【正文】 注的 目的。 地層線性流 地層線性流只能在裂縫導(dǎo)流能力較高時(shí)才出現(xiàn)。 在地層中形成人工裂縫的條件與地應(yīng)力及其分布、巖石力學(xué)性質(zhì)、壓裂液性質(zhì)、注入方式等都有密切關(guān)系。 水力壓裂過(guò)程中形成兩種類型的裂縫 即 :垂直裂縫和水平裂縫 在現(xiàn)場(chǎng)壓裂施工過(guò)程中很少有絕對(duì)的水平或垂直裂縫產(chǎn)生。 (區(qū)塊 層位 井?dāng)?shù)及工作量 ) 現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)法（中亞石油產(chǎn)生垂直裂縫） (1)深度 儲(chǔ)層深度低于 700m產(chǎn)生水平裂縫，超過(guò) 800m產(chǎn)生垂直裂縫， 700800m兩種情況都有可能。 (二 )如何判斷水力壓裂的裂縫方位 微地震方法 測(cè)斜儀方法 電阻率方法 生產(chǎn)動(dòng)態(tài)方法 S N E W (三 )水力壓裂施工方式 油管注入 (1)優(yōu)點(diǎn)： 有利于保護(hù)套管 在高流速下能減少或避免在井筒內(nèi)脫砂 便于分層壓裂 井下作業(yè)簡(jiǎn)單方便。 (3)注意事項(xiàng) 對(duì)壓裂投產(chǎn)或壓裂開發(fā)的低滲透油氣藏，在完井作業(yè)中必須考慮套管的尺寸、規(guī)范、抗內(nèi)壓強(qiáng)度以及組合，滿足日后壓裂施工的要求； 壓裂設(shè)計(jì)必須以套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度來(lái)選擇排量、確定地面壓力。 適用條件 : 深井及多層段井分層壓裂； 注意事項(xiàng) : 施工工藝較復(fù)雜，壓裂前需先下入橋塞， 壓裂后需打撈或 鉆掉橋塞； 施工時(shí)，橋塞上下壓差不能超過(guò)允許的最 大壓差； 水力錨的嚙合力必須大于施工時(shí)作用于封 隔器的上頂力； 打撈橋塞前先將橋塞上沉砂沖凈； 撈橋塞后，起管柱時(shí)應(yīng)先上下活動(dòng)將橋塞解封，卡瓦收回，再慢慢上起，不行猛提。 投球法壓裂工藝 特點(diǎn) : 一次射開所有欲改造的目的層 。 2 、限流法壓裂設(shè)計(jì)方法與步驟 先按擬射開層數(shù)和油層厚度，選擇一個(gè)注入排量； 按該地區(qū)油層破裂壓力梯度計(jì)算所需的井底壓力； 根據(jù)注入方式和排量計(jì)算油管和套管摩阻； 根據(jù)設(shè)備能力、井口及油 (套 )管強(qiáng)度確定一個(gè)井口壓力； 計(jì)算孔眼摩阻，計(jì)算出的孔眼摩阻應(yīng)大于射開油層的破 裂壓力差值，否則應(yīng)重新確定井口壓力； 計(jì)算孔眼孔數(shù)，并將孔數(shù)合理分配到各層； 若計(jì)算出的孔數(shù)不合理，則改變排量再重新計(jì)算，直到 合理為止。 (2)排出系統(tǒng) 排出管口徑： 100mm；排出接頭數(shù)： 8個(gè)，帶蝶閥； 排出泵類型：離心式砂泵；排出壓力： 552KPa； 流量計(jì)： 6〞 、 8〞 哈里伯頓電傳感式渦輪流量計(jì)各一套 密度計(jì)：射線式，量程 (3)比例混合系統(tǒng) 輸砂方式：機(jī)械螺旋；輸砂器數(shù)量： 2套；最大輸砂量： ； 最大轉(zhuǎn)數(shù)： 340r/min；砂斗高度： ； 干粉添加： 2套，機(jī)械螺旋，排量 、 液體添加： 3套，液動(dòng)齒輪泵，排量 0100、 1300、 0500L/min 第三節(jié) 水力壓裂工具 井下壓裂封隔器 