提高了近井地帶的滲透能力。 167。 5~2 壓裂設(shè)計(jì) 一．壓裂設(shè)計(jì) 壓裂施工設(shè)計(jì) 裂縫幾何參數(shù)優(yōu)選及設(shè)計(jì) ； 壓裂液類型和配方的選擇 ； 支撐劑選擇及加砂方案設(shè)計(jì) ； 效果預(yù)測(cè)和經(jīng)濟(jì)效益分析 。 內(nèi)容 壓裂地質(zhì)設(shè)計(jì) 二 壓裂施工設(shè)計(jì) 1．優(yōu)化設(shè)計(jì)程序 （按系統(tǒng)軟件要求輸入?yún)?shù)） 壓裂設(shè)計(jì)過(guò)程中，除利用計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算外，還有一重要環(huán)節(jié)是在正式壓裂施工前，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行小型壓裂測(cè)試（破裂壓力、閉合壓力、壓裂液濾失特性等）。 2．壓裂施工泵注程序設(shè)計(jì) 1）注入方式選擇 原則 ：在滿足泵注參數(shù)前提下，在限壓以下盡可能選擇最簡(jiǎn)單的注入方式。 油管注入 環(huán)空注入 油套混注和套管注入 2）加砂程序確定 （見下表） 采用線性加砂程序，即砂液比是以一條直線式增加，可實(shí)現(xiàn)較理想的支撐剖面。 采用線性加砂程序裂縫導(dǎo)流能力沿縫長(zhǎng)分布更加合理。 3．其他參數(shù)確定 1）油層破裂壓力的計(jì)算 （ 理論計(jì)算、小型測(cè)試、經(jīng)驗(yàn)估算 ） 油層破裂壓力 是指油層被壓開的瞬間被壓裂層位所受的壓力。 P破P破 式中 — 油層破裂壓力， MPa； H— 壓裂油層中部深度， m； β — 油層破裂壓力梯度， MPa／ m，它是由壓裂工藝統(tǒng)計(jì)資料而得的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。 用經(jīng)驗(yàn)公式估算 =βH 泵注程序 （油管注入） 階段 凈液量 （ m3） 砂濃度 （ kg/m3） 砂比 % 砂量 （ m3） 砂 液 量（ m3） 加砂階段累計(jì)砂液量（ m3） 排量 （ m3/min） 階段時(shí) 間（ min） 備注 防膨液 15 15 前置液 25 25 凍膠 攜砂液 5 118 7 凍膠 攜砂液 6 254 15 凍膠 攜砂液 7 423 25 凍膠 攜砂液 10 507 30 凍膠 攜砂液 5 676 40 凍膠 小計(jì) 前置液 25 投蠟球 90個(gè) 25 凍膠 攜砂液 3 118 7 凍膠 攜砂液 6 254 15 凍膠 攜砂液 8 423 25 凍膠 攜砂液 11 507 30 凍膠 攜砂液 4 676 40 凍膠 頂替液 凍膠 小計(jì) 累計(jì) 16 Q吸 吸排2）施工排量的確定 （先確定地層吸液量 ，滿足 ） 11400qBQpp ??? ? ??吸 破Q吸P破o?吸排經(jīng)驗(yàn)公式： 式中： Δ P—— 壓裂前的地層壓力與井底流動(dòng)壓力之差， MPa； —— 破裂壓力與壓前地層壓力之差， MPa。 B—— 原油體積系數(shù)， m3(地下 )／ m3(地面 )。 —— 地面原油的密度。 來(lái)確定。 —— 地層的吸液量， m179。／ min； q—— 壓裂前油井的穩(wěn)定日產(chǎn)量， t； Δ 地面排量按 3）地面泵壓的計(jì)算 P P P P P P? ? ? ? ?泵 壓 局 損井 口 破 摩 阻 液 柱P泵 壓P井 口P摩 阻P局 損P液 柱 式中： —— 地面泵壓， MPa； —— 井口壓力， MPa； —— 壓裂液在管柱內(nèi)流動(dòng)時(shí)的摩阻壓力降， MPa； —— 井下工具對(duì)流體的局部阻力損失， MPa； —— 井筒內(nèi)液柱壓力， MPa。 目的是為了在滿足裂縫需要的壓力和排量的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，減少使用設(shè)備的臺(tái)數(shù)。壓裂時(shí)地面泵壓可由下列公式估算： 4）壓裂車臺(tái)數(shù)的確定 ① 壓裂時(shí)所需總功率 1 2 31ppQP p Q? ? ? ??? ? ? ?泵 壓泵 壓② 壓
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