水力壓裂技術(shù)ppt課件-wenkub
2023-05-16 04:15:51 本頁面
【正文】 22aeaeieaeaieerrrrrpprrrprp???????? 壓裂過程中，向井筒內(nèi)注入高壓液體，使井內(nèi)壓力很快上升。 （ 3）隨著 r的增加，周向應(yīng)力迅速降低，如圖 4— 2(b)所示。 、 270176。 、 180176。如圖 5— 2所示。當(dāng)已知地層中各應(yīng)力的大小時，裂縫的形態(tài)或方向即可被確定。 z z pP????油氣層中有一定的孔隙壓力 Pp，故有效垂向應(yīng)力可表示為： 作用在地下巖石某單元體上的應(yīng)力為 垂向主應(yīng)力 σ z ， 及 水平主應(yīng)力 σ H (其中又分為互相垂直的 σ x及 σ y )。利用攜砂液將支撐劑帶入裂縫中，形成高導(dǎo)流能力的支撐裂縫的一系列工藝過程。 167。 水平主應(yīng)力來自巖石處于彈性狀態(tài)（ 考慮構(gòu)造應(yīng)力 由廣義虎克定律推導(dǎo) ） ? ?12212 1 1 1SHpPEEP? ? ?????? ? ?? ???? ? ? ???? ? ???? 式中 σ H —— 最大水平主應(yīng)力， Pa； ξ 1， ξ 2—— 水平應(yīng)力構(gòu)造系數(shù)，可由室內(nèi)測試試驗結(jié)果推算，無因次； —— 泊松比，無因次； E —— 巖石彈性模量， Pa； —— 畢奧特 (Biot)常數(shù)，無因次。 構(gòu)造對應(yīng)力的影響 a— 逆斷層區(qū)域 σH=3σz b— 正斷層區(qū)域 σz=3σH 人工裂縫方向示意圖 （三）井壁上的應(yīng)力 1．井筒對地應(yīng)力及其分布的影響 在雙向應(yīng)力狀態(tài)下，彈性力學(xué)給出了平板為固體、 各向同性、彈性材料的周向應(yīng)力計算式 ： 鉆井后，井壁及其周圍地應(yīng)力分布受到井筒的影響，很復(fù)雜。在 無限大平板上鉆了圓孔之后，使板內(nèi)原來平衡的應(yīng)力重新分布，造成圓孔附近的應(yīng)力集中。 時， (σ θ )min = (σ θ )0186。 時， (σθ)max=(σ θ )90186。大約在幾個圓孔直徑之外，即降為原地應(yīng)力值。井筒內(nèi)壓必然產(chǎn)生井壁上的周向應(yīng)力。 ν —— 泊松比； Ps—— 地層壓力。 31221y x thFspP? ? ???????????此時有： = σth，代入（ 5— 8）式，并換為有效應(yīng)力 ( , , ) , 則可得到垂直裂縫時的破裂壓力，當(dāng)產(chǎn)生 垂直裂縫時，井筒內(nèi)注入流體的壓力 Pi即為地層的破裂壓力 Pf，所以形成垂直裂縫的條件： ?? x x sp????y y sp???? ip??????2．無液體滲濾時 地層滲濾應(yīng)力等于零，井壁上巖石的空隙壓力仍然為 Ps，故 , ，將其他應(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。實際上由于地層的非均質(zhì)性和局部應(yīng)力場的影響，產(chǎn)生的裂縫往往是不對稱的。 3． KGD 模型 （二維設(shè)計模型） 結(jié)論 ： 對于低滲油藏，需要壓成長而窄的裂縫，對于高滲油藏，則壓成一個短而寬的裂縫。 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形態(tài) （ 1）流體流動過程復(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。 167。 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，可實現(xiàn)較理想的支撐剖面。 用經(jīng)驗公式估算 =β 來確定。壓裂時地面泵壓可由下列公式估算： 4）壓裂車臺數(shù)的確定 ① 壓裂時所需總功率 1 2 31ppQP p Q? ? ? ??? ? ? ?泵 壓泵 壓② 壓裂車臺數(shù) （根據(jù)總功率和每臺車發(fā)動機(jī)功率求出所需壓裂車臺數(shù)） 39。 6）含砂比計算 含砂比是指單位體積壓裂液內(nèi)所含支撐劑的數(shù)量 (體積比 )。 tQ?壓裂液 ： 前置液、攜砂液、頂替液統(tǒng)稱。 ； V砂 —— 預(yù)計加砂體積， m179。 P102 頁例題：自己做。,平均含砂比為 10%， 若用400型壓裂車，其引擎功率為 2． 57 10 w，總的效率為 ，試計算 400型壓裂車臺數(shù)及至少準(zhǔn)備多少壓裂液用量？ 71 2 3 0 .6? ? ? ??? 52 .5 7 1 0pPW? ??7 64 1 0 0 . 0 2 5 1 . 6 7 1 0 ( )0 . 6pPQPW?? ? ?? ? ? ?65 10 10ppPnP?? ? ?? ?W38Wm?前30015 1 5 0 ( )10V c? ? ?砂攜3)3 3 1 . 5 1 3 . 5 (Wm? ? ? ?頂38 1 5 0 1 3 . 5 1 7 1 . 5 )W W W W m? ? ? ? ? ? ?頂前 攜 （已知： 總功率為： 答：所需 400型壓裂車 7臺，所需壓裂掖用量至少 。 5— 3 壓裂設(shè)備、管柱及材料 一 ． 壓裂設(shè)備、管柱 （一）地面設(shè)備 1．壓裂井口 2．壓裂管匯 目前壓裂管匯種類很多，承壓和最大過砂能力也不同。 3．投球器 投球器有兩種：一種是分層壓裂時，壓裂管柱中投鋼球的投球器；一種是選擇性壓裂或封堵炮眼投堵球用的投球器。 井口承受工作壓力 70MPa，最大過砂量 150 m3。 混莎車的類型：雙筒機(jī)械式、風(fēng)吸式、仿美新型混莎車。 壓 裂 車 發(fā)動機(jī) 壓裂泵 傳動箱 運載車 儀表監(jiān)控系統(tǒng) 液氣控制系統(tǒng) 混 砂 車 運載車 發(fā)動機(jī) 儀表監(jiān)控系統(tǒng) 液氣控制系統(tǒng) 管匯系統(tǒng) 輸砂系統(tǒng) 管 匯 車 儀 表 車 管匯車是配合壓裂機(jī)組作業(yè)的一種輔助設(shè)備。 千型壓裂井口 大規(guī)模長時間施工 深井超深井施工 LH5070型 井口 70 MPa KL65105型井口 105 MPa 鑄造一體 導(dǎo)流式平行閘閥 爆破閥 壓裂井口保護(hù)器 ?用于保護(hù) 250型采油井口在壓裂施工過程中不受高壓和支撐劑的磨損。 1．壓裂油管（專用油管 2 1/2″ 加厚 、 3） 2．封隔器（ K344型、 Y442 等 ） 3．噴砂器（帶滑套、不帶滑套） 作用： 一是節(jié)流作用，造成壓裂管柱內(nèi)外壓差，保證封隔器座封。 ② 三封卡雙層 不動管柱壓裂兩層 Φ73mm或 mm外加厚油管 +水力錨 +封隔器 +噴砂器（帶滑套） +封隔器 +噴砂器（不帶滑套） +封隔器 +絲堵 多級滑套封隔器分層壓裂工藝 壓第一層 壓第二層 （一） 壓 裂 液 作 用 將地面設(shè)備能量傳遞到油層巖石上并壓開裂縫，把支
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