輕便壓裂井口 千型壓裂井口 壓裂井口保護(hù)器 Y 2 2 1 110 鋼體最大外徑 φ 110mm 解封方式 為提放管柱解封 座封方式為轉(zhuǎn)動(dòng)管柱座封 支撐方式為單向卡瓦 壓縮式封隔器 如 : Y系列封隔器表示方法 (一 )井下壓裂封隔器 利用機(jī)械封隔器進(jìn)行分層壓裂改造是目前油田礦場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的方法之一 ,石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SY/510586 中規(guī)定了封隔器型號(hào)及使用方法。s) 100 80 85 70 水不溶物含量 (%， ≤) 16 20 8 12 PH值 交聯(lián)性能 能與交聯(lián)劑形成可用玻璃棒挑掛的凍膠 常用壓裂液稠化劑性能標(biāo)準(zhǔn) (2)交聯(lián)劑 是能與聚合物線型大分子鏈形成新的化學(xué)鍵，使其聯(lián)結(jié)成網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)的化學(xué)劑。 優(yōu)點(diǎn) : 耐溫高，可達(dá)到 180℃ ，且能延遲交聯(lián) 缺點(diǎn) : 破膠不徹底，容易對(duì)地層造成傷害 ≌ 有機(jī)硼 有機(jī)硼是用特定有機(jī)絡(luò)合基團(tuán) (如乙二醛等 ) 有機(jī)硼交聯(lián)壓裂液具有延遲交聯(lián)、溫度范圍寬 (71150℃) 和自動(dòng)破膠三大特性，克服了無(wú)機(jī)硼交聯(lián)壓裂液耐溫差、交聯(lián)快的不足缺點(diǎn)。 生物酶 是適用于 2154℃ 低溫破膠劑； 過(guò)氧化物 一般是適用于 5493℃ 的中溫破膠劑； 過(guò)氧化物破膠劑的 PH值范圍在 ，現(xiàn)場(chǎng)常用的有過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鈉等，用量在 。 在控制壓裂液 初濾失 方面的優(yōu)先順序是： 硅粉 粉砂 油溶性樹脂 乳液； 在控制壓裂液 造壁濾失 方面的優(yōu)先順序是： 乳液 硅粉 粉砂 油溶性樹脂。 KCL是現(xiàn)場(chǎng)最常用的壓裂液粘土穩(wěn)定劑，使用濃度一般為 %。 對(duì)于氣井，助排劑只要起到降低表面張力的作用即可，但對(duì)于油井，選擇的助排劑除降低表面張力外，更主要的是降低油水界面張力。 凍膠壓裂液的耐溫性主要取決于交聯(lián)劑、增稠劑品種以及體系中各添加劑的合理搭配，溫度穩(wěn)定劑僅為輔劑。 PH值調(diào)節(jié)劑還可以根據(jù) 酶破膠劑的最佳活性范圍調(diào)節(jié)出合適的 PH值 ，使破膠劑發(fā)揮出最大的破膠能力。 現(xiàn)場(chǎng)常用的殺菌劑以甲醛 (HCHO)為主，有刺激性氣味，對(duì)人體有害，一般使用濃度為 %； 現(xiàn)場(chǎng)配制壓裂液時(shí)，必須注意殺菌劑的添加過(guò)程和時(shí)間效應(yīng)，一般應(yīng)在注水充滿大罐前，加入一半殺菌劑迅速殺死其中的細(xì)菌，當(dāng)注完水后，再加入余下的殺菌劑，并保持 68小時(shí)，殺死壓裂液中所的細(xì)菌。 壓裂液性能測(cè)試與評(píng)價(jià)的目的，是為配制和選用壓裂液提供可靠依據(jù)，為壓裂設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確參數(shù)。采用本層油或水而不混摻添加劑的壓裂液都屬于這一類。 2/13102 6 2 ??????????? ???fckCPC 受造壁性能控制的壓裂液濾失系數(shù) 這種壓裂液內(nèi)由于添加了降濾失劑，壓裂時(shí)在裂縫面上可形成暫時(shí)的濾餅，能防止壓裂液繼續(xù)滲濾。 濾紙濾失性測(cè)定 在濾失測(cè)定儀上，用 35MPa壓差將壓裂液擠過(guò)濾紙，記錄擠入時(shí)間為 1 2 36min時(shí)通過(guò)巖心的濾失量 Q。 (3)測(cè)定和計(jì)算孔隙體積和孔隙度 將巖心烘干、稱重得 m1； 抽真空、飽和鹽水、稱重得 m2； 計(jì)算孔隙體積 V孔 和孔隙度 Φ 。擠入壓 差視巖心滲透率及試樣粘稠狀態(tài)選定，一般為 ，在儲(chǔ)層溫度下恒溫，使壓裂液與巖心作用并破膠水化； 按巖心滲透率測(cè)定和計(jì)算方法再次測(cè)定通過(guò)試樣后的巖心滲透率： 則試樣對(duì)巖心滲透率的傷害率為： PALQK油 ??? ?1/ 10%10039。 它代表壓裂液在混砂罐內(nèi)的攜砂粘度，也反映壓裂液延遲交聯(lián)或增稠性能 。 壓裂液的流變性 壓裂液的流動(dòng)曲線 用粘度計(jì)測(cè)定壓裂液室溫至油層溫度下的流動(dòng)曲線，可以計(jì)算得出壓裂液在不同溫度下的 K′( 縱坐標(biāo)截距 )和 n′ 值 (直線斜率 )。 ηa (mPas ?最低粘度 ηmin 不低于 50 mPa 破膠降粘液接近牛頓流體，可用毛管粘度計(jì)或其它粘度計(jì)測(cè)定其粘度 η 。 評(píng)價(jià)和改善壓裂液及其與地層巖石和流體的反應(yīng)產(chǎn)物的水溶性和油溶性的目的，是使其盡可能避免造成地層堵塞傷害。 水溶物和油溶物混合樣的油水不溶物含量的測(cè)定 將定量 m1樣品加入裝有水和油兩種溶劑的分液漏斗中，搖勻并分離溶解物和油水不溶物，將不溶物干燥、稱重得 m2，則油水不溶物含量為： %10012 ??mmd w o?破膠降粘液的溶解性 破膠降粘液也存在水不溶性殘?jiān)陀筒蝗芪餁堅(jiān)坝退蝗芪餁堅(jiān)?，測(cè)試方法與壓裂液及其添加劑相似。 s n） 6 流動(dòng)指數(shù) 7 靜態(tài)濾失系數(shù)（ m/min 1/2） ≤ 104 8 初濾失量（ m3/m2） ≤ 103 9 濾失速率（ m/min） ≤ 104 序號(hào) 項(xiàng) 目 指 標(biāo) 低溫 (2060℃ ) 中溫 (60120℃ ) 高溫 (120180℃ ) 10 破膠時(shí)間（ h） ≤12 11 破膠液粘度（ mPa 現(xiàn)場(chǎng)配液 在不具備配液站配液的情況下，在現(xiàn)場(chǎng)利用配液裝置進(jìn)行原膠液的配制。僅溶于氫氟酸，不溶于其它酸堿類。 (2) 礦物成分 天然石英砂的礦物組分以石英為主。在天然石英砂的石英含量中，單晶石英顆粒所占的重量百分?jǐn)?shù)愈大，則石英的抗壓強(qiáng)度愈高。 (二 )陶粒 化學(xué)組成與微觀晶相結(jié)構(gòu) (1) 中等強(qiáng)度陶粒支撐劑（ ISP） 中等強(qiáng)度陶粒支撐劑（ ISP）都用 鋁礬土或鋁質(zhì)陶土（ 礬和硅酸鋁）制 造。其化學(xué)組分氧化鋁（ Al2O3）的含量可達(dá) 85%~90%，氧化硅（ SiO2） 占 3%~6%，氧化鐵（ Fe2O3）占 4%~7%，氧化鈦（ TiO2）占 3%~4%。因此，對(duì)任一深度、任一儲(chǔ)層來(lái) 說(shuō)，使用陶粒均會(huì)獲得較高的初產(chǎn)量、穩(wěn)產(chǎn)量和更長(zhǎng)的有效期 。 理想狀態(tài)下的支撐劑性質(zhì) (生產(chǎn)廠家的攻關(guān)方向 ) 具有足夠的抗壓強(qiáng)度，能承受到 140MPa的閉合壓力； 為便于泵送，支撐劑的顆粒相對(duì)密度要低； 支撐劑的顆粒盡量大一些，顆粒均勻，圓度和球度應(yīng)接近于 1； 支撐劑應(yīng)在溫度為 200℃ 的條件下與儲(chǔ)層流體不產(chǎn)生化學(xué)作用； 貨源充足，按體積計(jì)價(jià)格應(yīng)與石英砂持平。這些樣品必須混合成一個(gè) 樣品，經(jīng)樣品減少器處理后可得到 3kg的試樣進(jìn)行評(píng)價(jià)試驗(yàn)。 (2)樣品減少器 其大小可以處理一袋樣品 (25kg ) ,一次處理可減少到原量 1/4()。即 每批樣品應(yīng)在相等的時(shí)間間隔后取得，以保證完整準(zhǔn)確的分析 。 每組標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)篩由 6個(gè)篩網(wǎng)與一個(gè)底盤組成，自上而下，篩網(wǎng)尺寸由大 到小，將它們疊放在一起，將 100g(準(zhǔn)確到 )支撐劑試樣均勻地倒在最 上面一層的篩網(wǎng)上，將疊在一起的篩垛裝在振篩機(jī)上，開動(dòng)振篩機(jī)。 %以內(nèi)。 (2) 圖象比較法 任取部分支撐劑，把它們鋪置成單層。 國(guó)內(nèi)外支撐劑圓度和球度最低標(biāo)準(zhǔn) 支撐劑類別 SY/ T510886標(biāo)準(zhǔn) API 推薦標(biāo)準(zhǔn) 圓度 球度 圓度 球度 天然石英砂 人造陶粒 (五 ) 支撐劑的表面光滑度 試驗(yàn)方法 以測(cè)定圓度和球度的顆粒來(lái)測(cè)定支撐劑的表面光滑度； 將支撐劑顆粒置于可放大 60倍的體視顯微鏡下觀察，并對(duì)照支撐劑表面光滑 度圖版確定支撐劑的表面光滑度。 試驗(yàn)方法 將 20mL干燥的支撐劑置于 300mL的燒杯內(nèi)，并倒入 100mL蒸餾水，靜置 30min后，在 30s內(nèi)用手搖動(dòng)燒杯 (不得攪拌 )約 4060次，再靜置 5min； 用注射器在燒杯中部吸取 25mL的混濁液體，裝入 30mL的試管或測(cè)試瓶中； 根據(jù)被測(cè)試液體的混濁程度與標(biāo)準(zhǔn)濁度溶液對(duì)比； 在濁度計(jì)上選擇合適的量程后，將上述 30mL試管或測(cè)試瓶插入濁度計(jì)的測(cè) 試孔中讀數(shù)，被測(cè)液體中的濁度 (即支撐劑濁度 )即等于讀數(shù)乘以 量程的倍數(shù)。然后，再將耐酸濾紙和坩堝一起放在內(nèi)部插 有漏斗的橡膠密封墊上待用； 在室溫下，將已稱好的 5g支撐劑試樣倒入裝有 100mL12%3%HClHF溶液 的 塑料量杯內(nèi)。在抽濾過(guò)程中，每次用 100mL的蒸餾水沖洗試樣，并進(jìn)行 3次； 將坩堝、耐酸濾紙及坩堝內(nèi)沖洗后的支撐劑試樣一起放入烘箱，在 105℃ 的 溫度下至少烘干 1h，取出放入干燥箱冷卻后再一起稱重； 以下式計(jì)算支撐劑的酸溶解度： %100)( ????sfsfsWWWWS評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 支撐劑名 稱 SY /T510886標(biāo)準(zhǔn) (%) API推薦標(biāo)準(zhǔn) (%) 12/20目 16/20目 20/40目 40/70目 12/20目 16/20目 20/40目 40/70目 石英砂 5 5 5 7 2 2 2 3 中 強(qiáng) 支撐劑 7 高 強(qiáng) 支撐劑 5 5 5